بخشی از مقاله
چکیده: با توجه به افزایش روزافزون آنتنهای پوشیدنی در کاربردهای متفاوت از جمله کاربردهای ارتباطی که بسیار افزایش یافتهاند این سوال اساسی بهوجود میآید که آیا این آنتنها میتوانند به انسان ضرر برسانند؟در ابتدا یک آنتن PIFA تک بانده طراحی شده است و با تغییرات پارامترهای آن سعی شده است که میزان سار و نتایج آن بررسی شود. فرکانس کاری این آنتن 850 مگاهرتز است که برای کاربرد در باندGSM 850 مطلوب است.
مطابق استانداردها، GSM850 شامل بازه فرکانسی 869,2 مگاهرتز تا 893,8 مگاهرتز است و برای انتقال داده از پایگاه داده به تلفن همراه دارای فرکانس مرکزی 881,5 مگاهرتز است. پس آنتن مد نظر باید کمی بالاتر از فرکانس 850 مگاهرتز تشدید کند و این اتفاق باید از فرکانس 869,2 آغاز شود. آنتن طراحی شده دارای پهنای باند 30 مگاهرتزی است. در ادامه سعی شده است که میزان سار این آنتن به کمک یک سطح EBG کاهش داده شود و با استفاده از سطوح EBG مختلف نتایج متعددی بهدست آمده است که میتوان از این نتایج نه تنها در کاربردهای ارتباطی بلکه در کاربردهای نظامی نیز بهره برد.
-2 استاندارد اندازه گیری
تشعشع امواج الکترومغناطیسی در بافت باعث افزایش دمای بافت بدن می شود این امر حداکثر توان آنتن را محدود می کند نرخ جذب ویژه یا همان سار معیاری است که در این زمینه بکار برده می شود سار نرخ جذب انرژی در واحد جرم بافت است و به صورت زیر تعریف می شود. بطور مثال طبق استاندارد SAR,IEEE C95.1-1999 میانگین در هر یک گرم بافت به شکل مکعب باید کمتر از 1,6 وات بر کیلو گرم باشد. - SAR1g,max<1.6 w/kg -
طبق محدودیت های اعلام شده توسط کمیته بین المللی حفاظت در برابر تابش های غیر یونیزه SAR - ICNIRP3 - میانگین گرفته شده در هر 10 گرم بافت به شکل مکعب را به 2 وات بر کیلو گرم محدود کرد و برای هماهنگی با ICNIRP استاندارد IEEE C95.1 -2005 نیز SAR میانگین گرفته شده در هر 10 گرم بافت به شکل مکعب را به 2w/kg محدود کرد. [2] - SAR10,max<2w/kg - از آنجایی که میزان سار با اندازه میدان الکتریکی به توان دو، در ارتباط است، اگر بتوان میدان الکتریکی را کاهش داد و یا آنرا تلف کرد در نتیجه میزان سار کاهش خواهد یافت.
-3 مبانی آنتن PIFA
روند شکل گیری آنتن PIFA را می توانید در شکل شماره 1 مشاهده کنید این آنتن یکی از قدیمی ترین آنتن ها است ولی با توجه به اهمیت این آنتن همه روزه مقالات متعددی در مورد این آنتن به چاپ میرسد. در اغلب مقالات سعی در افزایش پهنای باند این آنتن شده است که مرسوم ترین روش ایجاد شکاف هایی روی صفحه پچ و یا صفحه زمین آنتن است ولی این کار باعث افزایش میزان سار می شود.
شکل .1 آنتن های مشابه PIFA
آنتن PIFA را می توان به عنوان یک آنتن F معکوس صفحه ای - IFA - در نظر گرفت که عنصر بازتابنده سیمی آن با یک صفحه، به منظور افزایش پهنای باند جایگزین شده است. کوچک بودن این آنتنها و صفحه زمین این آنتن که همانند یک پوشش 4 عمل می کند مزیتهای اصلی این آنتن هستند که دارای سار اندک نیز هست[9] و همچنین به دلیل پلاریزاسیون بیضوی آنتن، در هر وضعیتی که باشد می تواند امواج ارسالی را دریافت کند.این آنتنها بطور کلی دارای پهنای باند کمی هستند به همین دلیل همواره سعی شده پهنای باند این آنتنها افزایش داده شود.
نظریه اصلی در مورد مودهای تشعشعی و متوازن برای اولین بار توسط اودا5و موشیاک6 مطرح شد بعد از آن از این نظریه به صورت گسترده برای تحلیل آنتن های مونوپل و دیپل استفاده شد.در ادامه به بررسی خلاصه وار این نظریه پرداخته خواهد شد.[3] چون پین اتصال کوتاه و تغذیه بهم نزدیک هستند می توان این پیکربندی را به مدهای تشعشعی و متوازن تفکیک کرد .
- 4 شبیه سازی آنتن PIFA
برای تشدید آنتن در فرکانس 880 مگاهرتز، آنتن بصورت زیر طراحی شده است. مقدار پارامتر های طراحی و نمای کلی آنتن را به ترتیب در جدول شماره 1 و شکل شماره 2 می توانید مشاهده کنید . با توجه به جدول بالا، با افزایش اندازه صفحه زمین میزان پهنای باند آنتن افزایش می یابد ولی اندازه صفحه زمین تاثیری در مقدار گین آنتن ندارد . به همین دلیل یک آنتن مشابه آنتن قبلی تنها با اندازه صفحه زمین بزرگتر بصورت زیر طراحی شده تا بتوان تاثیر اندازه صفحه زمین را در مقایسه سار نیز مشاهده کرد. پارامترهای آنتن دوم را در جدول زیر مشاهده می کنید.
