CN108700622B - 电磁场测量系统 - Google Patents

Abstract

在电磁场测量系统中，探针基板(701)和传输线基板(703)形成T形结构，其中探针基板(701)形成帽，传输线基板(703)形成T形结构的杆。探针基板(701)包括探针(700)，探针(700)具有第一探针元件(709)，第二探针元件(710)和参考平面(711)。设置第一探针元件(709)和第二探针元件(710)，使得在这些探针元件之间存在对称轴(712)，该对称轴(712)垂直于传输线基板(703)。传输线基板(703)包括耦合到探针(700)的传输线结构。传输线结构将第一探针信号和第二探针信号分离地引向测量处理装置，该测量处理装置能够基于第一探针信号和第二探针信号提供测量结果。

Description

电磁场测量系统

技术领域

本发明的一个方面涉及一种电磁场测量系统。该系统可用于例如确定特定吸收率(SAR，specific absorption rate)。本发明的另一方面涉及一种使用这种系统测量电磁场的方法。

背景技术

公开号为WO2011/080332的专利描述了一种用于测量电磁场的系统。该系统包括设置在平面上的天线设备。该天线设备被设置成提供代表电磁场的一对正交分量的一对信号。用于信号传输的印刷电路关于在其上设置了天线设备的平面而正交设置。印刷电路包括耦合到天线设备的传输线，以将由天线设备提供的信号对向着测量模块传输。

发明内容

需要一种允许更精确地测量电磁场的解决方案。

为了更好地满足这种需要，考虑了以下几点。在用于测量电磁场的系统中，例如在WO2011/080332中公开的系统中，可能发生电磁场的散射。特别地，包括信号传输线的基板会引起这种散射。散射的电磁场会从该基板发出，并且甚至进入该基板中。散射的电磁场会在该系统内引发干扰信号。

干扰信号可能会特别地影响表示电磁场的、与包括信号传输线的基板平行的分量的测量信号。该基板的存在可以使探针对电磁场的该分量的敏感度低于对垂直于上述基板的分量的敏感度。探针可以提供表示该电磁场分量的信号分量，但是该信号分量可能相对较弱。因此，叠加在该信号分量上的干扰信号可能会在相当大的程度上影响测量精度。

根据本发明的一个方面，提供一种电磁场测量系统，包括：

探针基板，包括具有第一探针元件、第二探针元件和参考平面的探针，电磁场相对于所述参考平面在所述第一探针元件中感应出第一探针信号以及相对于所述参考平面在所述第二探针元件中感应出第二探针信号；

传输线基板，包括传输线结构，所述传输线结构耦合到所述探针并适于将所述第一探针信号和所述第二探针信号分离地引向测量处理装置，所述测量处理装置适用于基于所述第一探针信号和所述第二探针信号提供测量结果；

其中，所述探针基板和所述传输线基板形成T形结构，所述探针基板形成帽以及所述传输线基板形成所述T形结构的杆；以及

其中，所述第一探针元件和所述第二探针元件被设置成使得在这些探针元件之间存在对称轴，所述对称轴垂直于所述传输线基板。

本发明的另一方面涉及一种测量电磁场的方法，该方法涉及上一方面提供的所述电磁场测量系统。

在根据本发明的系统中，设置两个探针元件，使得在这些探针元件之间存在对称轴，由此对称轴垂直于包括传输线的基板。一个探针元件可以提供包括代表与上述基板平行的电磁场分量的相对弱的分量的信号。另一个探针元件可以提供包括该相同的相对弱的分量但符号相反的信号。由从上述基板发出的散射电磁场引起的干扰信号将具有相同的符号。这种符号关系允许针对与包括信号传输线的基板平行的电磁场分量实现干扰消除效果。因此可以实现更精确的电磁场测量。

本发明的实施例可以包括从属权利要求中限定的一个或多个附加特征，其附加在说明书中。

为了说明的目的，参考附图给出了本发明的一些实施例的详细描述。

附图说明

图1是电磁场测量系统的框图。

图2是电磁场测量系统中的探针模块的示意侧视图。

图3是探针模块的示意顶视图。

图4是探针模块的示意正视图。

图5是探针模块的示意后视图。

图6是当沿着图4和图5中的线A-A所示的平面切割时探针模块的上部分的示意截面图。

图7是探针模块中的探针基板上的探针的示意顶视图。

图8是探针模块中的传输线基板中的传输线结构的示意半透明顶视图。

图9是当沿着图8中所示的线B-B所示的平面切割时传输线结构中的探针耦合部分(probe coupling section)的示意截面图。

图10是当沿着图8中所示的线C-C所示的平面切割时传输线结构中的头部分(headsection)的示意截面图。

图11是当沿着图8中所示的线D-D所示的平面切割时传输线结构中的过渡部分(transition section)的示意截面图。

图12是当沿着图8中所示的线E-E所示的平面切割时传输线结构中的微带线部分(micro-strip line section)的示意截面图。

具体实施方式

图1示意性地示出了电磁场测量系统100。系统100以框图表示。电磁场测量系统100可用于例如确定特定吸收率(SAR)。电磁场测量系统100包括场探测装置101、测量处理装置102和控制器103。场探测装置101包括多个探针模块104-111。

