Specific absorption rate design of 3rd generation handsets

Langattomassa tietoliikenteessä vapaassa tilassa kulkevien signaalien lähettämiseen ja vastaanottamiseen käytetyillä antenneilla on tärkeä rooli. Langattoman viestinnän yhteydessä huolta aiheuttava tekijä on laitteiden käyttäjien kokeman säteilyaltistuksen määrä sekä altistuksen aiheuttamat mahdolliset terveysvaikutukset. Säteilyaltistuksen määrään voidaan vaikuttaa matkaviestinten antennisuunnittelulla. Tämä diplomityö käsittelee matkaviestinten antennisuunnittelua ja käyttäjän säteilyaltistuksen vähentämistä. Perehdyttävän kirjallisuuskatsauksen jälkeen tutkitaan käytännön sovelluksena menetelmää, jossa hyödynnetään loissäteilijää matkaviestimen käyttäjään imeytyvän sähkömagneettisen energian määrän pienentämiseksi. Tavoitteena oli optimoida menetelmä erään matkapuhelinalustan tarpeisiin. Aluksi työssä esitellään olennaiset osat antennien ja sähkömagnetiikan taustateoriasta, jonka jälkeen syvennytään ihmisen ja sähkömagneettisten kenttien vuorovaikutukseen. Seuraavaksi keskitytään matkaviestinantennien erityispiirteisiin. Lopuksi raportoidaan työn tutkimusosa ja siinä saadut tulokset. Työn tuloksena syntyi informatiivinen katsaus läpikäytyihin aiheisiin. Lisäksi matkaviestinten käyttäjiin kohdistuvan säteilyaltistuksen vähentämiseen tähtäävää menetelmää tutkittaessa opittiin uusia menetelmän käytännön soveltuvuuteen vaikuttavia asioita. Tutkimuksen perusteella voidaan päätellä, että menetelmää voidaan käyttää hyväksi matkaviestinten suunnittelussa sopivalla yhdistelmällä alustavia simulointeja ja varmistavia mittauksia.Within wireless communications systems antennas hold a special meaning, as they enable the transmission and reception of signals in free space. A matter of public concern is the amount of radiation the users of wireless devices are exposed to and the health effects the exposure may have. Regarding handsets the level of user exposure can be controlled and, most importantly, lowered with good antenna design. This thesis covers the fields of handset antenna design and electromagnetic exposure of the user. The motivation for this work arose from the needs of a realistic handset platform project and its antenna design. After an introductory literature study a specific method involving an additional parasitic radiator is investigated as a solution in the handset project for lowering the amount of power absorbed by the handset user. The implementation of the method within the project required special optimization steps. First, background theory of antennas is presented, along with the electromagnetic principles and mechanisms needed to understand the power absorption inside tissues. Then as a further motivation, the subject of human exposure to electromagnetic fields is elaborated on. Next, specific issues concerning handset antenna design are covered. Finally the research on lowering the power absorption in the handset user is reported. As a result of this work, an informative package on the studied fields was gathered. In addition, new understanding on the practical feasibility of the promising method for lowering the power coupling into handset users was gained. The research on the method shows that with a combination of preparatory simulations and verifying measurements the method is applicable when designing mobile handsets