Elektromagnetische Felder im Nahbereich im freien Raum und im biologischen Gewebe: 30 kHz bis 100 MHz - HF-Störspannungen an Herzschrittmachern
Gespeichert in:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Bremerhaven
Wirtschaftsverl. NW, Verl. für Neue Wiss.
1996
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| Schriftenreihe: | Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz / Forschung
Fb 508 |
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Inhaltsverzeichnis
1 Einführung und Zusammenfassung 1
2 Verfahren zur Berechnung elektromagnetischer Strahlungsfelder 7
2.1 Integralgleichungsverfahren für Drahtantennen im homogenen Raum . . 7
2.2 Finite Integrationstechnik oder Methode der Finiten Differenzen .... 10
2.2.1 Die räumliche Diskretisierung 10
2.2.2 Lösungen im Zeitbereich 13
2.2.3 Lösungen im Frequenzbereich 14
2.2.4 Randbedingungen 14
2.2.5 Verwendete Rechner 15
3 Beispiele für Antennennahfelder 17
3.1 Elektrischer und magnetischer Elementardipol 17
3.2 Logarithmisch periodische Antenne 22
3.3 Fabrikhalle 35
4 Charakterisierung von Antennennahfeldern 41
4.1 Das Vektorpotential 41
4.2 Multipolentwicklung 42
4.2.1 Ableitung der Gleichungen für die Felder 42
4.2.2 Diskussion 44
4.3 Spektralbereichsdarstellung 45
4.3.1 Ableitung der Gleichungen für die Felder 45
4.3.2 Diskussion 46
4.4 Taylor Entwicklung eines Antennennahfeldes 47
4.4.1 Vorüberlegungen 47
4.4.2 Überlegungen zur Reihenentwicklung eines Feldes 48
VI
4.4.3 Verbesserte Reihenentwicklung 51
4.4.4 Beispiele 56
4.4.5 Diskussion 62
5 Konzept zur Berechnung der Felder im Körper 63
5.1 Grundsätzliche Überlegungen 63
5.2 Anwendung des Programmpakets MAFIA 64
6 Diskussion der Felder im leeren Volumen Va 71
6.1 Vorbemerkungen 71
6.2 Diskussion einzelner Taylorfelder 71
6.2.1 Taylorfeld H^e, 71
6.2.2 Taylorfeld H^e, 83
6.2.3 Taylorfeld H^yey 93
6.3 Allgemeine Diskussion der Taylorfelder 102
7 Felder im Körper 107
7.1 Das Körpermodell 107
7.2 Analyse der von MAFIA berechneten Felder im Testvolumen mit Körper
(VAK) 109
7.2.1 Vorbemerkungen 109
7.2.2 Diskussion von E^ rAK) und H?* rAK) 110
7.2.3 Diskussion von Elf^] und tf^f1 123
7.2.4 Diskussion von E^ und H1/^ 135
VII
8 Einkopplung der Störfelder 147
8.1 Das Herzschrittmachersystem 147
8.2 Konzept zur Bestimmung der maximalen Störspannung 149
8.3 Das Modell für den Herzschrittmacher im Körper 150
8.4 Verfahren zur Berechnung der Einkopplung 156
8.4.1 Vorbemerkung 156
8.4.2 Anwendung des in Abschnitt 2.1 dargestellten Integralgleichungs¬
verfahrens 157
8.5 Ergebnisse für die Einkopplung der Störfelder 161
8.5.1 Einfluß der Elektrodenparameter 161
8.5.2 Tabellen der Störspannungen, induziert durch die Felder Hjm
im Körper 175
8.5.3 Diskussion der Störspannungen UT 182
8.6 Störspannungen Uj° , ermittelt auf der Basis einer Taylorentwicklung
des E Feldes 185
8.6.1 Grundsätzliche Überlegungen 185
8.6.2 Bestimmung von U^ U^] und U^l) 185
8.6.3 Bestimmung von U^° a ^ 7 186
8.6.4 Bestimmung von U^°] 186
8.7 Vergleich mit den Grenzwerten nach DIN VDE 0848 Teil 2 187
8.8 Einfluß der Lage des Körpers im Feld 192
8.9 Berechnung der Störspannungen für die in Abschnitt 3 diskutierten Nah¬
felder 193
8.9.1 Elektrischer Dipol 193
8.9.2 Logarithmisch periodische Antenne 194
8.9.3 Fabrikhalle 194
8.10 Vereinfachte, näherungsweise Berechnung der Störspannung 195
VIII
9 Literaturverzeichnis 199
A Interpolation im Yee Gitter 201
B Bestimmung der Flächenimpedanz einer einfach gewickelten Wendel 203
C Transformation der Taylorkoeffizienten 207
D Berechnung der Störspannung am Eingang des HSMs mit Hilfe des
Modells ebener Schichten für Frequenzen zwischen 100 MHz und 2,5
GHz 215
D.l Das Modell 215
D.2 Das Verfahren zur Berechnung der Störspannung 218
D.IS Der Sendedipol 218
D.l Ergebnis für die Störspannung 219
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