摇腔运动影响声道内的电磁波传输
应用物理
2026-04-22 v1
摘要
本研究通过实验验证了一种用于模拟人类头部在不同元音发音期间电磁波传播的数值模型，以此提高对潜在物理现象的理解。我们创建了一个来自在发音/a/、/i/、/u/三个元音时的磁共振成像的逼真有限元模型。该模型与来自两名受试者几何图形建模的散射矩阵测量结果进行了验证。尽管存在若干可能的差异来源，但仿真结果与测量结果在整体上表现出良好的定性一致性，确认了该方法的有效性。对于相同元音，观察到跨受试者相似的传输系数模式。在调查的频率范围(1-6 GHz)内，电场呈现米氏散射模式。传输系数的局部最小和最大值特征化了不同的摇腔配置，与电场振幅的局部变化相关联。传输系数的形状结果源于共振模式与天线位置之间的相互作用，而唇 openings 的程度影响散射模式的形状。尽管技术上具有挑战性，但本数值方法被证明有效用于研究人类头部的电磁波传播。预期该稳健的数值模型和对潜在物理机制的改进理解将促进面向无声语音接口的射频技术的开发。
引用
@article{arxiv.2604.19362,
title = {Articulatory movements influence electromagnetic wave transmission through the vocal tract},
author = {Remi Blandin and Martin Laabs and Rudolf von Bunau and Bryn Lloyd and Silvia Farcito and Denys Nikolayev and Gabriela Hossu and Peter Birkholz and Dirk Plettemeier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.19362},
year = {2026}
}
备注
This work is under review at IEEE Transactions on Antennas and Propagation