ELEKTROMANYETÝK KÝRLÝLÝK ve MODELLEME TEKNÝKLERÝ Funda Akleman1, M. Orhan Özyalçýn1,2 & Levent Sevgi3 1 Ýstanbul Teknik Üniversitesi, Elektronik ve Haberleþme Müh. Bölümü, 80626 Maslak / Ýstanbul 2 Hava Harp Okulu, Öðretim Baþkanlýðý, 34807 Yeþilyurt / Ýstanbul 3 TÜBÝTAK-MAM Biliþim Teknolojileri Araþtýrma Enstitüsü, Gebze / Kocaeli Tel: (262) 641 2300 Özetçe - Bu makalede, geleceðin e-posta:[email protected] önemli EMI; atmosferik, galaktik gürültüler, yýldýrým problemlerinden biri olan elektromagnetik kirlilik düþmesi, þimsek çakmasý gibi doðal kaynaklarla ya sorunu da daha ele fazla alýnmýþtýr.Günlük sayýda yaþantýmýza elektronik cihaz giderek girmekte generatör, bilgisayar motor, saatleri, ateºleme sistemleri, haberleºme röleler, sistemleri ve tüm ömürlü cihaz tasarýmý ön plandayken, artýk çevreye elektronik endüstriyel cihazlar gibi yapay kaynaklarla meydana gelmektedir. EMI, ya iletkenlik yollu (CE, Conduction Emission) ya da en az zarar veren ve en fazla dayanýklýlýk gösteren ýþýným cihaz tasarýmý ön plana çýkmaktadýr.Bunun ötesinde, nedeniyle olduðundan baþlamýþtýr. problemler Önceleri, de nitelik yüksek deðiþtirmeye performanslý, uzun yollu (RE, Radiation oluþmaktadýr. Emission) EMI ile yayýným sonuçlanan tasarýmlarda insan ya da diðer canlýlara etkiler de iletkenlik yollu yayýným, farksal ya da ortak modda önemli bir parametre olmaktadýr. Sonuçta, elektrik, olabilir elektronik, elektromekanik, sistem ve biyoloji benzeri anten sürücüleri üzerinden ilerler. 30MHz üzerinde konularý içeren çok disiplinli elektromanyetik uyumluluk ve giriþim mühendisliði ortaya çýkmýþtýr. Bu mühendislik, genelde, ürüne özgü özel tanýmlar, modellemeler, tasarýmlar ve testler gerektirmektedir. Problemlerin hemen tümü analitik çözümü bulunamayan ve salt deneysel ya da sayýsal olarak modellenebilen türdendir. Bu çalýþmada, bu ve toprak iletkenlikleri, iþaret kablolarý, zayýflama hýzla arttýðý için genellikle daha düþük frekenslarda etkindir. 30MHz üzerindeki frekanslarda EMI oluþmasýna neden olan ýþýným yollu yayýnýmýn kaynaðý ise gerçek vericiler ile istem dýþý vericiler (ilgili frekanslarda istenmeyen ýþýným yayan her türlü elektronik cihaz) olarak gösterilebilir. mühendisliðin tanýmlarý özetlenmiþ ve güçlü sayýsal tekniklerle modellenen tipik örnekler sunulmuºtur. I. Giriº Çaðdaþ toplum yaþamý içinde elektromanyetik (EM) kirlilik sorunu gün geçtikçe daha fazla önem kazanmakta ve araþtýrýlmaktadýr. uzman EM kuruluþlar kirlilik tarafýndan kavramýnýn son zamanlarda bu derece sýk dile getirilir olmasýnýn nedeni ise elektronik cihazlarýn çokluðu ve kullaným yaygýnlýðý olarak belirtilebilir. Kullanýlan her elektrikli cihaz, belli bir frekans bölgesinde istenilen ve istenilmeyen pek çok iþaret üretmektedir. Ayný ortamda çalýþan cihazlarýn birbirini etkilemesi • Elektromanyetik giriºim (EMI, • ElectroMagnetic Interference) ve Elektromanyetik uyumluluk (EMC, ElectroMagnetic Compatibility) bir elektromanyetik iºaretin Operatör çalýþma