在当今世界环境保护成为人类强烈的呼声时,移动通信的日益普及使得人们越来越关注其电磁辐射是否会对人体健康造成危害。时域有限差分法(Finite-DifferenceTime-Domain method)在处理不规则形体电磁问题时的灵活性使得它在生物电磁学方面获得了广泛的应用。作者正是基于这两点的考虑,在本篇论文中用电磁场数值计算的方法来获取了移动通信系统电磁辐射在人体内造成的SAR(Specific Absorption Rate)值以及温度变化值分布。 论文首先研究了时域有限差分法数值计算理论,通过人头生物电磁模型建模,研究了在平均发射功率情况下,暴露于GSM900MHz移动电话天线近区场中的人体头部的SAR分布,并将计算结果同现有的国际卫生标准进行了比较。此外,考虑到人体在辐射条件下温升的重要性,本论文探讨了时域有限差分法在生物热方程计算中的应用。主要工作概述如下： (一)阐述与本课题相关的背景理论,包括生物组织电磁效应特性、电磁辐射剂量学表征参数及国内外已有的安全标准等,详细研究了时域有限差分法的基本原理与方法。 (二)在详细分析时域有限差分法的基础之上,作者给出了的一些应用实例,如用FDTD法计算了矩形谐振腔在带通Gaussian源激励下的场分布特性,模拟了电磁波的传播过程,随后计算了简单人头等效组织液模型的温度变化并与真实人头模型的计算值进行了对比,最后尝试了用FDTD方法对微带天线进行改进。 (三)讨论了人头模型的建模步骤,着重用最大隶属法描述由MRI人体解剖图获得FDTD几何-电磁网格的转换过程。 (四)开发了手机与人体相互作用系统模拟仿真软件,并从计算人头内部SAP分布,取得与实验测量值高度吻合的计算结果,验证了算法的有效性。 (五)在开发了仿真软件的基础之上,计算了中国人头数字模型的SAR分布,考虑到热效应对人体的作用,最后计算出最大温升值随时间和手机距离的变化分布。 (六)在结尾处提出了尚需再研究的问题与一些参考意见。