Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Söz konusu Dosimeters 2,4 GHz bant ile insan maruz kalma koşullardan etkili analizi

doi: 10.3791/56525 Published: May 2, 2018

Summary

Bu çalışmada maruz kalma seviyeleri 2.4 GHz bandında ölçüm cihazları olarak kişisel exposimeters kullanımı nedeniyle belirsizlikler kaçınmak ölçmek için bir protokolünü açıklar. Bu değişikliklere maruz kalma seviyeleri özellikle uyum testi, maruz kalma limitlerini sigara tedirgin verilerden tanımlandığı dikkate alınmalıdır.

Abstract

İyi tanımlanmış deneysel bir işlem iken ölçüm cihazları olarak kişisel exposimeters (kısaca) kullanımından kaynaklanan belirsizlikler kaçınmak en kötü senaryo koşullarında maksimum etkiyi değerlendirmek için ileri sürülen: vücut gölge etkisi (BSE), sınırlı ışık hassasiyet değerleri ve olmayan radyasyon kaynağının kimliği. EMF için maruz kalma seviyelerinde birkaç kapalı muhafazaları için bir üst sınır ölçülen ve simüle. Kapalı iletişim en sık kullanılan grupta olduğu gibi çalışma için kullanılan 2.4 GHz sıklığıdır. Kaydedilmiş değerleri uluslararası komisyon Sigara iyonize radyasyon koruma (ICNIRP) referans seviyeleri için çok altında olsa da, güvenilir maruz kalma seviyeleri özellikle hassas ortamlarda sağlamak için belirli bir ihtiyaç vardır. Elektromanyetik alan (EMF) maruz kalma açısından için soğukkanlı maruz kalma koşulları sağlığının korunması için ulusal ve uluslararası standartlarda kurulan sınırları ayarlama; diğer bir deyişle, herhangi bir şekilde değişiklik değil gerçek ve objektif pozlama veri.

Introduction

Kablosuz Yerel ağlar (WLAN) kullanımı son yıllarda önemli ölçüde daha yaygın hale gelmiştir. Kablosuz teknolojiler geleneksel sabit erişimi olanlar için alternatifler haline gelmiştir ve sonuç olarak, erişim noktaları (AP) çok sayıda konut, mesleki ve genel alanlarda1,2' yüklü olmalıdır. Bu sayıda AP ve kişisel iletişim cihazları elektromanyetik alan (EMF) maruz kalma3' e ilgili olası riskleri önemli ilgi yol açmıştır.

Kişisel exposimeters (kısaca) genellikle Epidemiyoloji alanında kullanılan bireysel Pozlama ölçümü için taşınabilir aygıtlardır. Çeşitli çalışmalarda belirsizlikler kısaca EMF ölçümlerde kullanırken tespit etti. Bu bulgular etkileri kısaca yüzey-in güvenilirlik elde edilen sonuçları4tarih gösteriyor ki. Bazı çözümler iyi PEM giyen teknikleri, küçük örnekleme aralığı ve yeterli uzunluk5ölçümleri gibi bu belirsizlikler etkisini en aza indirmek için önerilmiştir.

Bazı yazarlar çalışma görev faktörü (veya iş hacmi) maruz kalma ölçümlerde göz önünde bulundurarak önemi yayımlanmıştır. Gerçek durumlarda, Wi-Fi aygıt hiçbir zaman tam iş hacmi ile iletimi. Wi-Fi sinyallerini aralıklı patlamaları Radyofrekans (RF) enerji ve noktalar olmadan herhangi bir yayınlar oluşur. Sonuç olarak, bu kez ışık hassasiyet değerleri düşen çok düşük olduğu ve hangi tarafından Feb algılar sigara gibi kaydedilir bildirilen pozlama ölçüm büyük bir kısmı vardır. Çeşitli eserler bir teorik hesaplama6üzerinden gerçek değerler elde etmek için faktörler kullanımını öneriyoruz.

Kısaca belirsizlik içinde günlüğe kaydedilen verileri neden takan varlığı ile kullanıcı tarafından giyilmelidir tasarlanmıştır gibi insan vücudunun gölge efekti belirsizlik özel ilgi ile ele alınmıştır. Bilgi ve BSE miktar yardım olmadan, pozlama veri doğru Yorumlar sağlamak sıkı ölçüm yordamlar dışında gerçekleştirmek için gerekli olacak. BSE birkaç kısaca, insan vücudu7, farklı bölgelerinde bulunan giyen veya düzeltme faktörleri elde edilen sonuçları5,9,10,11' e,12 uygulayarak önlenebilir . Bu arada, diğer durumlarda, vücut simülasyon teknikleri silindir13kullanımı ile değiştirdi. Bazı eserler insan vücudu13etkisini önlemek için belirli ölçüm teknikleri uygulamak öneriyorum. Bu da çalışmanın pozlama veri işleme olmadan gerçek kapalı muhafazaları vücuttaki etkisini önler bir ölçüm yöntemi öneriyor.

Kısaca özelliklerinden biri sigara-ışın kaynağı tanımlamasıdır. Kısaca belirli frekans bantlarında elektrik alanı (E-alanı) düzeyleri ölçmek ama birkaç kaynakları veya aygıtların aynı frekansta yaymak, PEM belirli her kaynaktan katkı kimliğini ortaya çıkarmadan E-alanı düzeyleri ölçer.

Bu nedenle, belirsizlik içinde Feb günlüğe kaydedilen verileri bu kaynaklar nedeniyle, etkilenme düzeyi analizi yordamlar deneysel değerlendirilmesi ve EMF düzeyleri sayısal tahmini için güvenilir sonuçlar elde etmek için gerekir. Bu eser E-alanları (2.4 GHz frekans) maruz kapalı muhafazaları içinde değerlendirmek için kullanılan uygun bir yöntem sunar. Bu metodoloji, küçümseme nedeniyle BSE, neden daha önce bahsedilen belirsizlikler kullanarak tahmindi neden yanında sigara algılar, ve sigara-kimlik radyasyon kaynağının kaypaklık kaçınılmalıdır. Bu gelişmiş güvenilirlik önerilen yöntemi kullanılarak elde edilen veriler olumsuz koşullarda EMF maruz kalma durumunda bir üst sınır sağlamak anlamına gelir. Maruz kalma limitlerini Ulusal içinde kurulan ve sağlık koruma tanımlanan için soğukkanlı EMF veri için uluslararası standartlar herhangi bir etkisi veya Aracısı tarafından değiştirilmemiş. Belirsizlikler ile pozlama eşikleri contrasted olabilir güvenilir bilgi sağlayan günlüğe kaydedilen veri önlenmesini beri önerilen deneysel işlemin yasal test uygunluk açısından uygundur.

