臺灣博碩士論文加值系統

本篇論文主要是探討行動通訊和車用電子系統中，電磁波與人體的電磁耦合作用。隨著行動手持裝置的多元化，手持裝置的使用不只在頭部位置且涉及胸腔部位。隨著使用位置的不同，人體器官的電磁功率吸收比分佈也將不同。本文首先介紹胸腔生理結構及其所包括的器官與組織，建立胸腔層狀模型，觀察其與均勻平面波的電磁耦合作用，並計算胸腔各組織的透射功率、吸收功率與電磁功率吸收比。接著建立人體胸腔立體模型(包含頭部與頸部)，討論不同位置的行動電話對於人體胸腔電磁功率吸收比之分佈與此行動電話天線輸入功率所受到的影響。此外由於汽車電子化的趨勢，車用電子系統大量使用在車內。當人體位於汽車內時，對通訊裝備的車內電場強度分佈會造成影響，而此一情形下的人體電磁功率吸收比分佈也一併探討。

The electromagnetic (EM) interaction with the human thorax is studied in this thesis. As the rapid development of the mobile communications, the mobile hand-held devices have not only been used near human head but also closed to chest. First, we describe the chest cavity structure and its contained organs and tissues. Then we set up a thorax layered model to observe the EM coupling effects between a thoracic layer and the uniform plane wave. The transmitted power, absorption power and specific absorption rate (SAR) of the thorax tissues are computed. The three-dimensional (3-D) human thorax model, including the head and shank, is also built for analyzing the SAR distribution of the human thorax to a mobile phone on different position. The second part of this thesis studies the EM-human interaction in the car electron system. The distribution of electric field intensity inside automobile and the EM absorption by human are studied.

目錄
目錄 I
圖目錄 II
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 論文架構 3
第二章 半波長偶極天線與人體胸腔模型之電磁耦合作用 4
2-1 胸腔結構 4
2-2 人體胸腔電磁功率吸收比之分佈 19
第三章　 車用電子系統中在車內電場強度之分佈 30
3-1外部通訊設備天線傳播到車內之電場強度分佈 30
3-2車輛內部無線通訊設備在車內電場強度分佈 60
第四章 結論 68
參考文獻 70


