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SoftwareXFdtd® para simulación electromagnética 3D

El software de simulación EM 3D XFdtd® proporciona a los ingenieros potentes herramientas para acortar el tiempo de desarrollo y lanzar antes los productos al mercado.

XF_RLD_Beamforming_Array_Transparent

 

XFdtd-frecuencia

Solucionador de circuitos en el dominio de la frecuencia y editor de esquemas

Construya una red de correspondencia o una red de alimentación corporativa y vea su impacto en los resultados de onda completa.

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Opciones informáticas de alto rendimiento

Opciones de computación de alto rendimiento

Mejore el rendimiento de la simulación electromagnética utilizando las tecnologías informáticas de alto rendimiento más modernas disponibles.

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Aceleración de la GPU

Aceleración de GPU XStream

Aceleración de simulación EM integrada mediante GPU. Combinación con tecnología MPI para clústeres de GPU.

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Simulación y análisis de antenas 5G

Análisis de matrices 5G

Maximice el rendimiento de los dispositivos 5G con las herramientas de XF para optimizar las características de radiación y direccionamiento del haz de los conjuntos de antenas.

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Simulaciones de superposición EM

Superposición

Analice rápidamente combinaciones de fases de puertos con una sola simulación.

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Guía de ondas-Excitaciones

Excitaciones de guía de ondas

XFdtd ofrece interfaces de guía de ondas modales y nodales.

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componentes de chips

Co-simulación de transitorios EM/Circuito

Se calculan simultáneamente un solucionador de circuitos basado en SPICE y un solucionador FDTD de onda completa.

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Predicción y simulación de la rotura dieléctrica

Predicción de la ruptura dieléctrica

Prediga las ubicaciones con riesgo de sufrir una ruptura dieléctrica con la colección de herramientas de simulación de pruebas ESD de XF.

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Optimizador de circuitos

Optimizador de elementos de circuito

Determina los valores óptimos de los elementos de circuitos lumped conectados directamente a la malla de simulación EM.

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Huygens-Superficie

Superficie Huygens

Transfiere con precisión las características de radiación de la antena para su uso fuera de XFdtd.

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Envoltura de placas PCB flexibles y 2D

Envoltura de placas de circuito impreso flexibles y 2D

Envuelva un diseño de PCB flexible multicapa completo en un molde en un solo paso, o envuelva una lámina en una superficie de forma arbitraria.

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Integración de Optenni Lab

Integración de Optenni Lab

Genere fácilmente una topología de red adecuada y los valores iniciales de los componentes para su dispositivo.

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PrOGrid-Project-Optimized-Gridding

PrOGrid Proyecto Gridding® Optimizado

Simplifica la creación de mallas teniendo en cuenta múltiples aspectos de un proyecto para optimizar la malla tanto en precisión como en tiempo de ejecución.

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Tecnología XACT-Accurate-Cell

Tecnología celular XACT Accurate

Resuelve los diseños más intrincados con menos recursos computacionales para obtener simulaciones más rápidas y precisas.

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MATLAB-Funcionalidad de exportación

Funciones de exportación de MATLAB

Todos los datos disponibles a través del navegador de resultados de XF pueden exportarse a los formatos MATLAB y CSV.

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Sensor biológico-térmico

Sensor térmico biológico

Para los análisis biomédicos, permite incluir los metales y otros objetos no biológicos en el cálculo del aumento de temperatura.

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VariPose-Biological-Mesh-Repositioning

VariPose

Reposiciona la malla biológica humana para aplicaciones bioelectromagnéticas, como resonancias magnéticas, dispositivos de comunicación como teléfonos móviles, etc.

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Manos posables

Manos posables

Para el diseño de dispositivos móviles, XF puede imitar numerosos agarres de dispositivos móviles.

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Flujo de trabajo simplificado

Flujo de trabajo simplificado

XF agiliza su flujo de trabajo eliminando tareas redundantes que consumen mucho tiempo.

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Resultados

Resultados y producción

Historial completo de resultados.

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Gráficos dinámicos interactivos

Gráficos dinámicos interactivos

Trabajar con resultados es sencillo en XF.

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Poderoso-Flexible-Modelado

Modelado flexible y potente

Dedique menos tiempo a modelar y más a obtener resultados.

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Funciones personalizadas

Funciones personalizadas

XF le permite crear sus propias funciones personalizadas con una potente API de scripting.

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Parámetros en todas partes

Parámetros en todas partes

XF le ofrece un mayor control de la simulación gracias a la parametrización.

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Combinación rápida e inteligente

Malla inteligente rápida

XF facilita la generación de mallas más precisas y eficaces con menos trabajo.

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Imagen 5G MIMO

5G MIMO

El software de simulación EM de Remcom proporciona una solución 5G completa, desde el diseño de sistemas y antenas MIMO hasta la evaluación del rendimiento en entornos realistas y simulados, pasando por la planificación del despliegue en redes 5G. Nuestra misión es proporcionar soluciones precisas para que los clientes puedan predecir de forma fiable cómo se comportarán sus sistemas en el mundo real.

5G MIMO
Imagen del diseño de la antena

Diseño de antenas

La tecnología de antenas avanza constantemente para satisfacer las crecientes demandas de la industria. Del mismo modo, Remcom ha seguido el ritmo para proporcionar a los ingenieros un software de simulación de antenas que se adapte a sus procesos y les ayude a cumplir los requisitos de diseño de sus dispositivos.

Diseño de antenas
Imagen de colocación de la antena

Colocación de la antena

Las herramientas de software de modelado de antenas de Remcom garantizan el diseño y la colocación adecuados de las antenas en casi cualquier aplicación. Nuestras herramientas de simulación pueden funcionar solas o en conjunto para obtener un análisis completo del rendimiento de una antena.

Colocación de la antena
Imagen del dispositivo móvil

Dispositivo móvil

La precisión es clave en el diseño de los complejos dispositivos móviles actuales, y los ingenieros no pueden permitirse discrepancias entre la eficiencia del dispositivo y los resultados de la simulación. Los usuarios de Remcom observan menos de 0,5 dB de diferencia en la eficiencia de los dispositivos en comparación con los resultados de la simulación electromagnética.

Dispositivo móvil
Imagen de radar para automóviles

Radar para automóviles

La tecnología de simulación ha avanzado para cumplir requisitos de diseño más estrictos para sensores de radar de automoción de 24 GHz y 77 GHz, incluida la detección de ángulo muerto (BSD) y la asistencia de cambio de carril (LCA). Remcom ofrece un enfoque integrado desde el diseño del sensor hasta los escenarios de pruebas de conducción.

Radar para automóviles
ESD Testing Image

Pruebas ESD

La utilización de las simulaciones de pruebas de descargas electrostáticas de XFdtd permite a los ingenieros identificar los lugares susceptibles de sufrir daños por ESD y optimizar la mitigación de ESD durante la fase de concepto y diseño del desarrollo del producto.

Pruebas ESD
Metamateriales Imagen

Metamateriales

XF admite simulaciones de dispositivos que contienen metamateriales, incluidos materiales de índice negativo, estructuras de brecha de banda electrónica y superficies de frecuencia selectiva. También admite materiales especiales, como modelos dependientes de la frecuencia, materiales anisótropos y de ferrita, y extensiones computacionales del método FDTD.