Deneysel protokol kullanıldıktan sonra elde edilen sonuçları edilmiş eşikleri için karşılaştırıldığında ve Avrupa mevzuatı pozlama değerleri önerilir. Bu EMF pozlama buna karşılık ortak işyeri bağlamlarda temsil tipik kapalı ortamlarda Wi-Fi sistemleri nedeniyle yasal uyumluluk denetimi amacıyla yapılmıştır. Şu anda, 2.4 GHz kablosuz frekans var olan daha yaygın olarak kullanılabilir veri pozlama halka üzerinde iletişim gruplarından biridir. Radyo frekansı enerjisine maruz etkileri sağlık merkezleri, hastaneler, okullar, gibi hassas ortamlarda kablosuz-olanaklı kılmak aygıt tarafından yayılan ve hatta olası sağlık ile ilgili yaygın kaygılar nedeniyle bu belirli grup siyasi ilgi olduğunu ev ayarları15.

Bu eser E-alanı maruz kalma koşulları ile ilgili olarak, kısaca kullanımı ile ilgili belirsizlikler kaçınmak soğukkanlı ölçümler sağlamak için bir protokol sunar. Bu çalışmanın amacı, uygunluk testlerinde Ölçüm aygıtları olarak kısaca kullanımını artırmaktır.

Protocol

Önerilen protokol Carlos III Sağlık Institute´s insan araştırma Etik Komitesi kuralları izler.

1. muhafaza seçimi ve kontrol testi elektromanyetik çevre

  1. Geniş bir muhafaza, en az 20 m3 birimindeki sinyal solma oturum PEM verilerde belirgindir yeterli büyüklükte seçin. Tercihen, bu küçük engeller, mobilya gibi kapalı muhafazaları16E-alanı seviyelerinde tahmin etmek için kullanılan yayılma modelleri dikkate alınıp değil kesinlikle gerekli olmasa da muhafaza boş olması gerekir.
  2. Yakındaki cihazlar, cep telefonları, bilgisayarlar, dizüstü bilgisayarlar, kablosuz arabirim erişim noktaları, vbkapatın. Bir PEM belirsizlik ışın kaynağı belirsiz tanımlaması, diğer bir deyişle, kısaca her verici cihaz tespit olmadan E-alanı için her frekans ölçmek. Bu nedenle, Wi-Fi aygıtı ile deneme engelleyebilir 2,4 GHz bant işletim yok emin olun.
  3. Bir PEM 4 örnekleme oranı ile yapılandırmak s PEM ile sağlanan özel bir yazılım ile.
  4. Bu ön ölçümlerde nerede PEM yıpranmış konum ilgili olmasa da PEM bel yükseklikte yerleştirin.
  5. PEM başlatmak ve bir son-in belgili tanımlık çevirme diğer yaklaşık 10 cm bir hızda doğru yürüyerek kullanıcı/kullanıcı yürüyor PEM tarafından günlüğe kaydedilen verileri s. E-alanı düzeyleri vardır.
  6. Günlüğe kaydedilen verileri PEM ile sağlanan belirli yazılımlar ile indirmek. Tüm günlüğe kaydedilen verileri PEM, 0,05 V/m 2.4 GHz frekans bandı için ışık hassasiyet değerleri, en düşük fiyat sınırı olduğundan emin olun.
  7. Farklı günlerde deneme tekrarlanabilirlik sağlamak ve tutarlılık onların güvenilirlik etkileyebilecek önemli hiçbir varyasyon içeren sonuçlar elde etmek için kontrol ölçümleri gerçekleştirmek.
    Not: kontrol testleri farklı günlerde doğrulanır, Wi-Fi radyasyon kaynakları bir yokluğu kabul edilebilir ve günlüğe kaydedilen verilerin yalnızca deneme radyasyon kaynağının katkısı bağlı olabilir.

2. ölçüm cihazı pozisyon sabitleme

  1. Bu ön test birinde üç kısaca kullanarak kapalı muhafazaları yerine getirir. Üç kısaca konumları aynı anda en iyi günlüğe kaydedilen verileri takan etkisini önler PEM konumunu düzeltmek için değerlendirilecektir.
  2. Üç Feb 4 örnekleme oranı ile yapılandırmak s her PEM ile sağlanan yapılandırma yazılımını kullanarak.
  3. İlk dosimeter alt kısmında nerede vücut sonuna kadar PEM koruyucu lomber bölgede geri yerleştirin. Bel yükseklikte, bakış açısı (LoS) ikinci dosimeter radyasyon kaynağı ile yerleştirin.
  4. Üçüncü dosimeter bir metre uzak kullanıcı (kullanıcı tarafından onların omuz için düzenlenen bir tüp sonundaki) nereye o-ecek var olmak tarafından BSE etkilenmemiş yerleştirin. Karton tüp 1 m uzunluğunda kullanın; Örneğin, bir harita sahibi. Üç kısaca yerlerini şekil 1' de gösterilmiştir.
  5. Gerçek erişim noktası radyasyon kaynağı olarak kullanın.
  6. Kısaca üzerinde aynı anda sadece ölçümleri gerçekleştirmeden önce açın.
    Not: Farklı kısaca veriler arasında küçük bir boşluk ortaya çıkabilir; Bu sonuçları ilgili olmayacak. Genellikle bu boşluğu 2 ya da 3 örnekleri hakkında ve yaklaşık 300 örnekleri, toplam sayısıdır.
  7. Doğru sonra 10 cm/sn, bir hızda ışın kaynağı uzak sırasıyla önünüzde ve kullanıcı, arkasında yer alan AP ile yavaşça yürü kullanıcı var. Şekil 2 bir diyagram deneysel bariyer ve önceden tanımlanmış yolları yönleri ve kısaca konumunu gösterir.
  8. Veri--dan Feb indirmek.

