Παρουσίαση Διπλωματικής Εργασίας 5ετούς ΠΠΣ Τμήματος Ηλεκτρονικών Μηχανικών ΕΛΜΕΠΑ
Ονοματεπώνυμο: Νούση Ναυσικά
Αριθμός Μητρώου: ΤΛ20265
Θέμα: Τίτλος στα ελληνικά: Κινητές επικοινωνίες 5G και οι βιολογικές επιπτώσεις τους στον ανθρώπινο οργανισμό με έμφαση στο κεντρικό νευρικό σύστημα
Τίτλος στα αγγλικά: 5G mobile communications and their biological effects on the human body, with an emphasis on the central nervous system
Επιβλέπων: Βαρδιάμπασης Ιωάννης, Καθηγητής Τμ. Ηλεκτρονικών Μηχανικών ΕΛΜΕΠΑ
Τριμελής Επιτροπή: 1. Βαρδιάμπασης Ιωάννης, Καθηγητής Τμ. Ηλεκτρονικών Μηχανικών ΕΛΜΕΠΑ, 2. Λιοδάκης Γεώργιος, Επικ. Καθηγητής Τμ. Ηλεκτρονικών Μηχανικών ΕΛΜΕΠΑ, 3. Φραγκιαδάκης Νικόλαος, Λέκτορας Τμ. Ηλεκτρονικών Μηχανικών ΕΛΜΕΠΑ
Περίληψη: Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την τεχνολογία πέμπτης γενιάς κινητών επικοινωνιών (5G). Καθώς διερευνά συστηματικά τις πιθανές επιδράσεις της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας ραδιοσυχνοτήτων (RF) και χιλιοστομετρικών κυμάτων (mmWave) στον ανθρώπινο εγκέφαλο. Η ανάλυση πραγματοποιείται υπό το πρίσμα της ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας, της μηχανικής ραδιοσυχνοτήτων και της βιοϊατρικής τεχνολογίας, με στόχο την τεκμηριωμένη αξιολόγηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ εκπεμπόμενων πεδίων και βιολογικού ιστού. Αρχικά παρουσιάζεται η τεχνολογική εξέλιξη των κινητών επικοινωνιών από την τεχνολογία 1G έως την 5G. Δίνοντας έμφαση στις διαφοροποιήσεις ως προς το χρησιμοποιούμενο φάσμα, τις τεχνικές πολλαπλής πρόσβασης, τη διαμόρφωση σήματος και την αρχιτεκτονική δικτύου. Ιδιαίτερη αναφορά γίνεται στη χρήση φάσματος κάτω των 6 GHz και στις ζώνες των χιλιομετρικών κυμάτων (mmWave), αλλά και στις τεχνικές διαμόρφωσης δέσμης και την συστοιχία κεραιών. Στη συνέχεια αναλύονται οι μηχανισμοί απορρόφησης ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας από τον εγκεφαλικό ιστό, μέσω του υπολογισμού του Ειδικού Ρυθμού Απορρόφησης (Specific Absorption Rate - SAR) και της συσχέτισής του με την τοπική θερμική αύξηση. Παρουσιάζονται πειραματικές και υπολογιστικές μελέτες in vitro και in vivo. Με ιδιαίτερη έμφαση στη γραμμικότητα της θερμικής απόκρισης ως προς την πυκνότητα ισχύος, στη χωρική κατανομή της απορρόφησης και στα θερμικά κατώφλια ασφαλείας. Επιπλέον εξετάζονται νευροφυσιολογικές μελέτες βασισμένες σε καταγραφές από ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (ΗΕΓ). Με στόχο τη διερεύνηση πιθανών μεταβολών στη φασματική ισχύ εγκεφαλικών ρυθμών, υπό συνθήκες έκθεσης σε ραδιοσυχνότητες 5G. Η βιβλιογραφική επισκόπηση καταδεικνύει ότι (υπό επίπεδα έκθεσης συμβατά με το διεθνές πλαίσιο ορίων) οι καταγεγραμμένες θερμικές αυξήσεις παραμένουν χαμηλές και δεν τεκμηριώνονται συστηματικές ή κλινικά σημαντικές νευροφυσιολογικές διαταραχές. Η εργασία καταλήγει στη διατύπωση τεχνικά τεκμηριωμένων συμπερασμάτων σχετικά με την ασφάλεια της 5G τεχνολογίας. Επισημαίνοντας παράλληλα την ανάγκη για συνεχή ερευνητική παρακολούθηση λόγω της δυναμικής εξέλιξης των ασύρματων συστημάτων.
Λέξεις - Kλειδιά: Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο (ΗΜΠ), Ραδιοσυχνότητες (RF), Χιλιοστομετρικά Κύματα (mmWave), Ειδικός Ρυθμός Απορρόφησης (SAR), Ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (ΗΕΓ), Θερμική Απόκριση Ιστών.
Abstract: This thesis examines 5G generation mobile communication technology, systematically investigating the potential effects of radiofrequency (RF) electromagnetic radiation and millimeter waves (mmWave) on the human brain. The analysis is conducted through the lens of electromagnetic theory, radiofrequency engineering, and biomedical technology, aiming to provide an evidence-based assessment of the interaction between emitted electromagnetic fields and biological tissue. Initially, the technological evolution of mobile communications from 1G to 5G is presented, with emphasis on differences in the utilized frequency spectrum, multiple access techniques, signal modulation schemes, and network architecture. Particular attention is given to spectrum use below 6 GHz and within the millimeter-wave (mmWave) bands, as well as to beamforming techniques and antenna array configurations. Subsequently, the mechanisms of electromagnetic energy absorption by brain tissue are analyzed through the calculation of the Specific Absorption Rate (SAR) and its correlation with localized thermal elevation. Both experimental and computational studies, including in vitro and in vivo investigations, are presented. Special emphasis is placed on the linearity of thermal response with respect to power density, the spatial distribution of energy absorption, and established thermal safety thresholds. Furthermore, neurophysiological studies based on electroencephalography (EEG) recordings are examined to investigate potential alterations in the spectral power of brain rhythms under exposure to 5G radiofrequency fields. The literature review indicates that, under exposure levels compliant with international safety guidelines, the recorded thermal increases remain low, and no consistent or clinically significant neurophysiological disturbances have been substantiated. The thesis concludes with technically grounded findings regarding the safety of 5G technology, while also highlighting the necessity for continuous research monitoring due to the dynamic evolution of wireless communication systems. Keywords: Electromagnetic Field (EMF), Radio Frequencies (RF), Millimeter Waves (mmWave), Specific Absorption Rate (SAR), Electroencephalography (EEG), Tissue Thermal Response.
Ημερομηνία Εξέτασης: Πέμπτη 23 Απριλίου 2026, 16:00
Χώρος Εξέτασης: Εργαστήριο 12 Τμ. Ηλεκτρονικών Μηχανικών, Κτίριο Α
Διαδικτυακά: https://meet.google.com/bib-fyue-cmt