圖目錄
圖1-1 心臟節律器裝配位置 1
圖2-1 人體三個橫截面的解剖圖 5
圖2-2 胸腔層狀模型 7
圖2-3胸腔層狀模型的返回損耗 8
圖2-4胸腔層狀模型的植入損耗 8
圖2-5胸腔組織層透射功率 15
圖2-6胸腔組織層損耗功率 16
圖2-7胸腔組織層電磁功率吸收比 17
圖2-8人體胸腔模型 20
圖2-9胸腔模型之天線置於肩膀高度 20
圖2-10 900 MHz天線置於肩膀高度時人體胸腔電磁功率吸收比分佈(a)Z-X平面(b)X-Y平面 21
圖2-11 1200 MHz天線置於肩膀高度時人體胸腔電磁功率吸收比分佈(a)Z-X平面(b)X-Y平面 21
圖2-12 1500 MHz天線置於肩膀高度時人體胸腔電磁功率吸收比分佈(a)Z-X平面(b)X-Y平面 22
圖2-13 1800 MHz天線置於肩膀高度時人體胸腔電磁功率吸收比分佈(a)Z-X平面(b)X-Y平面 22
圖2-14 1900 MHz天線置於肩膀高度時人體胸腔電磁功率吸收比分佈(a)Z-X平面(b)X-Y平面 22
圖2-15 2100 MHz天線置於肩膀高度時人體胸腔電磁功率吸收比分佈(a)Z-X平面(b)X-Y平面 23
圖2-16 2400 MHz天線置於肩膀高度時人體胸腔電磁功率吸收比分佈(a)Z-X平面(b)X-Y平面 23
圖2-17 3500 MHz天線置於肩膀高度時人體胸腔電磁功率吸收比分佈(a)Z-X平面(b)X-Y平面 23
圖2-18 5200 MHz天線置於肩膀高度時人體胸腔電磁功率吸收比分佈(a)Z-X平面(b)X-Y平面 24
圖2-19胸腔模型之天線置於心臟高度 24
圖2-20 900 MHz天線置於心臟高度時人體胸腔電磁功率吸收比分佈(a)Z-X平面(b)X-Y平面 25
圖2-21 1200 MHz天線置於心臟高度時人體胸腔電磁功率吸收比分佈(a)Z-X平面(b)X-Y平面 25
圖2-22 1500 MHz天線置於心臟高度時人體胸腔電磁功率吸收比分佈(a)Z-X平面(b)X-Y平面 26
圖2-23 1800 MHz天線置於心臟高度時人體胸腔電磁功率吸收比分佈(a)Z-X平面(b)X-Y平面 26
圖2-24 1900 MHz天線置於心臟高度時人體胸腔電磁功率吸收比分佈(a)Z-X平面(b)X-Y平面 26
圖2-25 2100 MHz天線置於心臟高度時人體胸腔電磁功率吸收比分佈(a)Z-X平面(b)X-Y平面 27
圖2-26 2400 MHz天線置於心臟高度時人體胸腔電磁功率吸收比分佈(a)Z-X平面(b)X-Y平面 27
圖2-27 3500 MHz天線置於心臟高度時人體胸腔電磁功率吸收比分佈(a)Z-X平面(b)X-Y平面 27
圖2-28 5200 MHz天線置於心臟高度時人體胸腔電磁功率吸收比分佈(a)Z-X平面(b)X-Y平面 28
圖3-1汽車模型 31
圖3-2駕駛者位於汽車內之模型 31
圖3-3遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(900 MHz；θ=15∘、ψ=0∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 33
圖3-4遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(human；900 MHz；θ=15∘、ψ=0∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 34
圖3-5遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(900 MHz；θ=45∘、ψ=0∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 35
圖3-6遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(human；900 MHz；θ=45∘、ψ=0∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 36
圖3-7遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(900 MHz；θ=15∘、ψ=90∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 37
圖3-8遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(human；900 MHz；θ=15∘、ψ=90∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 38
圖3-9遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(900 MHz；θ=45∘、ψ=90∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 39
圖3-10遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(human；900 MHz；θ=45∘、ψ=90∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 40
圖3-11遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(1500 MHz；θ=15∘、ψ=0∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 41
圖3-12遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(human；1500 MHz；θ=15∘、ψ=0∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 42
圖3-13遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(1500 MHz；θ=45∘、ψ=0∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 43
圖3-14遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(human；1500 MHz；θ=45∘、ψ=0∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 44
圖3-15遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(1500 MHz；θ=15∘、ψ=90∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 45
圖3-16遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(human；1500 MHz；θ=15∘、ψ=90∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 46
圖3-17遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(1500 MHz；θ=45∘、ψ=90∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 47
圖3-18遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(human；1500 MHz；θ=45∘、ψ=90∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 48
圖3-19遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(1800 MHz；θ=15∘、ψ=0∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 49
圖3-20遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(human；1800 MHz；θ=15∘、ψ=0∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 50
圖3-21遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(1800 MHz；θ=45∘、ψ=0∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 51
圖3-22遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(human；1800 MHz；θ=45∘、ψ=0∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 52
圖3-23遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(1800 MHz；θ=15∘、ψ=90∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 53
圖3-24遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(human；1800 MHz；θ=15∘、ψ=90∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 54
圖3-25遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(1800 MHz；θ=45∘、ψ=90∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 55
圖3-26遠處外部通訊裝備對車內電場強度分佈(human；1800 MHz；θ=45∘、ψ=90∘) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 56
圖3-27遠處外部通訊裝備對駕駛者胸腔電磁功率吸收比分佈(θ=15∘、ψ=0∘) (a)900 MHz時Z-X 平面(b)900 MHz時X-Y 平面(c)1500 MHz時Z-X 平面(d)1500 MHz時X-Y 平面(e)1800 MHz時Z-X 平面(f) 1800 MHz時X-Y 平面 57
圖3-28遠處外部通訊裝備對駕駛者胸腔電磁功率吸收比分佈(θ=45∘、ψ=0∘) (a)900 MHz時Z-X 平面(b)900 MHz時X-Y 平面(c)1500 MHz時Z-X 平面(d)1500 MHz時X-Y 平面(e)1800 MHz時Z-X 平面(f) 1800 MHz時X-Y 平面 58
圖3-29天線位置與汽車模型 60
圖3-30天線位置與駕駛者位於汽車內之模型 61
圖3-31感應系統傳輸點天線對車內電場強度分佈(900 MHz) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 63
圖3-32感應系統傳輸點天線對車內電場強度分佈(human；900 MHz) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 64
圖3-33感應系統傳輸點天線對車內電場強度分佈(2400 MHz) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 65
圖3-34感應系統傳輸點天線對車內電場強度分佈(human；2400 MHz) (a)X-Y平面心臟高度(b)X-Y平面頭部高度(c)Y-Z平面前座(d)Y-Z平面後座(e)Z-X平面駕駛座側(f) Z-X平面副駕駛座側 66
圖3-35感應系統傳輸點天線對駕駛者胸腔電磁功率吸收比分佈(a)900 MHz時Z-X 平面(b)900 MHz時X-Y 平面(c)2400 MHz時Z-X 平面(d)2400 MHz時X-Y 平面 67


表目錄
表1-1 ICNIRP,IEEE及CENELEC對SAR的安全標準 2
表2-1人體胸腔組織的電性參數 6
表2-2胸腔層狀模型組織名稱及厚度 7
表2-3胸腔組織的波阻抗、衰減常數、相位常數、滲透深度 10
表2-4胸腔組織鄰接處的合成總場波阻抗(皮膚到心臟) 13
表2-5胸腔組織鄰接處的合成總場波阻抗(心臟到皮膚) 14
表2-6胸腔組織的密度 17

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