3. ışın kaynağı

  1. 4. adımda kullanılan radyasyon kaynağı için bikonik anten bir düşük-kaybı kablosuyla bağlı bir analog sinyal jeneratör kullanın. 3 GHz için 80 MHz frekans aralığını kapsayan bir geniş bant anten bikonik antendir.
  2. Modülasyon, olmadan sürekli bir sinyal oluşturmak için analog sinyal jeneratör yapılandırmak ve bu biri gibi 2.437 MHz frekans en sık Frekanslar Wi-Fi sistemleri tarafından kullanılan.
  3. 100 yayılan bir eşdeğer izotropik ile oluşturulan sinyal gücü (EIRP) yapılandırmak mW, Avrupa'da izin verilen maksimum EIRP.
  4. Bikonik anten muhafaza (dinamik koşullar deneyde gerçekleştirilmesinin kolaylaştırmak için,Şekil 2) bir tarafını ortasına yerleştirin.
  5. Böylece kullanıcı doğrudan kaynak, maksimum BSE küçümseme günlüğe kaydedilen verileri olmayan-görüş hattı tarafından (NLoS) PEM, algılamak için karşı karşıya tarafından BSE etkilenmemiş PEM tarafından günlüğe kaydedilen düzeyleri ile ilgili olarak kullanıcı, bikonik anten hizalayın.

4. ölçüm yöntemi

  1. İki kısaca kullanarak ölçüleri taşımak. Kısaca 4 örnekleme süresi olan yapılandırma s her PEM ile sağlanan yapılandırma yazılımı ile.
  2. Arkadaki tamamen NLoS radyasyon kaynağı ile ilk dosimeter Merkezi ve nerede vücut olduğunu sonuna kadar koruyucu PEM.
  3. Uzak kullanıcı (kullanıcı tarafından onların omuz için düzenlenen tüp sonundaki) 1 m uzaklıkta ikinci dosimeter yer insan vücudu etkisini önlemek için. Bu pozisyonda 2. adımda tespit edilmiştir. Her iki kısaca pozisyonları şekil 3' te gösterilen.
  4. Bikonik anten dikey pozisyonda yerleştirin.
  5. Kısaca üzerinde aynı anda sadece ölçümleri gerçekleştirmeden önce açın. Adım 2.6 olduğu gibi küçük bir boşluk sonuçları ilgili olmayacak.
  6. Koridorun ışın kaynağı doğru ters taraftan yavaşça yürü kullanıcı göre şekil 3, yaklaşık 10 cm/s bir sürekli yavaş hızda gösterildiği tanımlanmış yol var. Kullanıcı yürüyor iken, PEM E-alanı verilerini günlüğe kaydetme.
  7. Veri sağlanan yazılımı kullanarak kısaca indirmek.
  8. Polarizasyon türü etkisi algılamak için 4.5, 4,6 ve 4.7 yatay bir konumda, bikonik antenle adımları yineleyin.

5. Ray modelleme izleme

  1. Geliştirileceğini veya ışın izlemeli yazılım görüntü teorisi (Işın İzlemeli teknikleri elektromanyetik alanlar16yayılmasını analiz etmek için kullanılan bir strateji) göre metodolojinin etkinliğini deneysel karşılaştırarak denetlemek için ve simüle sonuçları. Model boş alanlarda E-alanı seviyelerinde tahmin ve çevresini elektromanyetik dalgaların etkileşime izin vermek gerekir. Bu yazılım geliştirilirken, aşağıdaki adımları izleyin:
    1. Model 3D yolları hem dikey hem de yatay uçaklarda 2D resim oluşturma dayalı üretmek için farklı aşamalarında geliştirmek. E-alanı ana ray ve diğer katkıları nedeniyle yansımaları ve diffractions, her bir değerlendirme noktada çevresini içinde kayıtlı elektromanyetik dalgaların vektör toplamı olarak hesaplar. E-alanı değeri bir değerlendirme noktasında tüm katkıları (ışınları) vektör toplam çevre ile etkileşim verilen en fazla sayıda kaynaktan hesaplaması. Yansımalar sayısı 10'a kadar maksimum değeri11ile bir girdi parametresi olarak muhafaza duvarları üzerinde kullanın.
    2. Holm'ın sezgisel kırınım katsayısı kırınım modelleme, Nechayev ve Constantinou tarafından önerilen ve Rodríguez vd. kullanılan bir uzantısı kullanır 10
  2. Yapılandırma parametreleri deneysel kurulum özelliklerini kullanmak: boyutları ve geçirgenlik ve iletkenlik test edilen her muhafaza parçası malzeme. Tablo 111 simülasyon kullanılan malzemeler elektromanyetik parametrelerini gösterir. İletken malzeme ile ilişkili yansıma katsayısı yüksek bir büyüklük vardır. Yansıma katsayıları manyetik olmayan ve iletken olmayan medya E-doğrudan ray ana katkısını ve diffractions ve yansımaları diğer katkılarıyla toplamı olarak hesaplanan alan, etkilemek için yüksek bir değerdir.
  3. Yapılandırma parametreleri bikonik anteni, anten çizgesi ve polarizasyon özelliklerini tanıtmak.
  4. Yapılandırma parametreleri frekans (2.437 MHz) ve analog sinyal üreteci (20 dBm) gücünü tanıtmak.
  5. Doğru tüm girişleri dahil sonra çalıştırın.
  6. 0,01 V/m PEM çalışma şartlarına taklit amacı ile aralıklarla sonuçları ölçmek.
  7. PEM hassasiyeti en düşük limit değeri 0,05 V/m, altındaki çoğaltmak için sonuçlar yerine algılar sigara tarafından Feb oturum.

