Page 102 - 《中国医疗器械杂志》2025年第2期

2.9
2.8
2.7
2.6
2.5
2.4
2.3
2.2
电场模
2.1
2.0
1.9
1.8
1.7
1.6
1.5
0.1
轴
2.8
2.6
2.4
2.2 −0.2 −0.1 长度方向 0.2 0.3
2.0
1.8
电场模 1.6
1.4
Chinese Journal of Medical Instrumentation 2025 年 第49卷 第2期
1.2
1.0
−0.15 −0.10 −0.05 0.05 0.10 0.15 0.20 管 与 测 试
监
轴
宽度方向

2.8 模的影响最大。

2.6 2.3 常见不同尺寸体模的电场分布仿真
电场模E/(V/m) 2.4 标准中出现比较多的躯干模拟器（体模），ASTM
2.2
2.0
1.8
除了在ISO 14708系列标准和ISO 14117: 2019
1.6
1.4
1.2
1.0
11 cm
14 cm
0.8 8 cm F2182-19e2标准 [10] 给出的体模参数为长度65 cm、
17 cm
0.6 20 cm [11]
0.4 23 cm 宽度42 cm、厚度9 cm。GB/T 10000—2023 给出
0 0.05 0.10 0.15 0.20 的中国成年人体胸腔尺寸参数为：①中国男性平均
z轴/m
(c) 厚度方向 长度50 cm、宽度28 cm、厚度22 cm；②中国女性
(c) Thickness direction
平均长度43 cm、宽度26 cm、厚度20 cm。此外，
图8 固定体模的长度h和宽度w，厚度d在 [12]
8~23 cm范围内变化时的仿真结果 ISO 14708-7: 2019标准 规定的人体头部体模尺寸
Fig.8 Simulation results when the length "h" and the width "w" of the 为长度15 cm、宽度15 cm、厚度12 cm。上述5种体
torso are fixed, the thickness "d" varies within the range of 8~23 cm
模的尺寸及原点电场模如表1所示。
如图8a所示，当体模厚度d变化时，在长度方 通过软件仿真可计算出，距离天线3 m处，不
向（y轴），在同一长度h和宽度w下，电场模的变 同尺寸体模表面的电场分布不同。通过提取数
化比较小，当厚度d为8 cm时，电场模最小；当厚 据，得到正对天线表面中心O点处电场模依次
度d为23 cm时，电场模最大。 为 ： E O,1 =2.178 V/m， E O,2 =1.662 V/m， E O,3 =
如图8b所示，在宽度方向（x轴），当体模厚 2.695 V/m， E O,4 =2.541 V/m， E O,5 =1.402 V/m。天
度d变化时，在宽度的中心处电场模最大。当宽 线以同样的功率输出，坐标原点O处（见图3）的
度w为8 cm时，电场模最小；当宽度w为23 cm 最小电场模和最大电场模差将近一倍，说明体模
时，电场模最大。 尺寸的不同对电场分布的影响是十分显著的。
如图8c所示，在厚度方向（z轴），当体模厚度 针对5种不同的体模尺寸，利用电磁仿真软件
d变化时，当厚度d为8 cm时，体模内部电场模差异 分析在不同大小的体模中电场的分布情况。在不同
最小，且没有拐点，厚度越大，体模内部电场模差 的体模长度h、宽度w和厚度d下，电场模随体模尺
异越大，且最小值拐点会出现在更加靠后的位置。 寸的变化如表2所示。其中， E h 为在长度h下一维
综上所述，体模长度h、宽度w和厚度d均对电 电场模； E w 为在宽度w下一维电场模； E d 为在厚度
场模的大小有影响，其中改变厚度d的大小对电场 d下一维电场模。

表1 5种体模尺寸及原点电场模
Tab.1 Five kinds of torso sizes and the electric field of the origin
体模1 体模2 体模3 体模4 体模5
尺寸（h×w×d）/(cm×cm×cm) 51×36×14 65×42×9 50×28×22 43×26×20 15×15×12
O点处电场模 E O /(V/m) 2.178 1.662 2.695 2.541 1.402
参照标准 ISO 14117:2019 ASTM F2182-19e2 GB/T 10000—2023 GB/T 10000—2023 ISO 14708-7:2019

表2 5种不同体模的电场模变化
Tab.2 Electric field for five different torsos
单位：V/m
参数 体模1 体模2 体模3 体模4 体模5
E h 2.128~2.346 1.662~1.878 2.292~2.729 2.160~2.541 1.274~1.459
E w 0.902~2.245 0.963~1.695 0.803~2.718 0.865~2.544 0.723~1.468
E d 0.776~2.179 1.008~1.663 0.359~2.695 0.348~2.542 0.415~1.404

E d − E o
使用电场模变化率来表示电场变化的情况： ∆E d = ×100% (4)
E o
E h − E o 式中： E o 表示在中心O点处的一维电场模； ∆E h
∆E h = ×100%
表示在长度h下一维电场模的变化率； ∆E w 表示在
E o
E w − E o 宽度w下一维电场模的变化率； ∆E d 表示在厚度d下
∆E w = ×100%
一维电场模的变化率。
E o
216