problemleri Cihaz/Sistem arýzalarý Cihaz veya sistemin devre dýþý kalmasý Olasý biyolojik (saðlýk ile ilgili) etkiler olarak gruplandýrýlabilir. EMC ise, elektronik sistemlerin öngörülen elektromanyetik bir ortamda, amaçlanan verimlilikte çalýþabilmeleri olarak açýklanabilir. Ýlgili uluslararasý kuruluþlarca (örn. IEC 50) EMC "Bir sistem veya cihazýn içinde bulunduðu elektromanyetik ortamda fonksiyonlarýný, bu ortamda telafi edilemez bir elektromanyetik bozulma yapmaksýzýn yeteneði" elektromanyetik istenmeyen bir elektromanyetik iþaret ile karýþýmý için yapýlan bir tanýmlamadýr ve elektronik cihazla ilgileri bulunan herkesi - üreticiler, tasarýmcýlar, satýcýlar, kullanýcýlar - ilgilendirmektedir. EMI kaynaklarýnýn sayýsý ve çeþitliliði arttýkça birbirinden deðiþik ve farkedilmesi zor etkileri ortaya çýkmaktadýr. • • • • yerine getirebilme þeklinde tanýmlanmaktadýr. Herhangi bir tasarýmda konularýný ön plana çýkarmaktadýr. EMI, EMI nedeniyle oluºabilecek önemli sorunlar, uyumluluðun tanýmýna uygun olarak gerçekleºtirilebilmesi için, • EMI kaynaklarý yeteri kadar bastýrýlmalý, • Kuplaj yollarý yeteri kadar azaltýlmalý zayýflatýlmalý, ve • Elektromanyetik ortam içinde çalýþacak cihazlar yeteri kadar güçlendirilmelidir. Temel EMC baðýntýsý I > E olarak verilir. Burada I, yöntemi, iletim hattý modellemesidir ve alan teorisi- ürün devre baðýþýklýðýný, göstermektedir. etkilenmemesi, olan E Yani önemli bir ancak baðýþýklýðýna uyumluluk ise ise cihazýn seviyesini giriþimden elektromanyetik baðlýdýr. çalýþmalarýnda taným giriþim cihaz yayýnýma Elektromanyetik kullanýlan alýnganlýðýdýr. diðer bir Alýnganlýk, elektromanyetik giriþime karþý baðýþýklýk düþük olduðu zaman ortaya çýkan ve EMI sebebiyle sistemin iºlevini yerine getiremez hale gelmesine neden olan bir özelliktir. Tipik alýnganlýk sonuçlarý, • Sistem iºleyiºinde düzeltilebilen küçük hatalar, • Haberleºme sistemlerindeki gürültüler, • Navigasyon iºlemlerindeki (GPS, vb.) hatalar, • Kritik olmayan veri toplama hatalarý eþdeðerliðine düºünülmektedir. çýkýlarak, dayanýr. TLM FDTD Maxwell ise alan teorisinden denklemlerindeki kýsmi yola türev operatörlerinin merkezi farklara dayalý sonlu farklar karþýlýklarý ile deðiþtirilip, doðrudan zaman ve konum domenlerinde sayýsallaþtýrýlmasýna dayanan bir yöntemdir. Ele alýnan hesap uzayýnýn eþ özellikli dikdörtgen prizmalardan oluþtuðu varsayýlýr. Bu tekniklerle doðrudan zaman domeninde dört boyutlu uzayda gerçek ve karmaþýk yapýlar etrafýnda elektromagnetik olaylar modellenebilmektedir. Eklenen serbest uzay (yutucu sýnýr) ve uzak alan ekstrapolasyonu gibi modüllerle teknikler hemen her türlü gibi nispeten daha önemsiz sorunlar ile teorisi yönteminde üç boyutlu fiziksel problem uzayý çok sayýda küçük hürelerin toplamý gibi probleme uygulanabilir olmuºtur. Her iki teknik de anten, saçýlma, mikroþerit hatlý devre, EM • Büyük sistemlerin devre dýþý kalmasý veya ciddi araç iþlevsizliði, • • navigasyon hatasý ºeklindeki oldukça tehlikeli