Representative Results

Farklı boyutlarda dört kapalı muhafazaları olan birimleri 63 m3 (12 x 1.26/3 × 2.45 m boyutlarında), 162 m3 (27.15 x 1.93 × 3.1 m), 57 m3 (9 × 2.56 × 2,47 m) ve 63 m3 (10 × edildi deneysel ölçümler gerçekleştirmek üzere seçildi 2.56 × 2,47 m). İlk muhafaza genişliğini sabit değildi. Birinci ve ikinci muhafazada önceden tanımlanmış yolunun uzunluğu 12 m oldu. Üçüncü ve dördüncü muhafazada önceden tanımlanmış yolunun uzunluğu en fazla boyutunu, 9 yaşındaydım ve 10 m, anılan sıraya göre. BSE etkileyen bir faktördür yapım malzemeleri tür kapalı muhafazaları düzeyleri ortamlar iletken malzeme ile söz konusu olduğunda artırmak. Özellikle, biz kullanılan muhafazaları yansıtıcı olmayan malzemelerin oluşturuldu. PEM BSE altında tarafından günlüğe yansıyan ışınları söz konusu olduğunda iletken malzemeler daha zayıf olduğu gibi bu koşulların BSE ilgili, olur.

Ön aşamasında elde edilen sonuçları şekil 4kullanıcı doğru ve AP. E-alanı uzak yürürken hangi üç kısaca (arka teker, diğerinde ön ve yer alan 1 m uzaklıkta üçüncü) tarafından günlüğe kaydedilen verileri karşılaştırır içinde özetlenir radyasyon kaynağı ile yıpranmış PEM Los tarafından günlüğe düzeyleri vücut ile temas PEM alt düzeyleri7 kaydeder kayda değer olmasına rağmen 1 m takan, Los radyasyon kaynağı ile her ikisi de uzak bulunan PEM tarafından kaydedilen çok benzer . Hem yolu için yıpranmış kısaca gölge alan tarafından toplanan düzeyleri yıpranmış ve değil yıpranmış kısaca Los Microsoft tarafından toplanan verileri daha düşüktür.

E-alanı düzeyleri kısaca her pozisyonda tarafından günlüğü tutulan her iki yollarında çok benzerdi, ama bazı farklılıklar vardı. AP uzak yol göz önüne alındığında, sonlu fark zaman etki alanı (FDTD) analizi olay dalgalar vücut kullanıcı eğmek ve karşı tarafta yıpranmış PEM ulaşmak ve hatta PEM 1 m uzaklıkta yer alan BSE zayıf nerede gösterdi. Bu etkiyi kapalı ortamlarda daha önemli olduğu küçük vücudun gölgeli bölgesidir. Bu yüzden de hem yolu kullanıcı uzak 1 m yer alan kısaca tarafından günlüğe kaydedilen veriler maruz koşullara benzer bu oldu.

Yıpranmış kısaca ile ilgili olarak kavraması ile vücuttaki etkisini bir bozulma daha sonra günlüğe kaydedilen verileri etkileyen PEM radyasyon desene (RD) neden olur. Gibi yıpranmış kısaca Los tarafından günlüğe kaydedilen verileri benzer ama kısaca tarafından günlüğe kaydedilen verileri 1 m uzaklıkta yer alan daha düşük olma eğilimindedir, ancak, bu LoS koşullarında, insan vücudu ile karşılaştırıldığında distorsiyonları BSE nedeniyle ihmal edilebilir bir etkiye sahip olduğunu söylenebilir.

Şekil 4' te görüldüğü gibi tüm PEM pozisyonlarda E-alanı düzeyleri kullanıcı konumu nerede AP doğru yolu için daha düşük olma eğilimi ön ışın kaynağı için. GHz aralığında, SAR (SARWB) tüm vücutta nedeniyle insan morfolojisi bir arabaydı olay düzlem dalga altında biraz daha yüksek: büyük deri bölgelerinde ve kaba yüzeyler (ayak parmakları, ayak, çene, yüz) Gövdenin ön tarafında bulunur. E-alanı etkin bir şekilde tipik en yüksek SAR konumlardaki GHz aralığı17bu küçük vücut parçaları üzerinde vurmak.

AP üzerinden iletim bu yüzden süreksiz, kısaca tarafından günlüğe kaydedilen düzeylerinin çok daha düşük duyarlılık eşik ulaşmak olmayan ve sayısını sigara olarak algılar çok büyük olur. Algılar sigara yüzdesi % 60, nerede yerine koyma-ebilmek var olmak kabul edilebilir, Helsel18tarafından açıklandığı gibi kabul edilebilir olarak kabul altındadır. Her ne kadar şekil 4' te gösterilen sonuçlarında en çok sigara-% 50, % 60, testleri bir AP ile kabul edilen düzeyde yakın 1 m BSE önlemek için en uygun bir mesafedir onaylamak için güvenilir algılar.

Bu nedenle, kullanıcı uzak 1 m yer alan PEM konumunu E-alanı maruz güvenilir düzeyde oturum için en uygunudur ve vücut etkisi tarafından neden küçümseme tarafından etkilenmez. Bu hususlar dikkate alarak, ölçümler dört seçili ortamlarda, yatay ve dikey kutuplaşmalar ve önceki bölümde açıklanan metodolojisi izleyerek gerçekleştirilmiştir: iki kısaca, bir kullanıcı tarafından ve buna yıpranmış ile Radyasyon kaynağı ile 1 m mesafede kullanıcı ve LoS NLoS ve ikinci konumda.

Şekil 5 ve şekil 6 E-alanı düzeyleri birinci ve ikinci muhafazaları, yarı Logaritmik ölçek ve her iki kutuplaşmalar bikonik anten ve sinyal üreteci oluşan ışın kaynağı doğru yol boyunca göster. BSE küçümseme doğrudan çevre boyutuna bağlıdır: küçümseme ikinci kasa içine büyük ve sırayla, etkisi açık yerine, kapalı, muhafazada büyüktür. BSE küçümseme ile daha büyük olduğunu dikkate değerdir dikey daha yatay polarizasyon ile beri ana radyasyon kaynağının polarizasyon türü BSE etkisinin derecesini etkiler. Yüksek sayıda önlemek için sigara olarak algılar ve günlüğe kaydedilen verilerin, başka bir tedavi olmadan gölge durumunda her iki kutuplaşmalar ölçümlerde 25 dBm iletim gücü ile tekrar (316.12 mW) ikinci muhafaza içinde. Şekil 6 rescaled ölçümleri 20 dB için her iki kutuplaşmalar ve gölge durumunda E-alanı düzeyleri algıladıkları için yarı Logaritmik ölçek sunar. Yatay polarizasyon, söz konusu olduğunda algılar sigara dikey polarizasyon içinde yüzde hala önemli olmasına rağmen kaçınılmalıdır.

