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応用例

XFdtdによる2つのヘッドフォン間の電界シミュレーション

エレクトリック・フィールズ・ビトウィーン・トゥー・ヘッドフォン

私たちは、身体に装着した 2 つのヘッドフォン間の電界が人間の頭部に対してどのように相互作用するのか興味がありました。結合のほとんどは、頭部の周囲または頭部を通過する波によって発生するのでしょうか?

XFdtdで4つのシナリオをシミュレートした:

  • シナリオ A: 現実的なケース: 改造されていない人間の頭に 2 つのヘッドフォンを装着する。
  • シナリオ B: 人間と自由空間は、完全電気導体 (PEC) で作られた無限のシートによって半分に分割されます。
  • シナリオ C: 頭部を囲む PEC プレート (つまり、波が他のヘッドフォンに到達するには人体を通過する必要があります)。
  • シナリオ D: PEC プレートは人間を半分に分割しますが、自由空間が人間の周囲を囲みます (つまり、波は頭の周りを自由に移動できます)。

A: 現実的なケース(波は頭部を通過して周囲を伝わる)
S11 = -9.123dB
S21 = -57.120dB

B: 無限PECシート(ヘッドフォンは完全に分離されています)
S11 = -9.09dB
S21 = -無限大

fig1 2つのヘッドフォン間の電界

C: 頭部の周りのPEC(波は頭部を通過する可能性がある)
S11 = -9.1dB
S21 = -87.358dB

fig2 2つのヘッドフォン間の電界

D: 頭部内部のPEC(波は頭部の周りを伝わる可能性がある)
S11 = -9.17dB
S21 = -57.042dB

fig3 2つのヘッドフォン間の電界

結論

シナリオ A と D の結合は基本的に同じであるため、エネルギーは主に頭部の周りを移動すると判断できます。結合は低いですが、シナリオ C の結合は -87.4 dB であるため、波が頭部を通過するときに結合が失われることはありません。

磁場のほとんどは頭部の周りを伝わりますが、組織を介した結合もわずかに存在します。

詳細はこちら:

  • アンテナは湾曲したPIFAアンテナです。
  • 人間の体と目は、すべて 2.44 GHz のシリコン タイプ II でできています。