發(fā)布時間：2017-08-05 22:16

  本文關(guān)鍵詞：2.4GHz細(xì)胞輻照系統(tǒng)效率均勻度優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 培養(yǎng)皿 比吸收率 相對標(biāo)準(zhǔn)偏差 矩形波導(dǎo)諧振腔 TEM小室

【摘要】：本文主要研究如何提高2.4GHz細(xì)胞輻照系統(tǒng)中細(xì)胞層比吸收率(SAR)分布和細(xì)胞液SAR分布均勻度問題,并分析細(xì)胞層SAR分布均勻度較好情況下輻照系統(tǒng)的輻射效率。首先介紹了生物電磁學(xué)、FDTD時域有限差分算法基本理論及其相關(guān)內(nèi)容,基于此建立了三個仿真模型,即培養(yǎng)皿模型、矩形波導(dǎo)諧振腔模型和TEM小室模型。分別對矩形波導(dǎo)諧振腔E極化和H極化下細(xì)胞SAR分布進(jìn)行仿真計算,得到其細(xì)胞層SAR分布相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)分別為33.84%和51.44%;其細(xì)胞液SAR分布RSD分別為60.16%和54.18%。然后為提高細(xì)胞SAR分布均勻度,對培養(yǎng)皿置于磁場最大和電場最大兩種情況,采取旋轉(zhuǎn)矩形波導(dǎo)諧振腔的方式分別進(jìn)行優(yōu)化。仿真分析后得到當(dāng)矩形波導(dǎo)諧振腔繞y軸旋轉(zhuǎn)90度,將培養(yǎng)皿置于磁場最大處得到的細(xì)胞層SAR分布RSD為16.93%。當(dāng)將矩形波導(dǎo)諧振腔繞x軸旋轉(zhuǎn)10度,培養(yǎng)皿置于電場最大處得到的細(xì)胞液SAR分布RSD為44.65%。再分別對矩形波導(dǎo)諧振腔中細(xì)胞層SAR分布均勻度最優(yōu)的四個設(shè)置方案,分析計算其輻射效率。最后,由于TEM小室與矩形波導(dǎo)場分布存在相似性,因此對TEM小室輻照系統(tǒng)是否適用于所提出的優(yōu)化方案進(jìn)行了仿真驗證。得到當(dāng)將TEM小室繞平行于y軸且穿過培養(yǎng)皿中心的軸線旋轉(zhuǎn)142度時,細(xì)胞層SAR分布RSD為32.08%。當(dāng)將TEM小室繞平行于x軸且穿過培養(yǎng)皿中心的軸線旋轉(zhuǎn)50度時,細(xì)胞液SAR分布RSD為42.69%。并且對TEM中細(xì)胞層SAR分布均勻度最優(yōu)情況,分析計算其輻射效率。由仿真結(jié)果可以看出,本文優(yōu)化方法有助于提高細(xì)胞培養(yǎng)皿輻照均勻度。
【關(guān)鍵詞】：培養(yǎng)皿 比吸收率 相對標(biāo)準(zhǔn)偏差 矩形波導(dǎo)諧振腔 TEM小室
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH79
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號對照表10-11
• 縮略語對照表11-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 研究背景14-19
• 1.1.1 生物電磁學(xué)研究進(jìn)展14-15
• 1.1.2 生物電磁學(xué)效應(yīng)15-17
• 1.1.3 生物電磁劑量學(xué)17-19
• 1.2 細(xì)胞培養(yǎng)皿電磁輻照系統(tǒng)19-20
• 1.3 論文內(nèi)容安排20-22
• 第二章 FDTD時域有限差分算法22-32
• 2.1 FDTD時域有限差分算法背景及原理22-28
• 2.1.1 研究背景22-23
• 2.1.2 FDTD時域有限差分算法原理23-27
• 2.1.3 數(shù)值穩(wěn)定條件27-28
• 2.2 XFDTD軟件簡介28-32
• 第三章 仿真模型建立32-40
• 3.1 細(xì)胞培養(yǎng)皿模型建立32-34
• 3.2 矩形波導(dǎo)諧振腔模型建立34-37
• 3.3 TEM小室模型建立37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 矩形波導(dǎo)諧振腔輻照系統(tǒng)仿真40-58
• 4.1 XFDTD仿真軟件計算參數(shù)設(shè)置40-41
• 4.2 細(xì)胞比吸收率SAR41-43
• 4.2.1 細(xì)胞比吸收率SAR定義41-42
• 4.2.2 細(xì)胞層SAR分布原理42-43
• 4.3 矩形波導(dǎo)諧振腔模型仿真43-55
• 4.3.1 矩形波導(dǎo)諧振腔細(xì)胞SAR分布及旋轉(zhuǎn)優(yōu)化43-49
• 4.3.2 矩形波導(dǎo)諧振腔旋轉(zhuǎn)方向優(yōu)化49-55
• 4.4 輻射效率分析55-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第五章 TEM小室輻照系統(tǒng)仿真58-64
• 5.1 TEM小室模型仿真58-62
• 5.1.1 TEM小室細(xì)胞SAR分布及旋轉(zhuǎn)優(yōu)化58-60
• 5.1.2 TEM小室模型旋轉(zhuǎn)方向優(yōu)化60-62
• 5.2 輻射效率分析62-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 工作總結(jié)64-65
• 6.2 工作展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-68
• 致謝68-70
• 作者簡介70-71

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本文編號：627187