Her iki kutuplaşmalar ölçümlerde test koşullar altında tüm kutuları içinde gerçekleştirilmiştir. Şekil 5 ilk muhafaza, her iki kutuplaşmalar benzer olarak gölgeli veri sonuçlarını gösterir. Ancak, ikinci muhafaza sonuçlarından, şekil 6, gölgeli veri farklılığı her iki kutuplaşmalar gösterilen en büyük bir şekil 5' te daha önemli.

Gölgeli veri farklılığı her muhafaza içinde her iki kutuplaşmalar ölçmek için Tablo 2 (1) gösterildiği gibi her iki kutuplaşmalar sigara gölgeli ve gölgeli verilerde ortalamaları arasındaki oranları ile ilgilidir polarizasyon faktörü (PF) sunar :

Equation 1(1)

Tablo 2 ' den büyük muhafaza olduğunu, dikey polarizasyon için sigara gölgeli ve gölgeli verileri arasında büyük fark sonucuna. Bu çalışmanın sonuçları daha önemli bir küçümseme yatay polarizasyon dikey daha yaklaşık 2100 MHz radyo kanallarını, baş/gövde ve ekstremitelerde lokalize SAR ayakta pozisyonda dikey polarizasyon için daha yüksek, çünkü ve ne zaman gösterir vücudun ön ya da arka17dalgalar vurmak. Ayrıca, dikey polarizasyon olay dalga24emilimini açısından en kötü durum bir düzeyde bu yüzden kullanıcı dalga boyu ile karşılaştırıldığında küçük değil. İnsan vücudunun büyük eksen (bikonik anten polarizasyon dikey olduğunda ki olur) elektrik alan vektörü paralel olduğunda, insan vücudunun özgül Emilim Oranı (SAR) maksimum değerleri19ulaşır. Teorik olarak, dikey polarize dalgalar büyük ölçüde yatay polarize dalgalar göre insan vücudu tarafından korunuyor. Gerçeğini dikey polarizasyon içinde E-alanı takan8uzun eksenine paralel olsun nedeni bu. Anten polarizasyon BSE içinde önemli bir faktör olduğu için uygun polarizasyon kullanıcı varlığı en büyük etkisi ölçümlere yıpranmış PEM ve NLoS20algılamak için yoktur.

Dört muhafazaları test koşulları altında elde maruz kalma seviyeleri Şekil 7 ' de yarı logaritmik bir ölçekte gösterilir. Simülasyon sonuçları önceden tanımlanmış yolun her iki tür verileri ile ilgili olarak onların mesafe radyasyon kaynağından aynı şekilde farklılık gösteren her noktasında ölçümleri ile birlikte gösterilir.

Tablo 3 ölçülü ve simüle E-alanı düzeyleri sırasıyla özetler. Her kapalı Kasası için ortalama, standart sapma ve maksimum ve minimum değerler sağlanır. Bu deneysel ve simüle verilerinin istatistik değerleri arasındaki benzerliği dikkati çekiyor. Deneysel ve simüle veri serisinin her çifti arasındaki benzerliği de paçısından kontrol-Kolmogorov-Smirnov (KS) testi ile alınan değeri. P değerleri Tablo 3' te gösterilmektedir. P-bu nedenle yeterli bir eşleşme deneysel ve simüle veri serisinin her çifti arasındaki değerleri her zaman 0,05, anlam düzeyinde büyük. Buna ek olarak, ayrıca her serisi, deneysel ya da simüle, kümülatif dağılım fonksiyonu (CDF) zaman her iki kutuplaşmalar lognormal istatistiksel dağıtım eder KS testi kullanılarak doğrulanmıştır.

Şekil 7 test ve birçok maruz kalma standardı şu anda temelini ICNIRP üzerinde dayalı Avrupa mevzuatı ile kurulan eşikleri ile uyum için kullanılan kapalı muhafazaları ölçülü ve benzetim yapılmış verileri gösterir Dünya çapında, iç, genel ve mesleki bağlamlarda tatbikî. Genel nüfus söz konusu olduğunda, 61 V/m pozlama için non-iyonizan radyasyon 2.4 GHz frekansta sınırıdır. ICNIRP içinde kurulan 61 V/m değeri insan maruz kalma açısından en kısıtlayıcı olan sınır değil. Dünya çapında diğer standartlar bulunmaktadır: Kuzey Amerika, daha az kısıtlayıcı sınırlarını IEEE kurar: 66.7 V/m kontrolsüz ortamlar için eşdeğer ICNIRP genel halk için. Buna ek olarak, Doğu Avrupa, Rusya ve genel nüfus için en katı sınır 3.14 V/m nerede olgusu gibi daha kısıtlayıcı yönetmelik bulunmaktadır. Şekil 7' de, yönetmelik uyumluluğu ile ilgili olarak çıkarılan sonuçlara güvenilirlik sağlayan PEM, belirsizliklerin ICNIRP eşik ile karşılaştırmalı ölçümler etkilenmez.

Figure 1
Resim 1 : Kısaca deney sırasında konumunu.

Figure 2
Resim 2 : Yollarını kontrol testleri, doğru ve radyasyon kaynağı uzak ve üç dosimeters konumunu önceden.

Figure 3
Şekil 3 : Dört kabinleri, ışın kaynağı ve dosimeters konumunu doğru yapılan ölçüm önceden tanımlanmış yolu. Birinci ve ikinci muhafazaları, 12 m, test alanın uzunluğu görüntülenir.

Figure 4
Şekil 4 : CDFs farklı pozisyonlarda üç kısaca sonuçlarının. LoS kullanıcı tarafından giyilen ve yıpranmış NLoS kullanıcı her iki önceden tanımlanmış yolları için sonuçları 1 m uzaklıkta, gösterilen-doğru ve uzak ışın kaynağı.