problemler olarak mühendisliði duyulmaktadýr. çalýþmalarýnda cihazlarýn Dayanýklýlýk testlerinde yüksek seviyeli iþaretler üretilip bu iþaretlere karþý cihazlarýn edilmesi operatörü söz konusu etkilemeyecek kullanýlmalýdýr. Giriþim olduðundan, pahalý çevreyi test testlerinde ve ortamlarý istenmeyen iºaretlerin ve seviyelerinin ölçümü daha kolay olmasýna karþýn yansýmasýz oda gibi çevreden izole ortamlarýn oluþturulmasý çok pahalýya gelmektedir. Tipik bir 3m×4m× 5m'lik yansýmasýz oda ve içindeki gerekli ölçü ve test cihazlarýnýn maliyeti milyon ABD dolarýna ulaþabilmektedir. Bu yüzden pek çok araþtýrmacý olarak kullanýlmaktadýr. örnekleri sunulmuºtur. parametre iki noktayý birbirinden ayýran bir engelin elektromanyetik yalýtma oranýný belirleyen elektromanyetik neden olduðu giriþimlerin ölçülüp dayanýklýlýklarýnýn test edilmesi için pahalý test ortamlarýna gereksinim test yaygýn EMC/EMI modellemelerinde kullanýlan en önemli sýralanabilir. EMC/EMI modellenmesinde Bu bölümde bu iki teknik ile modellenen tipik EMC Kritik cihazlarýn kontrol kaybý, Hayati haberleþme kaybý, temel dalgadoku etkileþimleri gibi karmaþýk problemlerin EMC/EMI çalýþmalarýný simulasyon teknikleri kullanarak gerçekleºtirmektedir. Effectiveness) hesabý için, (SE, önce yalýtýmý [2]. Shielding SE parametresi belirlenecek olan engel ortamda yokken giriþim kaynaðýndan belli bir uzaklýkta alan deðeri (E0) ölçülür/hesaplanýr. Daha sonra da ayný iþlem, E deðerinin elde edilmesi için giriþim kaynaðý ile gözlem noktasý arasýnda, yalýtým malzemesi varken tekrarlanýr. E ve E0 deðerlerinin logaritmik oraný ise SE parametresini belirler. SE parametresi pozitiftir ve elektromanyetik yalýtým ne kadar etkili ise o kadar yüksek bir deðer alýr. Ölçüm (ya da simulasyon) sýrasýnda, sýzýntý ya da giriþim oraný belirlenecek olan cihaz dýþarýdan izole, kapalý bir ortama konularak ölçülen her türlü giriþimin sadece o cihaza ait olmasý garanti altýna alýnýr. Test radyo, II. EMC/EMI Modelleme Teknikleri yalýtma büyüklüðüdür edilen televizyon hepsinde de elektromanyetik delikler ya da cihaz vs. bilgisayar, olabilir özellikle sýzýntýya açýklýklar ve cep bu yüksek neden bulunur. telefonu, cihazlarýn ferkanslarda olan Burada yarýklar, önemli Karmaþýk yapýlarý nedeniyle EMC/EMI problemleri olan, süreksizliklerin boyutlarý (yarýk geniþliði gibi) ancak ile iþaret dalga boyu arasýndaki orandýr. ölçü/test ya incelenebilmektedir. da güçlü Ölçü sayýsal tekniklerle düzenlerinin kurulmasý alýcý nedeniyle, Sýzýntý ya da giriþim oranýnýn ölçüm ile belirlenmesi özellikle bilgisayar belleklerinde ve iþlem hýzlarýn- için, cihaz çevresinde deðiþik konumlarda, cihazýn daki artýþa paralel olarak, sayýsal teknikler ön plana tüm çalýþma durumlarý ve etkin olduðu bütün çýkmaya baþlamýþtýr. Günümüzde frekans ve zaman frekanslar için gerekli ölçümler yapýlmalýdýr. Ancak, pahalý ve testlerin zaman olmasý domenlerinde geniþ EMC problem gruplarýna uygulanabilen güçlü sayýsal teknikler