CN101680924B - 对移动通信设备进行特定吸收率测试的方法和系统 - Google Patents

Abstract

实施方式涉及对移动通信设备进行特定吸收率测试的系统和方法。一种系统包括：模拟头部；模拟手，被定位在邻近模拟头部处，用于在测试期间支撑移动通信设备；探测器，被定位在模拟头部内；以及处理器。处理器操作耦合至探测器，并被配置为确定移动通信设备所辐射的场的场强。一种方法包括：以被模拟手支撑的关系来定位移动通信设备；使探测器被定位在模拟头部内，其中所述模拟头部被定位在邻近移动通信设备处；以及确定移动通信设备所辐射的场的场强。

Description

对移动通信设备进行特定吸收率测试的方法和系统

技术领域

所描述的实施方式总体涉及对移动通信设备进行特定吸收率(SAR)测试的方法和系统。具体地，该方法和系统涉及在测试期间使用模拟手来支撑移动通信设备。

背景技术

政府安全标准严格规定了移动通信设备的场强。规定指定了可允许的特定吸收率，即，人可以安全承受的射频能量的安全量。制造商必须确保他们的设备符合这种标准；规定还指定了在批准供公开使用的新型号之前要使用的测试要求和过程。

为了满足测试要求，测试结果必须是可重复的。在SAR测试期间获得的测量具有一定量的内在不确定性。相应地，规定指定了SAR测量的不确定性必须落在特定的容限(如，20％)内。

然而，设备的天线和外壳配置可能导致与在标准SAR测试中使用的标准支撑部件的不同交互。因此，这些不同的配置可能影响标准SAR测量技术的不确定性。减少这种SAR测量不确定性对于在设备开发方面帮助制造商来说可以是很重要的。

发明内容

所描述的实施方式总体涉及对移动通信设备进行SAR测试的方法和系统。某些实施方式一般在测试期间使用模拟手来支撑移动通信设备。

某些实施方式可以涉及对移动通信设备进行特定吸收率测试的系统。该系统可以包括：模拟头部；模拟手，被定位在模拟头部的邻近，用于在测试期间支撑移动通信设备；探测器，被定位在模拟头部内；以及处理器。处理器可以操作耦合至探测器，并且被配置为确定在该头部内由移动通信设备辐射的场的场强。

场可以包括在射频或微波频率下的电场，探测器可以被配置为用于电场和/或微波频率场和/或射频场检测。

模拟手可以包括介电特性与人手的平均介电特性(如，平均介电常数)相近似的材料。

系统还可以包括：通信单元，所述通信单元响应于处理器与移动通信设备通信并引起所述移动通信设备辐射所述场。

可以将模拟头部定位在移动通信设备的邻近并且在移动通信设备相对模拟手的相反侧。

模拟头部可以包括介电特性与人头部的平均介电特性(如，平均介电常数)相近似的材料。该材料可以是液体。

其它实施方式可涉及对移动通信设备进行特定吸收率测试的模拟手的使用，在该实施方式中，模拟手在测试期间支撑移动通信设备，其中模拟手包括介电特性与人手的平均介电特性相近似的材料。

其它实施方式可涉及在移动通信设备的特定吸收率测试期间进行该测试的模拟手和模拟头部的使用。在测试期间，模拟手支撑移动通信设备，并且可以将模拟头部定位在移动通信设备相对模拟手的相反侧。在这种实施方式中，模拟手包括介电常数与人手的平均介电常数相近似的材料，模拟头部包括介电常数与人头部的平均介电常数相近似的材料。

其它实施方式可涉及对移动通信设备进行特定吸收率测试的方法。该方法可以包括：以被模拟手支撑的关系来定位移动通信设备；将探测器定位在模拟头部内，将模拟头部定位在移动通信设备的邻近；以及确定模拟头部内由移动通信设备辐射的场的场强。所述确定可以包括使移动通信设备辐射场。

所述定位还可以包括将移动通信设备定位在邻近模拟头部处，以使模拟头部位于移动通信设备相对模拟手的相反侧。所述场可包括在射频或微波频率下的电场，所述确定可以包括电场和/或射频场感测。