Figure 5
Şekil 5 : 63 m3 ilk kasa içine elde edilen deneysel veriler. Veri (bir) için gösterilen dikey ve (b) yatay polarizasyon ve 100 iletim gücünü ile vücut etkisi olmadan vardır mW. Veri kullanıcı kaynak doğru yürüyor iken PEM tarafından günlüğe kaydedilen örnek sayısına işlevindeki gösterilir. Sonuçları yarı logaritmik bir ölçekte gösterilmiştir.

Figure 6
Şekil 6 : 162 m elde edilen deneysel veriler 3 ikinci muhafaza. Veri (bir) için gösterilen dikey ve (b) yatay polarizasyon ve 25 dBm iletim gücünü ile vücut etkisi olmadan vardır (316.12 mW) ve 20 dBm boyutlandırılan (100 mW). Veri kullanıcı kaynak doğru yürüyor iken PEM tarafından günlüğe kaydedilen örnek sayısına bir fonksiyonu olarak gösterilir. Sonuçları yarı logaritmik bir ölçekte gösterilmiştir.

Figure 7
Şekil 7 : Ölçülen ve simüle düzeyde E-alan dikey polarizasyon için. Düzeyleri gösterilir (biriçin) ilk (63 m3), (b) ikinci (162 m3), (c) üçüncü (57 m3) ve (d) dördüncü (63 m3) muhafazaları. Düzeyleri 61 V/m 2.4 GHz bant ve genel nüfus için ICNIRP maruz kalma sınırı yüzdesi bir fonksiyonu olarak gösterilir. Veri kullanıcı kaynak doğru yürüyor iken PEM tarafından günlüğe kaydedilen örnek sayısına bir fonksiyonu olarak gösterilir.

Malzeme İletkenlik Göreli
(S/m) Geçirgenlik
Tavan-Sunta 0,001 2.5
Kat-mermer 0.00022 7
Yan duvarlar 0,005 3
Metal 100 3
Cam 1E-10 6
Ahşap 0,0006 2

Tablo 1: simülasyon kullanılan elektromanyetik parametreler.

Muhafaza Birim Polarizasyon
(m3) Faktör
1 63 1.0635
2 162 1.3325
3 57 1.0235
4 63 1.0590

Tablo 2: Polarizasyon faktör her muhafaza için hesaplanan sigara gölge ve gölge veri ortalamaları arasındaki bağıntı olarak. Muhafazaları boyutları belirtilir.

Muhafaza Boyutu Ortalama (V/m) STD (V/m) Max (V/m) Min (V/m) p-değeri p-değeri
(m3) Exp SIM Exp SIM Exp SIM Exp SIM PolV PolH
1 63 0,27 0,29 0.17 0,22 1,45 1,36 0,05 0,05 0.7296 0.8924
2 162 0,22 0,24 0,2 0,23 1.47 1.41 0,05 0,05 0.4579 0.3802
3 57 0,25 0,26 0,15 0.17 1,18 0,9 0,05 0,05 0.3740 0.3452
4 63 0,23 0,25 0,20 0.21 1,24 1,18 0,05 0,05 0.4679 0.4263

Tablo 3: Ana istatistik değerleri yatay ve dikey polarizasyon için test koşullarında dört muhafazaları deneysel ve simüle sonuçlarının. Muhafazaları boyutları belirtilir.

Discussion

Güvenilir verilerin toplanmasını pozlama, PEM belirsizlikler etkisi olmadan gereklidir bu protokolü PEM konumunu yönüdür. PEM küçümseme vücut etkisi tarafından neden önlemek için uzak kullanıcı 1 m yer gerekir ve örtülü olarak, yüksek sayıda önlemek için sigara günlüğe kaydedilen verileri olarak algılar. Değiştirilebilir Protokolü yönleri vardır; değişiklikler ve önerilen teknik sınırlamaları aşağıdaki gibi değerlendirilir.

Deney taşımak için seçili ölçüm aleti çok sayıda çalışmalarda EMF pozlama açık ortamlarda çözümlenmesi için dinamik olarak ve büyük coğrafi bölgelerin24,25kullanılmıştır PEM olduğunu, 26. Kısaca ile ölçülen veriler olarak spektrum analizi (SA) tarafından sağlanan ölçümleri doğru olmamasına rağmen birçok epidemiyolojik çalışma onların kolay kullanım ve hızı26, 4 ölçme nedeniyle kısaca kullanın en az örnekleme döneminden olmak s. Çalışmalarında kullanılan kısaca 0,05 V/m, hassasiyet aralığı en az bir sınırı vardır. Daha modern kısaca 0.005 V/m 2.4 GHz frekans bandında algılar sigara sayısı böylece-ecek var olmak için daha düşük vücut PEM koruyucu zaman en düşük fiyat sınırı olmak daha geniş hassasiyet aralıkları ile pazarlanmaktadır. Ancak, BSE belirsizlik olmadan elde edilen sonuçlar her zaman 0,05 V/m daha büyük olduğundan bu gerçeği bu deneme için geçerli değildir. Kısaca alt örnekleme dönemleri ile diğer modeller vardır, ama nerede vücut sonuna kadar PEM koruyucu bel yükseklikte vücut üzerinde kolayca taşınabilir olduğundan bu deneyde kullanılan modeli seçildi.

Ön deneyler, 2.4 GHz kablosuz frekans bandı çalışan bir kablosuz AP radyasyon kaynağı olarak istihdam edildi. Bir SA ile AP tarafından yayılan güç değerlendirme sonra bir onay bilgi paketlerini sürekli olarak aktarılan ve iletim27,28olmadan bir süre olduğunu onaylamak için gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, RF EMF düzeyleri önemli bir kısmı algılama limite kısaca (0,05 V/m) olduğunu. En az Kablosuz AP iş hacmi beacon sinyalleri tarafından tespit edildi ve % 0,01 civarındaydı. Bu arada, en kötü durum maruz kalma koşulları kaçınırken üst görev döngüsü sınırı olan % 100, sürekli bir sinyal üretir belirsizlik algılar. Bu nedenle, bir sinyal üreteci ve bikonik anten radyasyon kaynağı olarak sürekli dalga 100 mW güç, Wi-Fi frekansta ve modülasyon olmadan oluşturmak için kullanılan.

