Field Reconstruction for High-Frequency Electromagnetic Exposure Assessment Based on Deep Learning

2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Green Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1109/tap.2026.3681071
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Fifth-generation (5G) communication systems, operating in higher frequency bands from 3 to 300 GHz, provide unprecedented bandwidth to enable ultra-high data rates and low-latency services. However, the use of millimeter-wave frequencies raises public health concerns regarding prolonged electromagnetic radiation (EMR) exposure. Above 6 GHz, the incident power density (IPD) is used instead of the specific absorption rate (SAR) for exposure assessment, owing to the shallow penetration depth of millimeter waves. This paper proposes a hybrid field reconstruction framework that integrates classical electromagnetic algorithms with deep learning to evaluate the IPD of wireless communication devices operating at 30 GHz, thereby determining compliance with established RF exposure limits. An initial estimate of the electric field on the evaluation plane is obtained using a classical reconstruction algorithm, followed by refinement through a neural network model that learns the mapping between the initial and accurate values. A multi-antenna dataset, generated via full-wave simulation, is used for training and testing. The impacts of training strategy, initial-value algorithm, reconstruction distance, and measurement sampling density on model performance are analyzed. Results show that the proposed method significantly improves reconstruction accuracy, achieving an average relative error of 4.57% for electric field reconstruction and 2.97% for IPD estimation on the test dataset. Additionally, the effects of practical uncertainty factors, including probe misalignment, inter-probe coupling, and measurement noise, are quantitatively assessed.