另外的其它实施方式可涉及用于对移动通信设备进行特定吸收率测试的系统，该系统包括：模拟躯干；支撑，被定位在模拟躯干的邻近，用于在测试期间支撑移动通信设备；探测器，被定位在模拟躯干内；以及处理器，操作耦合至探测器，被配置为确定模拟躯干内的场的场强，该场是由移动通信设备辐射的。模拟躯干可以包括介电特性与人躯干的平均介电特性相近似的材料。在某些实施方式中，支撑包括安装到平台支撑的平台，其中平台支撑与平台相接触的表面面积不大于平台的水平表面面积的40％。

其它实施方式可涉及对移动通信设备进行特定吸收率测试的方法。该方法可包括：使探测器被定位在模拟躯干内；将移动通信设备定位在模拟躯干下方并且邻近该模拟躯干；以及确定模拟躯干内由移动通信设备辐射的场的场强。

其他实施方式还涉及对移动通信设备进行特定吸收率测试的模拟躯干的使用，其中，在测试期间将探测器定位在模拟躯干内，其中模拟躯干包括介电特性与人躯干的平均介电特性相近似的材料。

附图说明

结合附图，下面将通过示例的方式对实施方式进行更详细的描述，在附图中：

图1是用于对移动通信设备进行SAR测试的系统的框图；

图2是图1的系统的实施方式的一部分的透视图；

图3是图1的系统的实施方式的一部分的透视图，示出了与模拟头部和模拟手有关的移动通信设备；

图4是对移动通信设备进行SAR测试的方法的流程图；

图5是用于对移动通信设备进行SAR测试的系统的备选实施方式的框图；

图6是图5的系统实施方式的一部分的侧视图，示出了与模拟躯干和支撑有关的移动通信设备；

图7是对移动通信设备进行SAR测试的另一方法的流程图。

具体实施方式

联合参考图1和图2，示出了用于对移动通信设备150进行SAR测试的系统100。系统100包括被适当编程的测量控制器/处理器105、计算机系统110和定位系统115，以及包括探测器120、接收机125、通信单元130、模拟手160和模拟头部170。测量控制器105与探测器定位系统115通信，以使探测器120被置于模拟头部内一系列间隔的位置中并且与移动通信设备150有关。

探测器定位系统115可以是适于精确移动和定位探测器尖端128的机械手(参见图2)。

测量控制器105的一个示例是由Schmid&Partner Engineering AG销售的商业可用的DASY4系统。该系统包括用于执行SAR测试(包括控制探测器定位系统115)的适当软件以及充当探测器120的适当装置。例如，适当的探测器定位系统115可以包括由STAUBLIUnimation制造的机械手。

移动通信设备150可以是能够在蜂窝网络中无线传输信号的任何适当设备。移动通信设备150可包括附加的特征和功能，如提供电子邮件通信、或者要在该设备上执行或在无线接入网的帮助下执行的其它功能。

探测器120的输出连接至接收机125。接收机125从探测器120的输出接收测量信号，并且，接收机125将测量信号作为向测量控制器105提供相应的输出之前的必要条件。测量控制器105经由接收机125接收探测器120的输出，并基于该输出来确定探测器120所检测到的电场的场强。

应该理解的是，通过以下公式从所测量的电场计算SAR：

等式1：SAR＝|E|²σ/ρ

其中，|E|是所测量或计算的RMS(均方根)电场的幅度，σ是电导率，ρ是组织等效介质的质量密度。SAR是组织介质中特定位置处每单位质量的能量吸收率的度量。SAR可以以单位(如watts/kg)来表示。

由于在探测器120的感测电路中电场强度与功率成正比并且功率与电压的平方成正比，所以在给定所感测的电压或电流的情况下通过探测器120的感测电路中的已知电阻可以计算场强。相应地，测量控制器105可以基于例如从探测器120的感测电路输出的电压来确定从移动通信设备150辐射的场的场强。