E-alanı seviyelerinde dört seçilen kapalı muhafazaları, görüntü teorisi dayalı bir ray-tracing yazılımı ile tahmin edilmişti. BSE ve diğer PEM belirsizlikler ve başka olarak çalıştırmak için yetenek PEM'ın etkisi analiz etmek amacı bu yana bir SA bir sonda ile gibi başka bir deneysel tekniği kullanarak deney sonuçlarının değerlendirilmesi, kabul edilmiştir değil ölçüm cihazı. Yansıtıcı yüzeyleri ince, düz veya düzlemsel olmadığında görüntü teorisinin ideal olmayan çevresel koşullar nedeniyle, sınırlamalardır. Çevresel koşullar ideal olmayan olduğunda yayılma modeli sonuçlar yansıma katsayıları belirsizlik toplamak. Yüzeyler ölçüde sınırlı olduğunda, bunları ile kesmek değil ışınları ortadan kaldırmak mümkün. Yansımalar sayısı arttıkça, Fresnel ellipsoids boyutunu artırır ve elektromanyetik kötüdür. Ancak, birden çok yansımaları ışınlarından daha zayıf ve kesin sonuçları üzerinde daha az etkiye sahip.

Naif yaklaşım belirsizliği çözmek için uygulanan sigara algılar. Bu yöntem düşük algılama sınırı29ile hassasiyet aralığı sınırı altındaki değerler ikame oluşur. Belirsizliği düzeltmek için diğer yöntemleri vardır ve günlüğe kaydedilen verilerin ikame ile algılar. Siparişi istatistikleri (ROS) yöntemi bulunan sağlam gerileme lognormal dağılım izleyin dikkate alınarak tespit edilmeden değerleri tahmin eder. Veri için diğer yöntemleri uygulanabilir ancak tahminler, her zaman hata payı mevcut. Sabit bir değer tarafından ikame tanımlanmasına izin verdiği alt algılama sınır tarafından ikame yöntemi kullanılmıştır sigara algılar. Ayrıca, bu bölgenin CDFs analiz altında bazı durumları arasında ilgili farklılıklar mevcut değil.

Kısaca kullanıcı tarafından giyilmelidir tasarlanmıştır verilen bu insan vücudunun gölge efekti belirsizlik özel ilgi ile ele alınması gereken ve takan varlığı bu belirsizlik nedeni. Buna ek olarak, BSE küçümseme artış içerebilir içinde sigara olarak algılar. BSE Ayrıca vücut30,31farklı bölümlerinde birkaç kısaca giyerek önlenebilir; vücudun karşı taraflarda yer alan iki kısaca günlüğe kaydedilen verileri ortalama daha küçük bir küçümseme ve günlüğe kaydedilen verilerin bir tek PEM5daha küçük bir belirsizlik götürür. Başka bir alternatif yöntem pozlama veri yorumlanması BSE nedeniyle maruz kalma seviyeleri değişiklik dikkate almak ve uygun düzeltme faktörleri uygulamak için değildir. Ancak, bunlar ayrı ayrı faaliyet ve çevre işlevinde tespit edilecek ve doğru bir şekilde uygulamak için çok karmaşık. Ayrıca, bu çalışmada kullanılan tekniği yalnızca veri işleme kaçınarak bir tek PEM gerektirir BSE önlemek için pratik bir yol öneriyor.

Mobil teknoloji ve insan vücudu zayıflama gelecekte 5 G (beşinci üretme) radyo sistemleri32, bu çalışmada sunulan teknik yeni nesil ağlar için insan maruz kalma değerlendirmek için kullanılan ilgi gelişmeler dikkate alarak söz konusu belirsizlikler kaçınmak.

Disclosures

Yazarlar ifşa gerek yok.

Acknowledgments

Bu eser "Elektromanyetik karakterizasyonu akıllı ortamlarda sağlık" ve kişisel, mesleki ve çevre sağlığı, onların katılımı projesi tarafından desteklenmiştir (DGPY-1285/15, PI14CIII/00056) ve insan kaynakları ile "Ağ platformu için geliştirme Teletıp, her iki fon alt-Directorate-Bakanı'ndan araştırma değerlendirme ve Promosyon (Carlos III Sağlık Enstitüsü) için İspanya'nın" (DGPY-1301/08-1-TS-3), proje.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Personal exposimeter SATIMO EME SPY 121/100 Worn personal exposimer to log expsure data
Personal exposimeter ANTENNESSA EME SPY 121/120 Worn personal exposimer to log expsure data
Wi-Fi Access Point CISCO Aironet 1130 Wi-Fi access point, vertial polarization 
Analog Signal Generator  AGILENT N5181A MXG  Analog Signal Generator 
Precision Conical Dipole  SEIBERSDORF  PCD 8250 Broadband antenna 80 MHz - 3 GHz. Dipole-like radiation pattern that is omnidirectional in the horizontal plane
Cable ROHDE & SCHWARZ LARG-214/U  Low loss cable

