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

2026

Полный текст Открытый доступ: Green Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.1109/tap.2026.3681071
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

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.