Metamateriales
Imagen de microondas

Microondas

El software XFdtd de Remcom es idóneo para cualquier tarea de diseño o análisis de dispositivos de microondas. Ya se trate de guías de ondas, divisores de potencia, filtros, acopladores o similares, XFdtd proporciona resultados de simulación EM rápidos, eficaces y precisos.

Microondas
Imagen de la capacitancia de la pantalla táctil

Capacitancia de la pantalla táctil

Los sensores capacitivos se utilizan habitualmente como pantallas táctiles para detectar la ubicación de los dedos o un lápiz óptico en las pantallas de teléfonos inteligentes, tabletas, pantallas de ordenador, reproductores de música y almohadillas táctiles de ordenador. XFdtd calcula la capacitancia de diseños de sensores complejos, lo que permite a los diseñadores elegir la mejor geometría para sus necesidades sin necesidad de crear prototipos.

Capacitancia de la pantalla táctil
Imagen biomédica

Biomédica

Las herramientas de simulación EM de Remcom aceleran el proceso de diseño y certificación al permitir simulaciones realistas del rendimiento de los dispositivos antes de la costosa fase de creación de prototipos. Las opciones de análisis están orientadas tanto a los dispositivos, como la sintonización, como a las biointeracciones, incluido el SAR. Además del maniquí SAM basado en CAD, se dispone de modelos de cuerpo humano realistas y posables.

Biomédica

Documentación y recursos de aprendizaje de XFdtd

 

Especificaciones XFdtd

Capacidades de XFdtd

 Las siguientes funciones están disponibles en XFdtd, aunque algunas están limitadas a las versiones Pro y MIMO del producto.
Póngase en contacto con nosotros para obtener más información o para hablar de sus necesidades específicas.

Funciones clave del XF
  • Aceleración XStream en la GPU mediante la arquitectura CUDA de NVIDIA

  • XStream + interfaz de paso de mensajes (MPI) para clusters de GPU

  • Envolver PCB flexible

  • Optimizador de elementos de circuito

  • Superposición

  • Optimización de matrices

  • Proyecto PrOGrid Gridding optimizado

  • Tecnología celular de precisión XACT

  • Biblioteca de scripts XTend

  • Memoria ilimitada

  • Biblioteca definida por el usuario que contiene piezas, fuentes, materiales, etc.

  • Parametrización completa

  • Interfaz de secuencias de comandos con editor integrado

  • Macros

  • Interfaces de guía de ondas

  • Plantillas de proyecto personalizadas

  • Modelado basado en características

  • Resultados actualizados en directo

  • Desglose ESD

  • Visualización integrada de mallas/CAD

  • Ahorro de campo volumétrico/superficial mediante sensores

  • Árbol de proyectos flexible y personalizable

  • Cola de simulación

  • Integración de colas externas (EQI)

  • Manipulación interactiva de gráficos

  • Comprobación de errores en tiempo real con retroalimentación

  • Detección automática del punto fijo de la malla

  • Interfaz de usuario multiplataforma nativa en Windows y Linux

Materiales
  • Calculadora de materiales dispersivos

  • Material dependiente del tiempo

  • Base de datos de materiales con más de 350 definiciones de materiales

  • Eléctrico/magnético diagonalmente anisótropo

  • Dieléctrico/magnético con pérdidas

  • Dieléctrico/magnético dependiente de la frecuencia

  • Ferrita magnetizada anisótropa

  • Dieléctrico anisótropo (tensor completo)

  • Dieléctrico/magnético no lineal

  • Alambres finos con radios diferentes

  • Rugosidad superficial de los metales

  • Rotura dieléctrica

Resultados de la zona lejana
  • Zona lejana transitoria - ángulos específicos

  • Patrones 3D de la zona lejana en estado estacionario

  • Resultados de la polarización Ludwig y de la relación axial

  • Sección transversal de radar

  • Análisis avanzado del diagrama de antena/antena sobre plano de tierra

  • Diversidad de antenas, incluidas PDF independientes para E_phi y E_theta

  • Polarización circular

Fuentes/Cargas/Puertos
  • Solucionador electrostático

  • Interfaces de guía de ondas: modales y nodales

  • Cargas pasivas con disposiciones en Serie, Paralelo y RL Paralelo C

  • Cargas pasivas lineales y no lineales basadas en el archivo SPICE netlist

  • Se pueden utilizar varios tipos de excitación en una simulación

  • Formas de onda arbitrarias en el dominio del tiempo

  • Forma de onda automática basada en la gama de frecuencias de interés

  • Fuentes de tensión/corriente con RLC en serie/paralelo

  • Fuentes de tensión/corriente con red de correspondencia basada en el archivo SPICE netlist

  • Condensadores no lineales

  • Interruptores de encendido y apagado temporizados

  • Diodos

  • Interruptor semiconductor fotoconductor

  • Onda plana incidente con polarización lineal, circular o elíptica, tanto total como dispersa.

  • Haz gaussiano

  • Especifica el tiempo de retardo para cada fuente individual

Opciones de aceleración
  • Aceleración XStream en la GPU utilizando la arquitectura CUDA de NVIDIA para una o varias GPUs.

  • XStream + interfaz de paso de mensajes (MPI) para clusters de GPU

  • Multiprocesador MPI (clústeres de memoria distribuida)

  • Subprocesamiento multiprocesador para un número ilimitado de núcleos

  • Integración de colas externas (EQI)

  • Detección de fallos en la memoria de la GPU

Generación de geometría
  • Modelador de sólidos 3D

  • Dibujante 2D con restricciones

  • Modelado basado en características

  • Poseable Hand para agarrar dispositivos portátiles

  • Extrusiones arbitrarias, giros, chapas y cuerpos de alambre

  • Modificación compleja de geometrías creadas e importadas:

    • Envolver

    • Booleanos

    • Bordes biselados

    • Difuminar bordes

    • Sólidos de concha

    • Eliminar caras

    • Desplazamiento de caras y bordes de chapa

    • Quitar agujeros

    • Espesar las hojas

    • Loft

    • Estire

    • Giro

    • Rebanada

    • Doblar geometría sólida

    • Proyectar una hoja

    • Escala/translate/rotate/reflect/shear

    • Patrones lineales y circulares

  • Formas geométricas primitivas:

    • Esfera

    • Cilindro

    • Cono

    • Cuboide

    • Torus

    • Pirámide

    • Prisma

    • Frustum

    • Hélice

  • Localizadores para reposicionar fácilmente las geometrías

  • Plano de corte para revelar la estructura interior

Funciones y opciones especiales
  • Condición límite exterior periódica

  • Resultados sinusoidales a múltiples frecuencias mediante DFT

  • Escalado de resultados sinusoidales

  • Convergencia automática con opciones de retardo

  • Material, definición de componentes de circuitos, codificación y geometría

  • Sensor de superficie Huygens

Importación y exportación CAD
  • Importación de archivos ODB++ PCB con ajuste arbitrario