为了进行SAR测试，有必要使移动通信设备150采用与其在蜂窝连接上进行无线通信期间所采用的方式相同的方式来传输信号。手动地使通信单元130向移动通信设备150“进行呼叫”。从通信单元130到移动通信设备150的呼叫是在通信链路135上建立的，在SAR测试期间保持该呼叫。按照SAR测试协议，通信单元130被配置为向移动通信设备150发送具体测试信号以使得移动通信单元150以最大功率进行发送。

计算机系统110可提供包括用于向感兴趣的人显示SAR测试结果的显示器和适当软件在内的用户界面(未示出)。此外，计算机系统110可包括用于存储SAR测试结果的适当存储器(未示出)或数据库(未示出)。

在SAR测试期间，模拟手160关于模拟头部170支撑移动通信设备150。模拟手对移动通信设备150的这种支撑关系模仿了在移动通信设备150工作期间使用人手来握持移动通信设备150(即，就好像将移动通信设备150拿起到人耳处)。相应地，在固定位置形成模拟手以握持移动通信设备，使得大拇指沿着该设备的右侧放置(从前方看)，手掌支撑该设备的背面，并且第三、第四和第五个手指支撑该设备的左侧。图2中示出了模拟手160和头部170的示例形式，下面进行进一步的描述。

模拟手160由具有包括材料的介电常数和电导率在内的介电特性的合成材料制成，在整个材料中这些介电特性实质上是常量并接近包括组织和骨骼在内的人手的平均介电特性。例如，模拟手160可具有在对于低频段频率的37到对于高频段频率的46的范围内的介电常数。模拟手160的电导率可以从对于低频段频率的大约0.85s/m到对于高频段频率的大约2.46s/m。

适当的模拟手的示例是从Microwave Consultants Ltd.，London，England可得到的人手模型(hand phantom)。可以使适当的模拟手符合CTIA和FCC标准以对无线设备进行测试。

如图2所示，由模拟手160支撑移动通信设备150。模拟手160连接至支架162并由支架162来支撑，所述支架162可通过至少一个、以及可选地两个或三个自由度来移动。在由模拟手160支撑时，支架162使得可以相对于模拟头部170来适当地定位移动通信设备150。

下面关于图2和图3对模拟头部170进行更详细的示出和描述。模拟头部170位于移动通信设备150上方，而由模拟手160在下面支撑移动通信设备150。探测器120位于模拟头部170内。模拟头部170可以类似于用于SAR测试的现有商业可用装置。

模拟头部170包括特别成形的水槽200，该水槽200用于容纳大量的液体202。由类似桌子的结构来支撑水槽200以使水槽200稳定且固定。水槽200的壁被构造为使得当从水槽200下面向上看时水槽200的相对纵向端类似左头部和右头部形状。水槽200可以向空气打开，水槽壁与类似桌子的结构的平坦上表面相交。备选地，水槽200可以实质上是封闭的，以使得实质上遮盖液体202，同时为水槽200提供访问端口以允许探测器120访问水槽各纵向端处的左头部和右头部形状。排水阀204可以根据需要从水槽200中排出液体202。

液体202可以是具有实质上均匀的介电特性的任何适当液体，该介电特性包括介电常数和电导率，近似于包括骨骼和其它组织在内的人手的平均介电特性。这种适当液体的示例包括去离子水、糖、盐、纤维素、防腐剂和二乙二醇一丁醚(DGBE)的混合物。适于模拟头部组织的这些液体成分的具体特性和比例以及准备这些液体的适当方法是SAR测试领域的技术人员已知的。

水槽200可容纳大约25升的头部组织模拟液202。在用于顺应性测试的标准(在例如CENELEC EN50361，Supplement C to OETBulletin 65，IEEE P1528)中定义了在300MHz到3GHz之间的频率上头部组织模拟液202的目标介电特性。

优选地，还为水槽200提供具有多个参考标记或标志222的参考系统220。这样的参考标记222用在相对于水槽200和模拟头部170来校准探测器定位系统115中。应该理解的是，将参考标记222“教给”探测器定位系统(例如，通过将探测器尖端128移动到每一个标记222)，并建立在测量控制器105和探测器定位系统115所使用的坐标系统与水槽200的实际坐标之间的变换。