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Aguirre, E., et al. Analysis of estimation of electromagnetic dosimetric values from non-ionizing radiofrequency fields in conventional road vehicle environments. Electromagn. Biol. and Med. 34, (1), 19-28 (2015).
  2. Aguirre, E., et al. Estimation of electromagnetic dosimetric values from non-ionizing radiofrequency fields in an indoor commercial airplane environment. Electromagn. Biol. and Med. 33, (4), 252-263 (2014).
  3. Barbiroli, M., Carciofi, C., Guiducci, D. Assessment of population and occupational exposure to Wi-Fi systems: Measurements and simulations. IEEE Trans. Electromagn. Compat. 53, (1), 219-228 (2011).
  4. Knafl, U., Lehmann, H., Riederer, M. Electromagnetic field measurements using personal exposimeters. Bioelectromagnetics. 29, (2), 160-162 (2008).
  5. Bolte, J. F. Lessons learnt on biases and uncertainties in personal exposure measurement surveys of radiofrequency electromagnetic fields with exposimeters. Environ. Int. 94, 724-735 (2016).
  6. Bechet, P., Miclaus, S., Bechet, A. C. Improving the accuracy of exposure assessment to stochastic-like radiofrequency signals. IEEE Trans. Electromag. Comp. 54, (5), 1169-1177 (2012).
  7. Najera Lopez, A., Gonzalez-Rubio, J., Villalba Montoya, J. M., Arribas, E. Using multiple exposimeters to evaluate the influence of the body when measuring personal exposition to radio frequency electromagnetic fields. COMPEL. 34, (4), 1063-1069 (2015).
  8. Bolte, J. F. B., van der Zande, G., Kamer, J. Calibration and uncertainties in personal exposure measurements of radiofrequency electromagnetic fields. Bioelectromagnetics. 32, (8), (2011).
  9. Blas, J., Lago, F. A., Fernández, P., Lorenzo, R. M., Abril, E. J. Potential exposure assessment errors associated with bodyworn RF dosimeters. Bioelectromagnetics. 28, (7), 573-576 (2007).
  10. Rodríguez, B., Blas, J., Lorenzo, R. M., Fernández, P., Abril, E. J. Statistical perturbations in personal exposure meters caused by the human body in dynamic outdoor environments. Bioelectromagnetics. 32, (3), 209-217 (2011).
  11. De Miguel-Bilbao, S., García, J., Ramos, V., Blas, J. Assessment of human body influence on exposure measurements of electric field in indoor enclosures. Bioelectromagnetics. 36, (2), 118-132 (2015).
  12. Neubauer, G., et al. The association between exposure determined by radiofrequency personal exposimeters and human exposure: A simulation study. Bioelectromagnetics. 31, (7), 535-545 (2010).
  13. Ghaddar, M., Talbi, L., Denidni, T. A., Sebak, A. A conducting cylinder for modeling human body presence in indoor propagation channel. IEEE Trans. Antennas Propag. 55, (11), 3099-3103 (2007).
  14. Thielens, A., et al. Personal distributed exposimeter for radio frequency exposure assessment in real environments. Bioelectromagnetics. 34, (7), 563-567 (2013).
  15. De Miguel-Bilbao, S., et al. Analysis of exposure to electromagnetic fields in a healthcare environment: Simulation and experimental study. Health Phys. 105, (5), S209-S222 (2013).
  16. Catedra, M. F., et al. Efficient ray-tracing techniques for three-dimensional analyses of propagation in mobile communications: application to picocell and microcell scenarios. IEEE Antennas Propagat. Mag. 40, (2), 15-28 (1998).
  17. Uusitupa, T., Laakso, I., Ilvonen, S., Nikoskinen, K. SAR variation study from 300 to 5000 MHz for 15 voxel models including different postures. Phys. Med. Biol. 55, (4), 1157-1176 (2010).
  18. Helsel, D. R. Fabricating data: How substituting values for nondetects can ruin results and what can be done about it. Chemosphere. 65, (11), 2434-2439 (2006).
  19. Ahlbom, A., et al. Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic, and electromagnetic fields (up to 300 GHz). Health Phys. 74, (4), 494-522 (1998).
  20. De Miguel-Bilbao, S., Ramos, V., Blas, J. Assessment of polarization dependence of body shadow effect on dosimetry measurements in 2.4 GHz band. Bioelectromagnetics. 38, (4), 315-321 (2017).
  21. Lopez-Iturri, P., De Miguel-Bilbao, S., Aguirre, E., Azpilicueta, L., Falcone, F., Ramos, V. Estimation of radiofrequency power leakage from microwave ovens for dosimetric assessment at nonionizing radiation exposure levels. Biomed. Res. Int. 603260, 1-14 (2015).
  22. De Miguel-Bilbao, S., et al. Evaluation of electromagnetic interference and exposure assessment from s-health solutions based on Wi-Fi devices. Biomed. Res. Int. 784362, 1-9 (2015).
  23. Vermeeren, G., Joseph, W., Martens, L. Whole-body SAR in spheroidal adult and child phantoms in realistic exposure environment. Electron. Lett. 44, (13), 1-2 (2008).
  24. Beekhuizen, J., Vermeulen, R., Kromhout, H., Bürgi, A., Huss, A. Geospatial modelling of electromagnetic fields from mobilephone base stations. Sci. Total Environ. 445, 202-209 (2013).
  25. Gonzalez-Rubio, J., Najera, A., Arribas, E. Comprehensive personal RF-EMF exposure map and its potential use in epidemiological studies. Environ. Res. 149, 105-112 (2016).
  26. Urbinello, D., Huss, A., Beekhuizen, J., Vermeulen, R., Röösli, M. Use of portable exposure meters for comparing mobile phone base station radiation in different types of areas in the cities of Basel and Amsterdamn. Sci. Total Environ. 468, 1028-1033 (2014).
  27. Fang, M., Malone, D. Experimental verification of a radiofrequency power model for Wi-Fi technology. Health Phys. 98, (4), 574-583 (2010).
  28. Miclaus, S., Bechet, P. Electromagnetic field strength in proximity of WLAN devices during data and video file transmission. Electron. Lett. 50, (19), 1397-1399 (2014).
  29. Röösli, M., et al. Statistical analysis of personal radiofrequency electromagnetic field measurements with nondetects. Bioelectromagnetics. 29, (6), 471-478 (2008).
  30. Thielens, A., et al. On-body calibration and measurements using a personal, distributed exposimeter for wireless fidelity. Health Phys. 108, (4), 407-418 (2015).
  31. Thielens, A., et al. On-body calibration and processing for a combination of two radio frequency personal exposimeters. Radiat. Prot. Dosim. 163, (1), 58-69 (2015).
  32. Zhao, X., et al. Attenuation by human bodies at 26-and 39.5-GHz millimeter wavebands. IEEE Antennas Wireless Propag. Lett. 16, 1229-1232 (2017).
Söz konusu Dosimeters 2,4 GHz bant ile insan maruz kalma koşullardan etkili analizi
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

de Miguel-Bilbao, S., Blas, J., Ramos, V. Effective Analysis of Human Exposure Conditions with Body-worn Dosimeters in the 2.4 GHz Band. J. Vis. Exp. (135), e56525, doi:10.3791/56525 (2018).More

de Miguel-Bilbao, S., Blas, J., Ramos, V. Effective Analysis of Human Exposure Conditions with Body-worn Dosimeters in the 2.4 GHz Band. J. Vis. Exp. (135), e56525, doi:10.3791/56525 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter