抄録
電波の人体安全性評価には人体組織の電気定数が不可欠であるが,周波数領域測定法では,人体の特定組織を対象としたin-vivo測定は容易でない.本研究では,フランジサイズの異なる3種類のSMAレセプタクル(開放終端型プローブ)と開放終端セミリジット同軸ケーブルを用いて,額,腹部,前腕部に対するインピーダンスをネットワークアナライザで100MHzから25GHzの周波数範囲において測定し,これからMisraの式を解くことで複素比誘電率を推定した,結果の妥当性検証のためにネットワークアナライザと開放終端同軸プローブ(Agilentプローブ)を用いて,同組織の複素比誘電率を100MHzから40GHzの周波数範囲で測定し,これらを推定値と比較した.その結果,SMAレセプタクルによるインピーダンスの測定結果は,フランジサイズの影響をほとんど受けず,セミリジッド同軸ケーブルのそれよりも低めであり,比誘電率も低めに推定されることがわかった.複素比誘電率のAgilentプローブによる測定結果との比較から,額ではSMAレセプタクルでは共に低めに推定されるが,セミリジッド同軸ケーブルによる推定値の実部は100MHz〜5GHz,虚部は500MHz〜3GHzにおいて概ね一致すること,しかし腹部と前腕部ではSMAレセプタクルによる推定値の実部は100MHzから数GHz,虚部は数百MHzから数GHzまで概ね一致するのに対してセミリジッドケーブルでは高めに推定されること,などが確認できた.
In-vivo measurement of dielectric properties for specified tissues is not easy to conduct in the frequency domain. In this study, using three kinds of SMA receptacles with different flanges and an open-ended semi-rigid coaxial probe without flanges, we measured the frequency characteristics of impedance for forehead, abdomen and forearm in the frequency range from 100MHz to 25GHz with a network-analyzer, and estimated their relative complex permittivities based on Mistra's formula. For validation, we also compared the estimated results with those measured by using a specially designed open ended coaxial probe (Agilent probe), which enables us to obtain complex relative permittivities directly. As a result, we found that the impedance and relative permittivity obtained with the SMA receptacles are not almost affected by their flanges, which are smaller than those with the semi-rigid coaxial cable. Comparison with the measured results from the Agilent method shows that the SMA receptacles and semi-rigid coaxial cable provide lower measurement results and good agreement, respectively, for the forehead, while the SMA receptacles gives fair agreement for the abdomen and forearm, despite higher results measured with the semi-rigid coaxial cable.