参考系统220还包括在水槽200下侧的通信设备参考标记(未示出)，以相对于模拟头部170和参考标记222精确地定位移动通信设备的音频输出。通信设备定位标记可以包括沿着水槽200长度方向并在模拟头部170的中间向下延伸的纵向线。通信设备标记还可以包括穿过头部170中点的、针对每一个头部170的横向线。纵向线和横向线的交叉指示了对用于精确定位移动通信设备150的音频输出以进行SAR测试的目的位置。备选地，通信设备定位标记例如可以包括凹口、脊或十字丝。

在使用模拟头部170进行SAR测试期间，将移动通信设备150定位在头部170下方，同时由模拟手160来支撑。因此，模仿将移动通信设备150拿到人耳时移动通信设备150的位置，将移动通信设备150定位在模拟头部170(的左侧或右侧)和模拟手160之间。

如图2所示，通过定位和调节模拟手160所连接或附着到的支架162，来相对于模拟头部170定位移动通信设备150和模拟手160。

如图2所示，通过将探测器120降入到模拟头部170中来相对于移动通信设备150定位探测器120，以使得可以相对于移动通信设备150的音频输出将探测器尖端128定位在一个或多个位置处。

图3示出了在移动通信设备150被模拟手160定位/支撑在模拟头部170的右侧头部部分下方的情况下模拟头部170的透视侧视图。图3中将探测器120示出为朝向移动通信设备150向下延伸，以使得可以将探测器尖端128定位在靠近移动通信设备150的音频输出的地方。

图3还示出了探测器120，其中探测器120被定位成使得在其下端具有朝向探测器尖端128向下延伸的轴126，其中探测器尖端128位于模拟头部170内并且在移动通信设备150的垂直上方。在这样的位置，可将探测器120用于测量场强。可由探测器定位系统115根据SAR测试要求来控制探测器120(以及探测器尖端128)的垂直位置和横向位置。

在使用探测器120感知(相对于标志222的)一个位置处的场强之后，随后可以通过由探测器定位系统115预编程地移动探测器120来由探测器定位系统115将探测器120水平或垂直地移动到多个备选位置。在每一个位置处可以进行场强读取。探测器定位系统115可以被编程为执行水平区域扫描以确定“峰值”场强，随后进行体积扫描或三维扫描。

现在参考图4，更详细地描述了对移动通信设备150进行SAR测试的方法400。方法400在步骤410开始，在步骤410，以图2所示的方式将移动通信设备150定位在模拟手160中。

尽可能地，模拟在向着用户的耳朵握持移动通信设备150的音频输出(扬声器)时用户的手握持移动通信设备150的方式，将移动通信设备150定位在模拟手160中。例如，可将移动通信设备150握持在模拟手160中，使得模拟手160的手掌支撑移动通信设备150的背面(即，与显示屏和拨号键相反的面)，同时模拟手160的大拇指沿着移动通信设备150的右侧放置并且模拟手160的第三、第四和第五个手指沿着和/或围绕移动通信设备150的左侧放置。第二手指(食指)可以紧邻音频输出放在移动通信设备150顶部的上方、周围、或沿着移动通信设备150的顶部放置，或者与第三、第四和第五手指一起沿着设备的左侧放置。该示例假定模拟手160是右手。应该理解，对于模拟手160是左手的情况，可以采用模拟手160的手指相对于移动通信设备150的相反取向。例如，由于不同的用户界面特征和/或设备形状或尺寸，可以不同地形成模拟手160以适应握持移动通信设备的不同方式。

在步骤420，如图2所示，通过移动模拟手160和支架162来相对于模拟头部170定位移动通信设备150，以使得将移动通信设备150的音频输出直接并且接近地定位在模拟头部170下方邻近参考系统220的通信设备参考标记处。

在步骤430，手动地使通信单元130向移动通信设备150进行呼叫(线135)，从而创建通信单元130与移动通信设备之间的无线连接。在向移动通信设备150进行呼叫中，通信单元130发送由移动通信设备150来识别的测试信号，以使得移动通信设备150以全功率发送通信信号。