mevcuttur[1]. Zaman domeni tekniklerinin en önemlileri TLM [2] (Transmission Line Matrix) ve FDTD [3-4] (Finite difference Time - Domain) teknikleridir. TLM FDTD yada TLM gibi teknikler kullanýlarak gerçekleþtirilen sayýsal modellemeler ile gerekli analizler yapýldýðýnda hem zamandan hem de paradan tasarruf edilmektedir. II.A Yarýklardan Sýzýntýnýn Modellenmesi: zaman her iki yöntemden elde edilen sonuçlar birbiriyle çok daha iyi çakýþmýþtýr. Bu da, sadece Bu çalýþmada, yarýklý kutunun giriþimi, hem FDTD simulasyon hem de TLM tekniði ile incelenmiþ ve elde edilen simulasyon sonucu iþaret iþlememenin gerekliliðini sonuçlar de ortaya koymaktadýr. birbirleriyle karþýlaþtýrýlmýþtýr. Her iki gerçekleþtirmenin yöntemde de yarýklý mükemmel iletken kutu yutucu sýnýr koþullarýyla kapatýlmýþ olan üç boyutlu hesap uzayý içine yerleþtirilir ve kutu içinde konumda tek nokta, zamanda uyarýlýr. elektrik Yarýklý alanýn ise darbe kutu ºeklinde dýþýnda zamanla seçilen deðiþimi bir kaynak bir noktada kaydedilir. yetmediðini, EMC / EMI Simülatörü Þekil 1de yarýklý kutu içinde uyarýlan alanýn, yarýk sað tarafta belli farklý zamanlarda olacak ºekilde belirlenen kaydedilen anlýk bir kesitte, deðiþimleri görülmektedir. Daha sonra yarýklý kutu kaldýrýlarak ayný kaynak ve gözlem noktalarý için ikinci bir simulasyon gerçekleºtirilir. Çift Yarýk Tek yarýk Frekans [GHz] EMC / EMI Simülatörü Þekil 3: Deðiþik yarýklý kutularda frekansla SE deðiþimi Þekil 3te ise deðiþik yarýklar için frekansla SE davranýþý deðiþimi çizilmiþtir. Þekil 2 ve 3ten görüleceði gibi, sýzýntýnýn yarýk konumu, yarýk sayýsý ve frekansa göre davranýþý karmaþýktýr. Tek yarýktan sýzýntý bazý frekanslarda iki yarýktan sýzýntýdan daha fazladýr. Þekil 1:Elektromanyetik sýzýntýnýn deðiþik anlardaki görünümü Frekansýn artmasý, yarýklarýn geniþlemesi yada yarýk sayýsýnýn artmasýndan sýzýntý hakkýnda doðrudan sonuç çýkarabilmek hemen hemen olanaksýzdýr ve ancak ölçü ya da sayýsal modelleme ile belirlenebilir. II.B Anten ve Biyomedikal Etkileºim Modelleme: EMC / EMI Simülatörü EMC/EMI mühendisliðinde önemli problemlerden bir diðeri de anten gibi gerçek vericiler yüzünden oluþan ýþýným yollu giriþimin biyolojik etkilerinin incelenmesidir[3-4]. Frekans [GHz] Yarýklý Metal Kutu iki simulasyonda kaydedilen zaman davranýþlarýnýn Fourier dönüþümleri alýnýr ve SE tanýmýndaki gibi logaritmik olarak oranlanýr. Bu þekilde elde edilen frekansa göre yalýtým özelliðinin yýllarda Þekil 4te ayrýk insan kafasý ve eline ait model ile telefon almaktadýr. • zaman davranýþlarý için Fourier analizi yapýlmadan önce Hanning pencere fonksiyonu uygulandýðý zaman elde edilen sonuçlar ise altta verilmiþtir. Pencere fonksiyonu uygulandýðý ve monopol çubuk anten vardýr: • TLM simulasyonlarýnýn doðrudan sonuçlarý yer cihazý görülmektedir. Bu yapýya iliþkin iki önemli problem deðiþimi Þekil 2de görülmektedir. Üstte FDTD ve Kaydedilen son oluþturmaktadýr. Þekil 2:Yarýklý kutuda frekansla SE deðiþimi Her Özellikle haberleºme teknolojisindeki geliºime paralel olarak kullanýmý yaygýnlaþan cep telefonlarýnýn insan saðlýðýna olan etkisi hem elektromanyetik konusunda çalýþan uzmanlarý hem de týp araþtýrmacýlarýný ilgilendiren ve henüz tam bir sonuca ulaþýlamamýþ önemli bir çalýþma sahasý Dokularda yutulan elektromanyetik güç oraný (SAR, Specific Absorption Rate) Cep telefonu-insan kafasý etkileþimi (insan kafasýnýn varlýðý doðrudan doðruya anten ýþýma diyagramýný etkilemektedir.) FDTD simulasyonu yardýmý ile her iki problem için de oldukça iyi sonuçlar elde edilebilmektedir. Burada önemli olan dokularýn elektromanyetik kuruluþlarýn saptadýðý limitler hem tepe SAR hem de ortalama SAR’a aittir. Ölçmelerde ve simülasyonlarda tepe-SAR parametresini kullanmak parametrelerin doðru olarak modellenmesidir. Ancak kolaydýr. Ancak, ortalama SAR için genelde 30sn ya bu oldukça zordur, çünkü dokularýn elektromanyetik da gibi sürelerde dokularda parametreleri ölçü yoluyla elde edilebilmektedir ve elektromanyetik enerjinin ortalama geniþ bir araþtýrmacý grubu bu 2dk yutulan deðerinin ölçülerle hesaplanmasý ya da ölçülmesi gerekmektedir. Bu ise uðraþmaktadýr. Ayný doku için farklý ölçü gruplarý FDTD ya da TLM gibi pikosaniyeler metebesinde parametreler zamanla, ya da dýþ etkenlere (bölgesel, zaman adýmlarý ile ilerleyen simülasyonlarýn kaldýramayacaðý uzunlukta simülasyon süreleri kiþisel, demektir. farklý parametreler ölçebildiði gibi, insanlara ait bu vs.) baðlý olarak deðiþiklikler gösterebilmektedir. Bu durumda, coðrafi bölgelere, ýrklara, yaþa hatta cinsiyete göre istatistiksel bilgi de gerekmektedir Bu yüzden þu aþamada, Biyomedikal simülatörü sayýsal modellemelerde kullanýlan doku parametrelerinin σ1, ε1 hassas ölçülmesi süreci henüz tamamlanmamýþtýr. Kafa Elektromanyetik enerjinin dokularda yarattýðý etki için özgül soðurma oraný (SAR, Specific Absorption Rate) parametre olarak kullanýlýr. Belli bir dokuda SAR hesabý Cep telefonu Tepe − SAR = 1 σ | E | 2 2ρ El da ölçülen iletkenliði ve dokudaki ρ anlýk Toplam-SAR yutulan elektrik en yüksek belli σ dokunun ºiddeti, verir. yutulan bir Dokular Ayrýk Kafa ve El Modeli dokunun yoðunluðudur. Tepe-SAR, ise enerjiyi alan σ2, ε2 [W/kg] olarak hesaplanýr. Denklemde E, dokuda hesaplanan ya Anten enerjiyi dokunun Toplam-SAR, verir. tamamýnda birim Þekil 4:Ayrýk kafa, el ve cep telefonu modeli ve dokular Þekil 5te tipik bir tepe-SAR hesabý sonucu gösterilmiºtir. aðýrlýk baþýna hesaplanan SAR daðýlýmýnýn belli miktardaki doku üzerinden (hacimsel) integrasyon ile elde edilir. Biyomedikal simülatörü (17) (29) (32) (23) 10dB Gerek Avrupa’da gerekse Amerika’da elektronik cihazlarýn biyomedikal etkileri ve elektromanyetik enerjinin dokulara verdiði zararlarý üzerinde çalýþan yetkili kuruluþlar vardýr. Bu kuruluþlar konunun -20dB (26) (26) (32) (23) uzmanlarýndan oluþur ve hemen her elektronik cihaz ve kullandýðý frekans için üretici limitlerini belirlemeye çalýþýrlar. Ancak elektromanyetik belirlemek gerçekten