  • Importación de archivos BRD PCB con envoltura arbitraria

  • Importación de archivos ODB++ PCB con recorte arbitrario

  • Importación de archivos BRD PCB con recorte arbitrario

  • Importar mano posable

  • Importar archivos SAT/SAB

  • Importar archivos DXF

  • Importar archivos VDA-FS

  • Importar archivos STL

  • Importar archivos STEP

  • Importar archivos IGES

  • Importar archivos Pro-E

  • Importación de archivos CATIA V4 y V5

  • Importar archivos de Inventor

  • Exportar a archivos SAT

  • Exportar a archivo STEP

  • Exportar a archivo IGES

  • Exportar a archivo CATIA

  • Exportar a archivo STL

  • Exportar a archivo DXF

  • Edición de objetos CAD importados

  • Fusión CAD: Conservación de modificaciones anteriores al importar actualizaciones de geometría

Salida gráfica
  • Densidad de potencia disipada

  • Campos/corrientes de la zona cercana en función del tiempo

  • Impedancia, parámetros S en función de la frecuencia, VSWR, VSWR activo

  • Diagramas polares de antena

  • Diagramas de impedancia del diagrama de Smith

  • FFT de resultados transitorios

  • Tipo de salida de retardo de grupo

  • Tipos de salida de reflectometría en el dominio del tiempo (TDR) y transmisión en el dominio del tiempo (TDT)

  • Función de distribución acumulativa (FDA) de los resultados de la zona lejana en estado estacionario

Malla/Vista
  • Promedio de volumen dieléctrico

  • Tecnología celular de precisión XACT

  • Algoritmo de mallado rápido (FMA)

  • Malla 3D recortada

  • Control automático/manual de los parámetros de la malla

  • Malla adaptable

  • Visualización rápida de mallas 3D

  • Malla multihilo

  • Evitar que los objetos se toquen en la malla

Estadísticas de frecuencias discretas
  • Eficacia de la radiación

  • Eficacia del sistema

  • Potencia disipada

  • Pérdida de componentes

  • Potencia neta de entrada

  • Potencia neta disponible

  • Eficacia de la radiación autónoma

Resultados visuales
  • Planos, superficies y volúmenes de salida mostrados con la geometría de entrada

  • E/H/B, corriente de conducción, corriente superficial, campos cercanos B giratorios, además de la densidad de potencia disipada

  • Patrones 3D de campo lejano de E, ganancia, ganancia realizada, relación axial, sección transversal radar, potencia isotrópica radiada efectiva (PIRE).

  • Compatibilidad con audífonos, SAR, eficacia de transmisión de la RM y resultados aproximados de las imágenes de RM

  • Aumento de la temperatura biológica

  • Distribución de la temperatura: inicial, final y aumento de la temperatura

  • E, H, densidad de potencia en la superficie de Huygens

Salida Exportación
  • Películas (*.avi): secuencias de campo planas y volumétricas

  • MATLAB: todos los datos exportables

  • Ficheros de valores separados por comas (*.csv): todos los datos exportables

  • Optenni: Parámetros S y eficiencia

  • Archivos Touchstone (por ejemplo, *.s2p): Parámetros S

  • Ficheros CITI: Parámetros S

  • Superficie Huygens

Características biológicas
  • Tasa de absorción específica (SAR)

  • Sensor térmico biológico

  • Herramienta Birdcage

  • Eficacia de transmisión MR (proporcional a la relación señal/ruido)

  • Imagen de RM aproximada

  • B1+/B1- Campos

  • Resultados SAR combinados de múltiples simulaciones

  • Calcular medias de SAR de 1 y 10 gramos

  • SAR medio de todo el cuerpo

  • Localización del pico SAR

  • Ajuste los niveles de SAR para la potencia o corriente de entrada especificada

  • Planos de SAR para visualización en color

  • Archivo CAD del cabezal SAM

  • Compatibilidad con audífonos (CAA)

  • Mallas de cabeza y cuerpo a varias resoluciones

  • Parámetros de los tejidos corporales dependientes de la frecuencia

  • VariPose® para reposicionar mallas de carrocería

  • Compatible con los modelos de voxel ICRP, NICT y Virtual Population

  • Asignación automática de materiales biológicos correctos a todos los tipos de vóxel importados.

  • Informes estadísticos SAR (masa, potencia disipada, SAR medio por regiones)

  • Densidad de potencia

Esquemas
  • Editor de esquemas

  • Workbench de análisis con deslizadores de ajuste

  • Componentes

    • Fuente de tensión

    • Resistencia

    • Inductor, ideal y con pérdidas

    • Condensador, ideal y con pérdidas

    • Interruptor

    • Desfasador

    • Lista de red

    • Bloque SnP

    • Bloque FDTD

    • Línea de transmisión ideal

    • Línea de transmisión Microstrip

    • Tee Microstrip

    • Curva Microstrip

    • Paso Microstrip

    • Guía de ondas coplanar

    • Guía de ondas coplanar puesta a tierra

  • Modos de funcionamiento

  • Dispositivos multipuerto y multiestado

  • Solucionador de circuitos

  • Capacidad para aplicar el esquema a los resultados de onda completa

Versiones

Comparación de versiones de XFdtd

Estándar
Profesional
MIMO
Fichas HPC (estación de trabajo)
1
2
3
Modelado CAD 3D
Parametrización y secuencias de comandos
Importación de CAD y PCB
Tecnología celular XACT Accurate
Solucionador electrostático (ESS)
Tasa de absorción específica (SAR)
Densidad de potencia
Sensor térmico biológico
Reposicionamiento de malla VariPose
Herramienta Birdcage
Editor de esquemas
Superposición
Optimización de matrices
Optimización de elementos de circuito

Requisitos del sistema XFdtd

Requisitos del sistema

Mínimo
Recomendado
Avanzado
Procesador
Intel i3 de cuatro núcleos
Intel i7 de cuatro núcleos o superior
Dos procesadores Intel Xeon de ocho núcleos
RAM
8 GB
32 GB
64 GB+
Pantalla (requiere un adaptador compatible con OpenGL)
Resolución 1600x900
Resolución de 1920 x 1080 píxeles
Resolución 1920x1080 (o superior)
Aceleración de GPU XStream®1
Tarjeta GPU NVIDIA CUDA con capacidad de cálculo 2.0 o superior
NVIDIA Tesla P100
NVIDIA Tesla V100
Espacio en disco duro
250 GB
2 TB
5 TB+

1. Para obtener información más detallada, visite la página web de NVIDIA en https://www.nvidia.com/en-us/data-center/data-center-gpus/.

GUI - Plataformas soportadas:

  • Microsoft Windows 10 y 11, 64 bits
  • Red Hat Enterprise Linux 7, Ubuntu 18, 64 bits (y sistemas compatibles)

Motor de cálculo - Plataformas compatibles:

  • Microsoft Windows 10 y 11, 64 bits
  • Red Hat Enterprise Linux 7, Ubuntu 18, 64 bits (y sistemas compatibles)
  • Consulte la disponibilidad de otras plataformas.