在步骤440，测量控制器105根据其编程使探测器控制器105将探测器120相对于标志222(并从而相对于模拟头部170和通信设备150)顺次移动到一个或多个位置，并在这些位置执行电场测量。在测量控制器105处经由接收机125接收这种电场测量。

在步骤450，测量控制器105基于在步骤440获得的测量来计算预定位置处的电场强度。然后，测量控制器105将所计算的场强与标准相比较，以确定移动通信设备150是否满足SAR测试要求。

现参考图5，示出了根据其它实施方式的用于进行SAR测试的系统500。除了由支撑560取代模拟手160、由模拟躯干570取代模拟头部170外，系统500与系统100类似。从以下讨论中将理解，支撑550和模拟躯干570的组合旨在模拟腰带套中的移动设备150、衣袋中的移动设备150、或在接近人躯干的位置处支撑的移动设备150。相应地，为了描述简洁起见，下面只描述系统100与系统500之间的差别。

模拟躯干570可以包括被定形为实质上类似于人躯干的水槽200中部(参见图2)。水槽200中的液体202可以是具有实质上均匀的、与人躯干(包括骨骼和其它组织)的平均介电特性相类似的介电特性(包括介电常数和电导率)的任何适当液体。适于模拟躯干组织的这些液体成分的具体特性和比例对于SAR测试领域的技术人员来说已知的，制备这些液体的适当方法对于SAR测试领域的技术人员来说也是已知的。典型地，液体202将包括与要使用模拟头部170时用于测试系统100的液体相同的液体。应该理解，参考系统220还包括用于相对于躯干570精确地定位通信设备150的通信设备参考标记(未示出)。

如图6所示，支撑560包括实质上矩形的平台562，通信设备150可被定位在该平台562上。优选地，平台562的尺寸与设备150的后侧的尺寸近似。平台562包括具有低介电常数并且厚度和弹性足以支撑设备150的材料，如泡沫聚苯乙烯。平台562位于平台支撑564上，所述平台支撑564包括四个实质上垂直的、彼此呈角度关系的壁组件566。壁组件566在横截面中实质上形成“W”形状并且可由单片的材料构成。中央的壁组件566的相交部分所形成的角度θ在20°-120°的范围之内，而每侧外部的两个壁组件566的相交部分所形成的角度α在10°-60°的范围之内。平台支撑564由实质上有弹性、耐久、并且还被选择为具有低介电常数的材料构成。

为了最小化对通信设备150所产生的场的影响，平台支撑564的配置被选择为：提供相对于平台562的“覆盖区(footprint)”而言较小的水平“覆盖区”，同时仍对平台562提供足够的支撑。相应地，平台支撑564与平台562接触的水平表面面积为平台562的水平表面面积的40％或更小。在备选的配置中，平台支撑564可以包括被布置为给平台562提供足够支撑以支撑通信设备150的多个垂直柱或钉。采用这种备选的配置，钉的表面面积同样被选择为小于平台562的水平表面面积的40％。

支撑560还包括座568，所述座568由介电常数低但强度和耐久性足以在物理上支撑整个支撑560的材料构成。例如，为座568提供高度调节机制(如伸缩套筒(telescoping neck))，以使得可以相对于模拟躯干570的下侧对通信设备150进行垂直高度调节。

在使用躯干570的SAR测试期间，将具有或不具有穿戴在身上的配件(如，套)的移动通信设备150定位在躯干570下方，同时由支撑560来支撑。因此，以对在移动通信设备150被装在人腰部的要带套中时移动通信设备150的位置加以模拟的方式，将移动通信设备150定位在模拟躯干570(的一侧)与支撑560之间。

如图6所示，通过将探测器120降入模拟躯干570中使得可以将探测器尖端128相对于移动通信设备150定位在特定位置处，来相对于移动通信设备150定位探测器120，以进行SAR测试。探测器尖端128所描绘的扫描区域或体积覆盖了通信设备150的尺寸。

