电磁纳秒脉冲对生物材料暴露的 FDTD 模拟

纳秒持续时间的超宽带（UWB）电磁脉冲，或称纳秒脉冲，对通信行业具有相当大的兴趣，并且正在被探索用于生物技术和医学的各种应用。使用时域有限差分法（FDTD）在时域中计算了纳秒脉冲通过生物物质的传播。该方法要求使用德拜模型对生物物质介电特性的现有基于 Cole-Cole 模型的描述进行重新参数化，但不损失精度。该方法已应用于几种组织类型。结果表明，生物组织内部的电磁场取决于入射脉冲的上升时间和宽度。随着电导率的增加，上升时间主导组织内部的脉冲行为。还发现，对于 1 $MHz$ 或更低的脉冲重复率，20 $kV/m$ 纳秒脉冲沉积的能量不足以改变暴露材料的温度。