zordur, çünkü: • Dokularýn özellikleri Düþey Kesitler karmaþýktýr, zamanla ve Yatay Kesitler ªekil 5:Kafa içinde, yatay ve düºey kesitlerde SAR deðiþimi frekansla deðiþmektedir. • Özgül (b) (a) enerjinin biyomedikal dokularda yarattýðý etkileri soðurma oraný, SAR sadece ýsýl etkileri içermektedir. Oysa bu etkileºimde kimyasal hatta organik deðiþimler de söz konusu olabilir. • Elektromanyetik enerjinin dokularda uzun Þekilde 30dB deðiþim içersinde deðiþik düþey ve yatay kesitlerde hesaplanan tepe-SAR deðiþimleri verilmiºtir. Bu ºekilde istenen her kesitteki SAR süredeki etkileri de göz önüne alýnmalýdýr. Kýsa deðiþimi süreli bir etki söz konusu olmayabilir ancak sonucu elde edilen deðerler uluslararasý saðlýk uzun süre elektromanyetik enerji yutulmasý Bütün bu zorluklara karþýn özgül soðurma oraný parametresine simülasyonlarla etkileþimi ayrýntýlý dayalý edilir. Yapýlan yoðun hesaplamalar örgütlerinin limitleri ile karþýlaþtýrýlmýþtýr. Yukarýda belirtilen zorluklar yanýnda dokularýn dikdörtgen karmaþýk etkiler yaratabilir. (SAR) elde ölçmeler doku-elektromanyetik incelenmektedir. ve enerji Uluslararasý hücrelerle modellenmesinden ötürü gelebilecek sayýsal hatalar ve yöntem hatalarý da iþin içine katýldýðýnda elde edilen deðerlerden bir yorum yapmak gerçekten zordur. Uluslararasý kuruluþlarýn bile [5,6] koyduklarý limitler yer yer birbirini tutmazken birkaç sayýsal simülasyon yaparak cep telefonu kullanmanýn insan saðlýðýna etkisi vardýr ya da yoktur diye yorumda bulunmak kesinlikle bilimsel olmayacaktýr. Bu nedenle burada da elde polarizasyon bilgisine varýncaya dek ne kadar önemli bilgiler verebildiðinin bir kanýtýdýr. III. Sonuçlar ve Yorumlar edilen sonuçlar bu açýdan deðerlendirilmemiþtir. Bu çalýþmada, özellikle EMC/EMI mühendisliðinin Ýnsan kafasý ve eli varken cep telefonunun performansý ve anten ýþýma diyagramýnýn FDTD ile simülasyonu ise þu adýmlarla gerçeklenir: önemi vurgulanmýþ ve elektronik cihazlarla ilgisi olan herkesi ilgilendirebilecek iki tipik örnek üzerinde durulmuþtur. özellikleri • Ýnsan kafasý ve eli varken cep telefonunun çalýþmasý zamanda simüle edilir. • Anten zamanda dar ya da geniþ bandlý bir iþaret ile (sinüzoidal ya da Gauss darbesi) ile beslenir. • FDTD hesap uzayý içersinde yakýn alanlar simüle edilir simulasyon sýrasýnda yakýn alan- uzak alan dönüþümü ile uzak alanlarýn zaman davranýþý elde edilir. • Anten ýþýma isteniyorsa, Fourier düþey diyagramlar çýkarýlýr. telefonunun ýþýma, ya anten giriþ akýmý ve gerilimi kullanýlarak ya da cep telefonu içine alan hacmi çevreleyen kapalý sanal bir yüzeyde Poynting vektörü biriktirilerek elde edilebilir. • Kafa ve el birlikte ya da ayrý ayrý varken veya yokken bu iºlemler tekrarlanarak anten performansýna etkileri ortaya çýkarýlabilir. Cep telefonu ve anten tasarýmý açýsýndan bu çok önemli bilgi demektir. 