El módulo MPI está disponible para las siguientes plataformas:

  • Open MPI en Red Hat Enterprise Linux 7, Ubuntu 18, 64 bits (y sistemas compatibles)
  • Consulte la disponibilidad de otras plataformas.

NVIDIA Cloud Validated

  • Se necesita NVIDIA GPU Operator 23.3.2 o una versión más reciente para aprovechar al máximo las funciones de NVIDIA Cloud Validated.
  • Se necesita el controlador NVIDIA 450 o una versión más reciente para aprovechar al máximo las funciones de NVIDIA Cloud Validated.

2023 NVIDIA y el logotipo de NVIDIA son marcas comerciales o registradas de NVIDIA Corporation en los Estados Unidos y otros países.

 

Referencias XFdtd

La siguiente es una lista de artículos científicos y técnicos en los que se utilizó el software de Remcom en la investigación de los autores. Hemos incluido extractos de los resúmenes de las publicaciones y enlaces externos al contenido original publicado.

Efectos de la radiación mmW y THz en los ojos secos: simulación computacional en el dominio del tiempo por diferencias finitas (FDTD) con XFdtd

Nunca se insistirá lo suficiente en la importancia de investigar los efectos de la radiación de radiofrecuencia sobre la salud de la córnea. El presente estudio pretende dar respuesta a esta necesidad utilizando una simulación matemática para examinar la absorción de ondas milimétricas (mmW) y de terahercios (THz) por la córnea, considerando tanto las condiciones normales como las patológicas.

Foroughimehr N, Vilagosh Z, Yavari A, Wood A. The Effects of mmW and THz Radiation on Dry Eyes: A Finite-Difference Time-Domain (FDTD) Computational Simulation Using XFdtd. Sensors. 2023; 23(13):5853. 

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Investigación sobre las características de propagación de campo cercano de la señal de onda electromagnética de descarga parcial en aparamenta eléctrica

El contenido de este trabajo es la continuación de las investigaciones anteriores de los autores. Con el fin de realizar la disposición razonable de la sonda de campo magnético de campo cercano para la detección de descargas parciales en la aparamenta de distribución, este trabajo simula y analiza la influencia de la estructura interna de la aparamenta de distribución en las características de propagación de campo cercano de la señal de onda electromagnética generada por la descarga parcial, y determina la posición de instalación de la sonda de campo cercano en la aparamenta de distribución. En primer lugar, se analizan las características de propagación de las señales de ondas electromagnéticas en los diferentes medios de la aparamenta y se establece el modelo de la aparamenta. A continuación, basándose en el método de diferencias finitas en el dominio del tiempo, se simula la influencia de los diferentes dispositivos de la aparamenta en la propagación en campo cercano de la señal de onda electromagnética de descarga parcial. Los resultados de la simulación muestran que el transformador de corriente, el aislador, la barra colectora y el armario atenúan de forma evidente la amplitud de las señales de ondas electromagnéticas de campo cercano generadas por la descarga parcial, y el aislador provoca una distorsión evidente de la señal. Por último, se determina que la sonda de campo cercano puede instalarse en la pared interior o en la pared derecha, cerca de la placa inferior de la aparamenta.

Suo C, Zhao J, Wang L, Xu Z, Luo R, He M, Zhang W. Research on Near-Field Propagation Characteristics of Partial Discharge Electromagnetic Wave Signal in Switchgear. Energies. 2023; 16(8):3372. 

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Comportamiento físico del electrodo de polímero PEDOT durante la resonancia magnética y la prueba a largo plazo en la cámara climática

El electrodo de polímero PEDOT es un electrodo sin metal, formado por un acrilato (composite dental) y el polímero conductor poli(3,4-etilendioxitiofeno) poliestireno sulfonato (PEDOT:PSS). El electrodo se aplica en forma de gel sobre la piel y se cura con luz azul durante 10-20 s para conseguir una unión conductora con la piel. Los electrodos se utilizan en combinación con cables poliméricos formados por una espina dorsal textil y PEDOT:PSS. Para probar este nuevo tipo de electrodo y cable en diferentes condiciones, diseñamos dos pruebas de estrés: registros de temperatura altamente sensibles dentro de un maniquí de cabeza durante la Resonancia Magnética (RM) y estabilidad a largo plazo dentro de una cámara climática con alta humedad. Para estudiar el comportamiento físico dentro del campo magnético intenso (3 Tesla), el electrodo de polímero PEDOT se fijó a un fantoma craneal de agarosa dentro de un tomógrafo de resonancia magnética durante una secuencia de imágenes. En las proximidades se colocaron sensores de temperatura a prueba de IRM para medir los posibles efectos del calentamiento. En comparación con un cable metálico, no se observó prácticamente ningún aumento de la temperatura si el electrodo se utilizaba en combinación con un cable textil conductor. Además, el electrodo mostró valores de impedancia estables dentro de una cámara climática durante 4 días consecutivos. Estos resultados allanan el camino para probar el electrodo de polímero PEDOT como electrodo de registro de bioseñales durante la resonancia magnética, especialmente para la resonancia magnética cardiovascular y la electroencefalografía en combinación con la resonancia magnética funcional (EEG-fMRI).

de Camp, N.V., Bergeler, J. & Seifert, F. Physical behavior of PEDOT polymer electrode during magnetic resonance imaging and long-term test in the climate chamber. Sci Rep 13, 5826 (2023). 

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Absorción de ondas electromagnéticas en la cabeza humana: un sensor virtual basado en un modelo de aprendizaje profundo

En este trabajo se propone un modelo sustitutivo de absorción de ondas electromagnéticas en el cuerpo humano, utilizando Deep-Learning. En particular, una familia de datos procedentes de análisis en el dominio del tiempo por diferencias finitas permite entrenar una red neuronal convolucional (CNN), con vistas a recuperar la densidad de potencia media y máxima en la región de la sección transversal de la cabeza humana a la frecuencia de 3,5 GHz. El método desarrollado permite determinar rápidamente la densidad de potencia media y máxima para el área de toda la cabeza y las zonas del globo ocular. Los resultados así obtenidos son similares a los obtenidos por el método basado en las ecuaciones de Maxwell.

Di Barba P, Januszkiewicz Ł, Kawecki J, Mognaschi ME. Electromagnetic Wave Absorption in the Human Head: A Virtual Sensor Based on a Deep-Learning Model (Absorción de ondas electromagnéticas en la cabeza humana: un sensor virtual basado en un modelo de aprendizaje profundo). Sensors. 2023; 23(6):3131. 

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Simulaciones FDTD de conductos sudoríparos y cabello a 0,45 THz

Los avances en las tecnologías de producción de radiaciones electromagnéticas de frecuencia de terahercios (THz) han generado un interés creciente por explorar posibles aplicaciones. Las nuevas aplicaciones conducirán inevitablemente a una mayor interacción fortuita de los seres humanos con la radiación THz. Dado que la longitud de onda de la radiación THz se encuentra en el mismo orden de magnitud que las dimensiones de estructuras de la piel como el pelo y los conductos sudoríparos, la posibilidad de interacción entre estas estructuras resulta de interés. La interacción se estudió mediante simulaciones en el dominio del tiempo por diferencias finitas (FDTD) utilizando una excitación de campo lejano de 0,45 THz. No se detectaron efectos de tipo antena. Se encontraron regiones de aumento de la tasa de absorción específica (SAR) debidas a efectos reactivos de campo cercano tanto con el pelo como con los conductos sudoríparos del orden de 0,01-0,05 mm y 0,001-0,002 mm, respectivamente. Las simulaciones realizadas con conductos sudoríparos no enrollados arrojaron el mismo patrón de penetración que la estructura helicoidal, lo que indica que ésta no influye en la propagación de la radiación THz en la piel.