现参考图7，描述了使用模拟躯干570进行SAR测试的方法700。方法700在步骤710开始，在步骤710，以图6所示的方式将移动通信设备150定位在支撑560上。

在步骤720处，如图6所示，通过移动支撑560来相对于模拟躯干570定位移动通信设备150，使得将移动通信设备150直接并且接近地定位在模拟躯干570下方邻近参考系统220的通信设备参考标记处。可以手动或自动地执行步骤710和720。

在步骤730处，手动地在通信单元130和移动通信设备150之间建立呼叫，从而在通信单元130和移动通信设备150之间建立无线连接(链接135)。在向移动通信设备150进行呼叫中，通信单元130发送由移动通信设备150来识别的测试信号，以使移动通信设备150以全功率发送通信信号。

在步骤740，测量控制器105根据其编程使探测器定位系统115将探测器120相对于标志222(并且从而相对于模拟躯干570和通信设备150)顺次移动到一个或多个位置，并在这些位置执行电场测量。在测量控制器105处经由接收机125接收这种电场测量。

在步骤750，测量控制器105基于在步骤740获得的测量来计算不同位置处的电场强度。然后，测量控制器105将所计算的场强与标准相比较，以确定移动通信设备150是否满足SAR测试要求。

在进行SAR测试中使用模拟手160以及模拟头部170可以降低与通过SAR测试而获得的测量相关联的不确定性级别。同样，在进行SAR测试的过程中与模拟躯干570一起使用支撑560可以降低与通过SAR测试而获得的测量相关联的不确定性级别。

虽然以上描述提供了实施方式的示例，应该意识到的是，在不背离所述实施方式的操作的精神和原则的情况下，可以修改所描述的要素的一些特征和/或功能。相应地，所描述内容的旨在示出本发明而并不作为本发明的限制。

Claims (15)

1.一种用于对移动通信设备(150)进行特定吸收率测试的系统，包括：

模拟人体部分；

支撑(160；560)，被定位所述模拟人体部分的邻近，用于在测试期间支撑移动通信设备(150)，其中所述支撑(560)包括安装到平台支撑(564)的平台(562)，所述平台支撑(564)与所述平台相接触的表面面积不大于所述平台(562)的水平表面面积的40％；

探测器(120)，被定位在模拟人体部分内；以及

处理器(105)，操作耦合至所述探测器(120)，并且被配置为确定模拟人体部分内的场的场强，所述场是由所述移动通信设备(150)辐射的。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述场包括电场、微波频率场或射频场中任一个场，所述探测器(120)被配置为感测电场、微波频率场或射频场当中相应的一个。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括：通信单元(130)，被配置为与所述移动通信设备(150)通信并引起所述通信设备(150)辐射所述场。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述模拟人体部分包括模拟头部(170)，所述模拟头部(170)被定位在移动通信设备(150)的邻近，并且在所述移动通信设备(150)相对所述支撑(560)的相反侧。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述平台(562)包括具有低介电常数的材料。

6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述模拟头部(170)包括介电常数与人头部的平均介电常数相近似的材料(202)。

7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述材料(202)包括液体。

8.根据权利要求4所述的系统，其中，以模拟人头部形状的形 状来配置所述头部(170)。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述模拟人体部分是模拟躯干(570)，所述模拟躯干(570)包括介电特性与人躯干的平均介电特性相近似的材料(202)。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，平台支撑(564)包括彼此成角度关系的多个实质上垂直的壁组件(566)。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，壁组件(566)在横截面中实质上形成“W”形状。

12.根据权利要求10所述的系统，其中，壁组件(566)包括中央的壁组件(566)，中央的壁组件(566)的相交部分形成在20°至120°范围内的角度θ。

13.根据权利要求10所述的系统，其中，壁组件(566)包括每一侧相交的、外部的两个壁组件(566)，所述外部的两个壁组件(566)的相交部分形成在10°至60°范围内的角度α。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，平台支撑(564)包括多个垂直柱。

15.根据权利要求1所述的系统，其中，平台支撑(564)包括多个垂直钉。 

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