6da solda arasý, farklý konularda çalýþan pek çok uzmaný ilgilendiren bir araþtýrma sahasý haline gelmiþtir ve belirtildiði gibi, elektronik cihazlarýn kullaným yoðunluðundaki artýþ nedeniyle, önümüzdeki yýllarda daha fazla önem kazanacaktýr. Bu çalýþmada yer alan simulasyonlar için önce gerekli testler yapýlmýþ, ancak burada sadece EMC ile ilgili sonuçlarýn verilmesi yeterli görülmüºtür. Ancak burada her ne kadar simulasyon sayýsal modelleme sýrasýnda yapýnýn fiziðinin çok iyi anlaþýlmasýnýn gerekliliði ve var olan ölçüm ya da analitik sonuçlarla karþýlaþtýrma yapýlmasýnýn güvenilirlik yatay, saðda düþey ýþýma diyagramlarý kafa yokken (üstte) ve kafa varken (altta) gösterilmiºtir. açýsýndan önemli olduðu unutulmamalýdýr. Çarpýk endüstrileþmenin ve kentleþmenin getirdiði çevre kirliliði, hava kirliliði, gürültü kirliliði yanýnda EM kirlilik te yaþamsal öneme sahiptir. Yaþantýmýzý kolaylaþtýrmak üzere kullanýlan her elektriksel yada elektronik cihaz belli bir frekansa ve güce sahiptir. DCden optiðe kadar frekans spektrumunun tamamý kullanýlýr Þekil mühendisliði disiplinler ile elde edilen sonuçlar üzerinde durulduysa da, diyagramý dönüºümü ile istenen frekansta yatay ya da • Cep EMC/EMI nedeniyle duruma gelmiþtir. On yýl önce 16MHZ yada 33MHZ iþlemci hýzýna sahip PCler VHF yada UHF sistemleri için farklý frekanslarda olduklarýndan- EMC açýsýndan sorun oluþturmazdý. Oysa bugün, 900MHZ Anten simülatörü DECT ve sistemleri, frekanslarý Dipol+telefon 500MHz 1.8GHZ doðrudan sýnýrýný bandýný UHF TV kullanmaktadýr. etkilemektedirler. Bu geçen kullanan bandlarý nedenle Yine PCler, GSM artýk ve ayný birbirlerini eskiden, kHzler mertebelerinde çalýþan telefonlar gerek çalýþma gerekse saðlýk açýsýndan sorun çýkarmaktan uzaktý. Oysa bugün, insan kulaðýnýn ve beyninin birkaç cm z ötesinde yüzlerce mW mertebelerinde güçler üreten y x cep kullanýlmaktadýr. Doðrudan insan Telefon+Kafa zor ancak çok önemli bir sorudur. (çizgi :Eθ , sembol: Eφ) yapýlacak bir iki ölçme yada sayýsal modellemeden yola çýkarak saðlýk açýsýndan cep telefonlarýný Yatay Düzlem Düþey Düzlem Þekil 6:Cep telefonu anteninin deðiþik durumlarda performansý Açýkça görüldüðü gibi, kafanýn olmasý hem hem telefonlarý saðlýðýný etkileyip etkilemediði hemen yanýtlanmasý de düþey deðiþtirmektedir. ýþýma yatay karakteristiklerini Simülasyonda sadece düþey elektrik alan uyarýlmasýna karþýn þekilde hem düþey (sürekli çizgi) hem de yatay (kesikli çizgi) polarize bileþenler çizilmiþtir. Bu ise FDTD tekniðinin Konu ile ilgili irdeleyebilmek ne derece bilimsel ve gerçekçi olacaktýr? ortadayken, Biyolojik bir ölçü olaylarýn yada sayýsal karmaþýklýðý modelleme sonucunda elde edilen veriye dayanarak bir cihazýn saðlýða zararlý olup olmadýðý ne derece ilan edilebilir? Bu benzeri konular ve sorular, EM kirliliðin önemini, EMC mühendisliðinin zorluðunu ve sorumluluðunu açýkça ortaya koymaktadýr. Konu þimdiden geleceðin önemli konularý arasýna girmiþtir ve yoðun çalýþmalar gerektirmektedir. LEVENT SEVGÝ Kaynaklar 1958 yýlýnda Akhisarda doðdu. Lisans öðrenimini [1] L. Sevgi, “Electromagnetic Problems and Numerical Simulation