Vilagosh Z, Foroughimehr N, Lajevardipour A, Wood AW. FDTD Simulations of Sweat Ducts and Hair at 0.45 THz. Dermato. 2023; 3(1):69-84. 

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Localización de endoscopios de cápsula inalámbricos mediante el algoritmo de selección de receptor y una antena de cápsula modificada

Los endoscopios de cápsula inalámbricos captan y transmiten imágenes del tracto gastrointestinal humano para su uso en diagnóstico médico. La localización de la cápsula permite identificar con precisión las zonas con lesiones detectadas durante el examen. La antena es un elemento importante de la cápsula endoscópica que se utiliza para la transmisión de la señal que contiene la imagen grabada del interior del aparato digestivo. Los parámetros de la antena influyen también en el rendimiento de los algoritmos de localización de cápsulas endoscópicas basados en el análisis de la señal recibida. En este trabajo se presenta la antena conformada en zig-zag para la cápsula del endoscopio. Se examina tanto en simulación como en líquido simulante de tejido. A continuación, se aplica a un sistema de localización mejorado que se basa en el análisis de diferencia de fase de las señales recibidas. En este nuevo enfoque, el algoritmo selecciona cinco receptores externos del conjunto predefinido y utiliza una estimación adaptativa de la permitividad del modelo del cuerpo humano. El algoritmo de localización se verificó con simulaciones por ordenador. En las simulaciones se aplicó el software Remcom XFdtd y modelos de cuerpo humano tanto simplificados como heterogéneos. La técnica que utiliza la selección automática del receptor externo junto con la antena propuesta mejoró la precisión de la localización en aproximadamente un 15% en comparación con la versión anterior de este algoritmo.

Oleksy P, Januszkiewicz Ł. Localization of Wireless Capsule Endoscopes Using the Receiver Selection Algorithm and a Modified Capsule Antenna. Electronics. 2023; 12(4):784. 

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Blindaje ocular contra la radiación electromagnética: Diseño óptimo mediante un modelo reducido de la cabeza

Este artículo presenta el proceso de diseño de una estructura que apantalla el campo electromagnético del transmisor de quinta generación que opera en la banda de 3,5 GHz. El objetivo de este proyecto es la limitación de la densidad de potencia en la región ocular. Por este motivo, la estructura está formada por hilos conductores que forman una rejilla semitransparente a la luz. El diseño se ha realizado mediante simulaciones por ordenador con un método de diferencias finitas en el dominio del tiempo y una metodología de optimización basada en la evolución. Se desarrolló un modelo simplificado de la cara y los ojos para reducir el tiempo necesario para la simulación. La construcción de la estructura de blindaje que aquí se presenta puede fabricarse fácilmente en forma de gafas protectoras. Los resultados de las simulaciones por ordenador muestran que la densidad de potencia en la región ocular puede reducirse casi siete veces en comparación con el caso sin blindaje.

Kawecki J, Januszkiewicz Ł, Di Barba P, Kropidłowski K. Eye Shielding against Electromagnetic Radiation: Optimal Design Using a Reduced Model of the Head. Electronics. 2023; 12(2):291. 

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Bobinas de radiofrecuencia para escáneres de resonancia magnética de bajo campo (0,18-0,55 T): La experiencia de la cooperación entre un laboratorio de investigación y una empresa fabricante

En este artículo, los autores describen cómo la elección de los parámetros eléctricos (como la geometría del conductor y la calidad del condensador) afecta al rendimiento global de la bobina en términos de factor de calidad Q, relación entre Q sin carga y con carga, y sensibilidad de la bobina. Posteriormente, resumiremos el trabajo realizado en nuestro laboratorio electromagnético en colaboración con empresas fabricantes de RM en el campo del diseño, la construcción y las pruebas de bobinas de RF para escáneres clínicos de resonancia magnética (RM) de 0,18-0,55 T, clasificándolas entre bobinas de superficie, de volumen y phased-array.

Giovannetti G, Frijia F, Flori A. Radiofrequency Coils for Low-Field (0.18-0.55 T) Magnetic Resonance Scanners: Experience from a Research Lab-Manufacturing Companies Cooperation. Electronics. 2022; 11(24):4233. 

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El impacto de la configuración del tamaño de la célula base en la simulación computacional en el dominio del tiempo por diferencias finitas de la córnea humana expuesta a radiación de ondas milimétricas a frecuencias superiores a 30 GHz.

Este estudio demuestra la variación de la precisión del sistema de simulación computacional FDTD cuando se utilizan diferentes tamaños de malla, utilizando la interacción de la córnea humana, críticamente sensible, con EM en el rango de 30 a 100 GHz. Se compararon diferentes enfoques de las especificaciones del tamaño de la celda base. La precisión del cálculo se determina aplicando sensores planares que muestran el detalle de la distribución del campo eléctrico, así como los valores absolutos del campo eléctrico recogidos por sensores puntuales. Se ha comprobado que la definición manual del tamaño de las celdas base reduce el tamaño del modelo y el tiempo de cálculo. Sin embargo, la precisión del cálculo disminuye de forma impredecible. Los resultados indicaron que el uso de una capacidad de computación en nube desempeña un papel crucial en la minimización del tiempo de cálculo.

Foroughimehr N, Vilagosh Z, Yavari A, Wood A. The Impact of Base Cell Size Setup on the Finite Difference Time Domain Computational Simulation of Human Cornea Exposed to Millimeter Wave Radiation at Frequencies above 30 GHz. Sensors. 2022; 22(15):5924. 

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Alineación de haces para el enlace ascendente MU-MIMO masivo sin células en ondas milimétricas

Los sistemas multiusuario masivos (MU) de entrada múltiple y salida múltiple (MIMO) sin células de ondas milimétricas (mmWave) combinan los grandes anchos de banda disponibles en las frecuencias mmWave con la cobertura mejorada de los sistemas sin células. Sin embargo, para combatir la elevada pérdida de trayecto en las frecuencias mmWave, los equipos de usuario (UE) deben formar haces en direcciones significativas, es decir, hacia un punto de acceso (AP) cercano. Al mismo tiempo, múltiples UEs deben evitar transmitir al mismo AP para reducir la interferencia MU. Proponen un método de alineación de haces (BA) que tiene en cuenta las interferencias en el enlace ascendente MU-MIMO masivo de ondas milimétricas sin células. En el escenario considerado, los puntos de acceso realizan una formación de haces de recepción totalmente digital, mientras que los equipos de usuario realizan una formación de haces de transmisión analógica. Evalúan nuestro método utilizando canales mmWave realistas de un trazador de rayos comercial, mostrando la superioridad del método propuesto sobre la transmisión omnidireccional, así como sobre los métodos que no tienen en cuenta la interferencia MU.

