Inverse Feldtransformation zur Optimierung von elektromagnetischen Nahfeldern von Mobiltelefonen

Die Arbeit stellt ein Verfahren zur Optimierung der elektromagnetischen Nahfelder von Mobiltelefonen vor. Durch gezielte Rückrechnung der elektromagnetischen Nahfelder auf ihre erzeugenden Quellen werden Möglichkeiten zu deren Optimierung aufgezeigt. Der Einfluss der geometrischen sowie elektrischen Parameter und deren Wechselwirkungen werden analysiert. Mit Hilfe eines statistischen Verfahrens wird aus der Mannigfaltigkeit der Kombinationen die im Sinne der Aufgabenstellung optimale und realisierbare Anordnung bestimmt. Durch die zunehmende Miniaturisierung der Mobiltelefone selbst und die immer höher werdende Integration bedingt, führen die kleineren Abmessungen dazu, dass das Telefon selbst den Strahler darstellt. In der Tendenz bedeutet dies höhere Amplituden für die Nahfelder und damit höhere absorbierte Leistungen im angrenzenden menschlichen Körper. Gefragt ist daher ein Verfahren, das es ermöglicht, diese Nahfelder zu minimieren, ohne das gewünschte Fernfeldverhalten signifikant zu beeinflussen. Das erste Verfahren erlaubt eine Rücktransformation der bekannten Nahfelder auf äquivalente erzeugende Ladungen und Ströme in einer das Telefon repräsentierenden Quellenebene. Hierbei können die zulässigen Bereiche für die Ladungen und Ströme vorgegeben werden. Zur hocheffizienten und schnellen Rücktransformation der Nahfelder wurde außerdem ein neues Verfahren implementiert, das auf einer nur noch eindimensionalen schnellen Fouriertransformation beruht. Die durch die Rücktransformation bestimmten Ströme und Ladungen sollen durch gezielte Änderung der Geometrieparameter und damit verbunden durch die Definition zusätzlicher, direkt gespeister und parasitärer Quellen derart verändert werden, dass die resultierenden Nahfelder die gewünschten Eigenschaften aufweisen, die sich ergebenden Fernfelder aber möglichst wenig beeinflusst werden. Als weiterführendes Verfahren ist daher ist eine statistische Methode implementiert worden, die schon früher unter dem Namen „statistische Versuchsplanung“ veröffentlicht worden ist. Diese erlaubt zum einen eine deutliche Reduzierung der Anzahl der zu berechnenden Kombinationen der Parameter, zum anderen stellt sie ein zuverlässiges mathematisches Modell dar, mit dessen Hilfe zielgerichtet ein Optimum gefunden werden kann, das den gewünschten Eigenschaften nahe kommt. Diese beiden mit Hilfe des in dieser Arbeit vorgestellten Verfahrens optimierten Strukturen sind implementiert und vermessen worden. Die dabei erhaltenen Ergebnisse bestätigen den Nutzen des Verfahrens für die praktische Anwendung.