Techniques”, (tutorial presentation) CSCC’99, The 3rd IMACS - IEEE International Multi-Conference on Circuits, Systems, Communications and Computers, July 4-8, 1999, Athens, Greece [2] M. Orhan Ozyalcin & L. Sevgi, "Comparisons of FDTD and TLM Methods in Shielding Effect Analysis", Proc. of IEEE CEFC'98 the Eight Biennial IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation, June 1-3, 1998, Tuscon, Arizona, USA [3] F. Akleman & L. Sevgi, "FDTD Analysis of Human Head – Mobile Phone Interaction in Terms of Specific Absorption Rate (SAR) Calculations and Antenna Design", Proc. of IEEE-APS, Conference on Antennas & Propagation for Wireless Comm., pp. 85-88, November 2-4, 1998, Waltham, MA, USA [4] S. Paker & L. Sevgi "FDTD Evaluation of the SAR Distribution in a Human Head Near a Mobile Cellular Phone", ELEKTRIK, Turkish J. of Electronics and Comm. V.6 No.1, 1998 [5] “American National Standard-Safety Levels with Respect to Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields, 3kHz. to 300GHz.”, ANSI/IEEE C95.1-1992., New York, IEEE. [6] “Int. Non-Ionizing Rad. Committe of the Int. Rad. Protec. Assoc. Guidelines on limits of Exposure to Radio Frequency EM Fields in the Frequency Range from 100kHz to 300GHz.” Health Physics, V. 54-1, pp. 115-123, 1988 FUNDA AKLEMAN 1973 yýlýnda Çanakkalede doðdu. ÝTÜ Elektronik ve Haberleþme Mühendisliði Bölümünden 1995 yýlýnda lisans, derecelerini 1998 aldý. yýlýnda Halen ÝTÜ yüksek Fen lisans Bilimleri Enstitüsüne baðlý olarak ayný bölümde doktora öðrenimi sürdürmektedir. 1995-1996 yýlýnda NETAÞta çalýþtý. 1997den bu yana ÝTÜ Elektrik- Elektronik Fakültesinde araþtýrma görevlisi olarak çalýþmaktadýr. M. ORHAN ÖZYALÇIN 1966 yýlýnda Elektronik Bölümünden Sivasda ve doðdu. 1987 Haberleþme lisans, 1996 yýlýnda yýlýnda ÝTÜ Mühendisliði ise ODTÜ Elektronik Mühendisliði Bölümünden yüksek lisans derecelerini aldý. Halen ÝTÜ Elektronik ve Haberleþme Mühendisliði Bölümünde doktora öðrenimine devam etmektedir. Hava Harp Okulu Elektronik Mühendisliði Bölümünde öðretim elemaný olarak görev yapmaktadýr. Evli ve 1 çocuk babasýdýr. 1982de ÝTÜ, Ýstanbul Teknik Üniversitesi, Elektrik Fakültesinde , Yüksek lisans ve doktora öðrenim- lerini ise, sýrasýyla 1984 ve 1990 yýllarýnda Bilimleri Enstitüsü, Anabilim Doçent, dalýnda 1995te Elektronik tamamladý. Doçent ve 1991de ünvaný ÝTÜ Fen Haberleºme Yardýmcý aldý.1988-1990 yýllarý arasýnda Amerika Birleþik Devletlerinde New York Polytechnic Üniversitesi’nde Weber Araþtýrma Merkezinde doktora araþtýrmalarýnda bulundu. 1993-1997 yýllarý arasýnda Savunma Sanayi Projelerinde uzman araþtýrýcý olarak yer aldý. 1998-1999 yýllarý Grubunda yer arasýnda Kanadada Raytheon zamanda Waterloo Canada Limited firmasýnýn Bilimsel Araþtýrma aldý. Ayný Üniversitesi Mikrodalga Grubuyla ortak çalýþmalar yaptý.Halen TÜBÝTAK-MAM, Biliþim Teknolojileri Araþtýrma Enstitüsünde Elektronik Sistemler Grup Lideridir. Evli ve bir çocuk babasýdýr.
© Copyright 2024 Paperzz