Beam Alignment in mmWave User-Centric Cell-Free Massive MIMO Systems 2021 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM)2021
S. BuzziCarmen D'AndreaMaria FresiaXiaofeng Wu

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Diseño y rendimiento inicial del prototipo del instrumento BEACON para la detección de partículas de energía ultraelevada

El Beamforming Elevated Array for COsmic Neutrinos (BEACON) es un telescopio de neutrinos diseñado para detectar emisiones de radio procedentes de lluvias de aire ascendentes generadas por interacciones de neutrinos tau de energía ultra alta en la Tierra. Este mecanismo de detección permite medir el flujo tau de neutrinos cósmicos. Han instalado un instrumento prototipo de 8 canales a gran altitud en la estación de campo de Barcroft, que funciona desde 2018, y consta de 4 antenas de doble polarización sensibles entre 30-80 MHz, cuyas señales se filtran, amplifican, digitalizan y guardan en disco mediante un sistema de adquisición de datos (DAQ) personalizado. El prototipo BEACON se encuentra a gran altura para maximizar el volumen efectivo y utiliza un disparador direccional beamforming para mejorar el rechazo del ruido de fondo antropogénico en el nivel de disparo. Aquí se discute el diseño, construcción y calibración del instrumento prototipo BEACON. También se discute el entorno de radiofrecuencia observado por el instrumento, y se categorizan los tipos de eventos vistos por el instrumento, incluyendo un probable evento candidato a rayo cósmico.

Design and performance of an interferometric trigger array for radio detection of high-energy neutrinos, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers Detectors And Associated Equipment 2019.

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Guía práctica para estimar la inductancia de la bobina en aplicaciones de resonancia magnética

En este artículo se describen y comparan dos procedimientos diferentes para estimar la inductancia de las bobinas, con el fin de agilizar el proceso de creación de prototipos de bobinas. El primer método, basado en cálculos en la aproximación cuasiestática, permite investigar cómo la geometría de la sección transversal de los conductores de la bobina de RF afecta a la inductancia total y puede calcularse fácilmente para una amplia variedad de geometrías de bobina. El segundo enfoque utiliza un método numérico de onda completa basado en el algoritmo FDTD (Finite-Difference Time-Domain), y permite la simulación de bobinas de RF con cualquier geometría compleja, incluido el caso de phased array multielemento. La comparación con las mediciones del banco de trabajo valida tanto los resultados analíticos como los numéricos para bobinas de RF que operan dentro de un amplio rango de campos (0,18-7 T).

Giovannetti G, Frijia F, Flori A, Galante A, Rizza C, Alecci M. A Practical Guide to Estimating Coil Inductance for Magnetic Resonance Applications. Electronics. 2022; 11(13):1974. 

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Antena textil con logotipo de doble banda para dispositivos IoT portátiles

En este trabajo se propone una antena de doble banda con logotipo totalmente textil integrada con un reflector para su aplicación en dispositivos IoT vestibles. Los elementos radiantes de la antena propuesta han sido moldeados para imitar el logotipo de la Universidad del Sudoeste "Neofit Rilski" para una integración discreta en accesorios. Se ha montado un reflector en el lado opuesto del sustrato textil para reducir la radiación de la antena vestible y mejorar su robustez frente al efecto de carga de objetos cercanos. Se fabricaron dos prototipos de antena y se probaron tanto en el espacio libre como en tres objetos diferentes (cuerpo humano, portátil y ordenador portátil). Además, en los dos rangos de frecuencia de interés se alcanzó una eficiencia de radiación del 25-38% y del 62-90%. Además, debido al reflector, la tasa de absorción específica local máxima, que se promedió sobre una masa de 10 g en el maniquí de cuerpo humano, resultó ser igual a 0,5182 W/kg a 2,4 GHz y 0,16379 W/kg a 5,47 GHz. Además, los resultados de la campaña de medición realizada recogieron el indicador de intensidad de la señal y la pérdida de paquetes para un escenario fuera del cuerpo en uso real, lo que demuestra que el prototipo de antena integrada en la mochila puede formar canales de comunicación fuera del cuerpo de alta calidad.

Atanasova GL, Atanasov BN, Atanasov NT. Fully Textile Dual-Band Logo Antenna for IoT Wearable Devices. Sensors. 2022; 22(12):4516. 

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Localización inalámbrica de cápsulas endoscópicas con algoritmo de detección de fase y modelo corporal adaptativo

Los endoscopios de cápsula inalámbrica toman y envían fotos del tubo digestivo humano, que se utilizan para el diagnóstico médico. La localización de la cápsula permite identificar con exactitud las regiones con lesiones. Esto puede llevarse a cabo analizando los parámetros de la onda electromagnética recibida de la cápsula. Dado que el cuerpo humano es un entorno heterogéneo complejo que afecta a la propagación de las señales inalámbricas, determinar la distancia entre el transmisor y el receptor basándose en el nivel de potencia recibido es todo un reto. En este artículo se presenta un enfoque mejorado para identificar la ubicación de las cápsulas endoscópicas mediante un algoritmo de detección de fase de señales inalámbricas. Para cada posición de la cápsula, esta técnica utiliza una estimación adaptativa de la permitividad del modelo del cuerpo humano. Este enfoque se probó mediante simulaciones por ordenador en el software Remcom XFdtd utilizando un modelo numérico heterogéneo del cuerpo humano, así como mediciones con un maniquí físico.

Oleksy P, Januszkiewicz Ł. Wireless Capsule Endoscope Localization with Phase Detection Algorithm and Adaptive Body Model. Sensors. 2022; 22(6):2200. 

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Cambios en la excitabilidad de las neuronas primarias del hipocampo tras la exposición a campos electromagnéticos de radiofrecuencia de 3,0 GHz

Exposures to radiofrequency electromagnetic fields (RF-EMFs, 100 kHz to 6 GHz) have been associated with both positive and negative effects on cognitive behavior. To elucidate the mechanism of RF-EMF interaction, a few studies have examined its impact on neuronal activity and synaptic plasticity. However, there is still a need for additional basic research that further our understanding of the underlying mechanisms of RF-EMFs on the neuronal system. The present study investigated changes in neuronal activity and synaptic transmission following a 60-min exposure to 3.0 GHz RF-EMF at a low dose (specific absorption rate (SAR) < 1 W/kg). The authors showed that RF-EMF exposure decreased the amplitude of action potential (AP), depolarized neuronal resting membrane potential (MP), and increased neuronal excitability and synaptic transmission in cultured primary hippocampal neurons (PHNs). The results show that RF-EMF exposure can alter neuronal activity and highlight that more investigations should be performed to fully explore the RF-EMF effects and mechanisms.

Echchgadda, I., Cantu, J.C., Tolstykh, G.P. et al. Changes in the excitability of primary hippocampal neurons following exposure to 3.0 GHz radiofrequency electromagnetic fields. Sci Rep 12, 3506 (2022). 

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Análisis de las propiedades de apantallamiento de cubiertas de cabeza fabricadas con materiales conductores para su aplicación a sistemas inalámbricos 5G

Este artículo muestra la eficacia real del "sombrero de hojalata" cuando se aplica a la radiación de la estación base en un sistema de telecomunicaciones de quinta generación. Presenta los resultados de una investigación sobre la eficacia de estas protecciones en cuanto a sus propiedades de apantallamiento en las frecuencias utilizadas en los sistemas inalámbricos de quinta generación. La investigación se realizó a partir de simulaciones por ordenador. Se aplicó el software Remcom XFdtd, que utiliza un método de diferencias finitas en el dominio del tiempo y un modelo numérico del cabezal, para obtener los datos sobre las propiedades de apantallamiento de las cubiertas conductoras del cabezal. Se comprobó que, en el caso de las cubiertas de lámina para la cabeza, el factor máximo de reducción de la densidad de potencia en la región de la cabeza es de aproximadamente el 50%.

Januszkiewicz Ł. Analysis of Shielding Properties of Head Covers Made of Conductive Materials in Application to 5G Wireless Systems. Energies. 2021; 14(21):7004. 

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Optimización del diseño de una antena multibanda portátil mediante un algoritmo evolutivo sintonizado con el problema de referencia del dipolo

En este artículo se presenta el diseño óptimo de una antena portátil de cuatro bandas adecuada para trabajar en sistemas inalámbricos de quinta generación, así como en sistemas celulares y en bandas sin licencia. El diseño de la antena se basa en un cuidadoso estudio de los algoritmos de optimización adecuados para el diseño de antenas. Los autores han propuesto un problema de referencia para comparar distintos algoritmos de optimización. Utilizando datos precalculados, han ajustado los parámetros de la rutina de optimización para obtener un rendimiento óptimo con el punto de referencia. Después, optimizaron la geometría de la antena portátil de cuatro bandas. En el proceso de optimización se utilizó el método FDTD junto con un modelo simplificado del cuerpo humano. El diseño de la antena se evaluó con un prototipo fabricado.

Januszkiewicz Ł, Barba PD, Kawecki J. Design Optimization of Wearable Multiband Antenna Using Evolutionary Algorithm Tuned with Dipole Benchmark Problem. Electronics. 2021; 10(18):2249. 

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Evaluación de conjuntos de antenas radiativas de 8 canales para la obtención de imágenes de la cabeza humana a 10,5 Tesla

Este artículo se centra en la obtención de imágenes por resonancia magnética de la cabeza humana a 10,5 tesla (T), para lo cual los autores construyeron un conjunto de antenas dipolo transceptoras de 8 canales y evaluaron la influencia de los cables coaxiales de alimentación. La influencia de los cables de alimentación coaxiales se evaluó en simulación y se comparó con un conjunto construido físicamente en términos de campo magnético de transmisión (B1+) y eficiencia de la tasa de absorción específica (SAR). Para la investigación de la ubicación de la alimentación, se comparó el conjunto de antenas dipolo de alimentación central con dos conjuntos de antenas de alimentación final de 8 canales: conjuntos de antenas monopolo y de manguito. Los resultados de la simulación con un maniquí indican que estos conjuntos consiguieron una eficacia de SAR ~24% superior a la del conjunto de antenas dipolo. Para un modelo de cabeza humana, se observó una eficacia SAR un 30,8% inferior con el conjunto de antenas monopolo de 8 canales en comparación con el maniquí.

Woo MK, DelaBarre L, Waks MT, Park YW, Lagore RL, Jungst S, Eryaman Y, Oh S-H, Ugurbil K, Adriany G. Evaluation of 8-Channel Radiative Antenna Arrays for Human Head Imaging at 10.5 Tesla. Sensors. 2021; 21(18):6000. 

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Estudio de simulación por ordenador de la penetración de radiaciones pulsadas de 30, 60 y 90 GHz en el oído humano

Cada vez hay más interés por las aplicaciones que utilizan la gama de frecuencias de 30 a 90 GHz, como los radares para automóviles, las redes celulares de 5 G y los enlaces inalámbricos de área local. En este estudio se investigó la penetración de radiación pulsada de 30-90 GHz en el conducto auditivo y la membrana timpánica humanos utilizando fantomas computacionales.

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Estudios computacionales de absorción y reflexión de la piel humana normal a 0,45 THz

Las aplicaciones que utilizan radiaciones de frecuencia de terahercios (THz) provocarán inevitablemente un aumento de la exposición humana. Las simulaciones de la densidad de potencia y la tasa de absorción específica (SAR) de la piel fina a 0,45 THz muestran que la mayor parte de la energía se absorbe en el estrato espinoso superior y que el aumento máximo de temperatura se produce en el estrato espinoso inferior. Existen regiones con un aumento del SAR del 100% por encima de la media local en el límite entre el estrato córneo y el estrato basal. La capa muerta del estrato córneo protege los tejidos subyacentes en la piel gruesa. Los estudios de reflexión sugieren que los ángulos agudos y el uso de radiación incidente polarizada pueden mejorar la evaluación de la neuropatía diabética.

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Optimización y simulación de un conjunto de bucle y dipolo de 16 canales para aplicaciones de RM de cabeza a 10,5 Tesla 

Se simuló un conjunto de dieciséis canales formado por ocho pares de antenas de bucle y dipolo apiladas para aplicaciones de resonancia magnética de la cabeza a 10,5 Tesla. Se utilizó Remcom XFdtd para calcular el aislamiento entre los elementos de bucle y dipolo modelados con una carga dieléctrica con espacio variable entre los elementos de bucle y dipolo. Se simuló un conjunto bucle-dipolo para una configuración de elementos candidatos con un maniquí dieléctrico en forma de cabeza.

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Modelo simplificado para diseñar una antena de látigo montada en una motocicleta

Cuando conducimos un coche, la antena exterior está protegida electrostáticamente por la carrocería de los pasajeros. Cuando conducimos una motocicleta no existe tal blindaje, por lo que el conductor puede afectar a las características de la antena montada en la motocicleta. Por lo tanto, hay que tener en cuenta la interacción entre la antena y el cuerpo humano. En este trabajo se propone un modelo sencillo para analizar la influencia del cuerpo del motociclista en la antena de la motocicleta. Las características de radiación en la banda de 145 MHz y el impacto de la posición de montaje en el coeficiente de reflexión se simulan utilizando el software XFdtd. Los valores resultantes se comparan con los medidos.

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Antena MIMO de alto rendimiento para dispositivos portátiles 5G

En este trabajo se presenta una antena MIMO 2×2 de doble banda para aplicaciones de dispositivos wearables que soporta las asignaciones de radiofrecuencia 5G en 3,3-3,6 y 4,5-5 GHz en China. La unidad de antena única se compone de un modo monopolo y un modo de bucle plegado con una sola alimentación para cubrir estas dos bandas. Para demostrar el rendimiento MIMO se utilizan dos antenas idénticas situadas en los lados superior e inferior de una placa de circuito impreso del tamaño de un reloj inteligente (40×40 mm2). Los resultados de la simulación con XFdtd muestran que estas antenas MIMO pueden alcanzar más del 85 % de eficiencia, más de 17 dB de aislamiento y un coeficiente de correlación de 0,02 en ambas bandas.

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Evaluación computacional de la absorción de energía de radiofrecuencia del feto durante una resonancia magnética

Este estudio presenta un análisis sistemático de la tasa específica de absorción de energía (SAR) en modelos computacionales de una mujer embarazada y el feto en tres edades de gestación diferentes (3er, 6º y 9º mes). Se realizaron simulaciones numéricas a dos frecuencias (64 y 128 MHz), para dos diámetros de bobina (750 y 650 mm) y para siete puntos de referencia: hombro, corazón, esternón, abdomen (cabeza del feto), pelvis (cuerpo del feto), muslo y rodilla. Se evaluó el efecto de características adicionales en el SAR, como la ubicación de la fuente de entrada y la posición y del modelo de mujer embarazada en la bobina de la jaula.

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Espectroscopia de resonancia magnética con carbono desacoplado por protones en músculos de la pantorrilla humana a 7 T utilizando una bobina de radiofrecuencia multicanal

La espectroscopia de resonancia magnética C es un método viable y no invasivo para estudiar el metabolismo celular en los músculos esqueléticos. En este artículo se presenta el desarrollo, la evaluación y la primera medición in vivo con un conjunto transceptor de 7 T de 3 canales C y 4 canales H optimizado para C-MRS desacoplada de H en los músculos posteriores de la pantorrilla humana. El conjunto de bobinas desarrollado se probó con éxito en experimentos con maniquíes y RM in vivo, mostrando un patrón espectral simplificado y un aumento de la relación señal-ruido de aproximadamente un factor 2 entre los espectros no desacoplados y los desacoplados con H en un maniquí de glucosa y en el músculo de la pantorrilla humana.

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Evaluación de las características de propagación utilizando el cuerpo humano como antena

En este artículo se presenta un modelo de cuerpo humano no homogéneo para investigar las características de propagación cuando el cuerpo humano se utiliza como antena para lograr la transmisión de la señal. En concreto, se estudió mediante simulación numérica la ganancia de canal en cuatro escenarios: (1) el electrodo TX y el electrodo RX se colocaron en el aire, (2) el electrodo TX se colocó en el cuerpo humano y el electrodo RX se colocó en el aire, (3) el electrodo TX se colocó en el aire y el electrodo RX se colocó en el cuerpo humano, (4) el electrodo TX y el electrodo RX se colocaron en el cuerpo humano, en el rango de frecuencias de 1 MHz a 90 MHz.

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Antena de monopolo gordo UWB con reflector mejorado para aplicación GPR

Los radares de corto alcance, como los de penetración en el suelo, necesitan un gran ancho de banda para obtener una alta resolución y una baja frecuencia para mejorar la penetración. Esto limita el diseño de la antena para obtener una antena UWB compacta con una frecuencia central más baja y un patrón unidireccional. Este trabajo se centra en la mejora del ancho de banda fraccional de una antena monopolo con reflector escalonado para obtener un diagrama de radiación unidireccional en todo el ancho de banda requerido. En este trabajo se incluyen el diseño, la simulación y los resultados experimentales.

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Evaluación de los campos electromagnéticos generados por una bobina corporal de IRM de radiofrecuencia a 64 MHz: Derrota vs. Precisión

El objetivo de este estudio es la evaluación sistemática de cinco modelos computacionales de una bobina de jaula de pájaro para resonancia magnética (RM) en cuanto a precisión y coste computacional. La precisión de los modelos se evaluó utilizando el "error porcentual absoluto medio simétrico" ("SMAPE"), mediante la comparación con mediciones en términos de respuesta de frecuencia, así como de magnitud de campo eléctrico (||E⃗||) y magnético (||B⃗||). Importancia: El modelado computacional de bobinas corporales tipo jaula de pájaro se utiliza ampliamente en la evaluación del calentamiento inducido por radiofrecuencia durante la resonancia magnética. La validación experimental de los modelos numéricos es necesaria para determinar si un modelo es una representación exacta de una bobina física.

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Un método novedoso para separar y localizar múltiples fuentes de descargas parciales en una subestación

En este artículo se propone un nuevo método para mejorar la tasa de separación y la precisión de la localización. Se construye una plataforma de medición direccional utilizando dos antenas direccionales. Se calcula el retardo temporal (TD) de las señales captadas por las antenas y se obtienen secuencias de TD girando la plataforma en diferentes ángulos. Las secuencias se separan con la función de distribución de TD y se calculan las direcciones de las fuentes multi-PD. Las fuentes de DP se localizan por direcciones utilizando el método de probabilidad de error. Para verificar el método, se estableció un modelo simulado con tres fuentes de DP mediante XFdtd.

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Investigación de diseños de bobinas para estimulación magnética transcraneal en un modelo de cabeza realista

En este artículo se muestran los resultados de la simulación de la estimulación magnética transcraneal (EMT) con tres bobinas diferentes: la bobina Fo8 (figura de ocho), la bobina en forma de V y la bobina de mariposa. Teniendo en cuenta las aplicaciones clínicas, se analiza la viabilidad de tres bobinas diferentes en la EMT. Se utiliza XFdtd para obtener la distribución tridimensional del campo eléctrico y el campo magnético en un modelo de cabeza realista. Este estudio, realizado con un modelo de cabeza realista, ofrece una profundidad de penetración, una focalización y una biocompatibilidad reales que no son posibles con el modelo de cabeza homogéneo utilizado en algunos trabajos existentes.

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Un sistema de antena endoscópica conformada de banda ancha y polarización circular para la transferencia de datos a alta velocidad

En este artículo se presenta una antena conformada de banda ancha y polarización circular (CP) para su aplicación en cápsulas endoscópicas en la banda industrial, científica y médica (902-928 MHz) de 915 MHz. El grosor de la antena es de sólo 0,2 mm, por lo que puede envolverse dentro de la pared interior de una cápsula. Para el diseño inicial y la optimización con estudios paramétricos se utiliza una caja fantasma muscular homogénea de una sola capa. El efecto de los componentes internos dentro de una cápsula se discute en el análisis del rendimiento de la antena y para realizar un escenario más práctico. Además, se considera un modelo realista de cuerpo humano en un entorno de simulación Remcom XFdtd para evaluar las características de la antena y la pureza CP, y para especificar el límite de la tasa de absorción específica en diferentes órganos a lo largo del tracto gastrointestinal.

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Intercomparación del rendimiento de geometrías de bobinas de RF para RM cardiaca de ratón de alto campo

Las bobinas espirales multigiro de superficie se construyen en disposiciones planas y cilíndricas y se utilizan para RM cardíaca de ratón de alto campo (7,1 T). La jaula de pájaro disponible comercialmente supera a la bobina espiral cilíndrica en rSNR por un factor de 3-5 veces. El enfoque integral y la metodología adoptados para diseñar, simular, implementar y probar con precisión bobinas de radiofrecuencia de cualquier geometría y tipo, en cualquier condición de carga, pueden generalizarse para cualquier aplicación de RM cardiaca de ratón de alto campo.

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