图2示意性地示出了探针模块200，其可以与电磁场测量系统100中的任何探针模块104-111相对应。该图提供了探针模块200的示意侧视图。探针模块200包括探针基板201和传输线基板202。探针基板201和传输线基板202可以由例如市售的用于电子电路的印刷电路板材料形成。

探针基板201和传输线基板202形成T形结构。传输线基板202形成该T形结构的杆，而探针基板201形成T形结构的帽。传输线基板202相对于探针基板201正交设置。传输线基板202的探针耦合部(probe coupling portion)203可以横穿探针基板201并从那里延伸，如图2所示。

传输线基板202可以被提供盖204，如图2所示。盖204可以构成电磁屏蔽。为此，盖203可包括例如导电元件。传输线基板202可以包括前端电路205，该前端电路205可以位于盖204下方。传输线基板202还可以被提供有连接器装置206。连接器装置206可以允许探针模块200耦合至图1所示的测量处理装置102和控制器103。

图3进一步示例性地示出了探针模块200。该图提供了探针模块200的示意顶视图。探针基板201包括探针阵列301-308，在该示例中为八个探针。探针基板201还可以包括隙缝装置(slot arrangement)309，探针301-308沿着隙缝装置309进行设置。隙缝装置309与探针301-308相交。图2中所示的传输线基板202的探针耦合部203横穿探针基板201中的隙缝装置309。

在该示例中，隙缝装置309包括两个隙缝：左隙缝310和右隙缝311。四个探针301-304沿着左隙缝310进行设置，左隙缝310与这四个探针301-304中的每一个都相交。其他四个探针305-308沿着右隙缝311进行设置，右隙缝311与这四个探针305-308中的每一个都相交。传输线基板202的探针耦合部203包括两个探针耦合翼片(tab)：左探针耦合翼片312和右探针耦合翼片313。左探针耦合翼片312横穿探针基板201中的左隙缝310。右探针耦合翼片313横穿右隙缝311。

图2中示出的前端电路205可以包括开关排列，该开关排列允许对探针阵列301-308中的探针进行选择，使得所选择的探针电耦合到连接器装置206。连接器装置206可以接收来自图1中所示的控制器103的探针选择控制信号或任何其他控制信号。

图4进一步示意性地示出了探针模块200。该图提供了探针模块200的示意正视图。在该正视图中，传输线基板202的正表面401是可见的。该正表面401包括导电材料的屏蔽平面402，下文中将其称为前屏蔽平面402。前屏蔽平面402具有轮廓，该轮廓可包括具有可被指定为“鹦鹉喙”的特定形式的两个部分。这种特定形式构成针对电磁信号的扼流圈。

在图4中，左探针耦合翼片312的主表面403是可见的。为了方便和说明的原因，下面将该主表面称为左翼片正表面403。类似地，右探针耦合翼片313的主表面404是可见的，其在下文中将被称为右翼片正表面404。在图4中也可以看到上文参照图2提到的连接器装置206和盖204。

左翼片正表面403包括多个导电舌组405-408。类似地，右翼片正表面404也包括多个导电舌组409-412。对于图3中所示的八个探针301-308中的每一个探针而言，都存在一个导电舌组。导电舌组包括三个导电舌：左导电舌、中导电舌和右导电舌。在图4中，这些导电舌中的每一个都被表示为相对小的黑色矩形区域。

图5进一步示意性地示出了探针模块200。图5提供了探针模块200的后视图。在该后视图中，传输线基板202的后表面501是可见的。该后表面501还包括导电材料的屏蔽平面502，该屏蔽平面在下文中将被称为后屏蔽平面502。后屏蔽平面502至少部分地与图4中所示的前屏蔽平面402互补。后屏蔽平面502具有轮廓，该轮廓也可以包括“鹦鹉喙”形式的两个部分。与图4中所示的前屏蔽平面402中展示的那些部分相比，这些部分是相似且对称的。

在图5中，左探针耦合翼片312的另一个主表面503是可见的。为了方便和说明的原因，下面将另一个主表面称为左翼片后表面503。类似地，右探针耦合翼片313的另一个主表面504是可见的，在下文中将其称为右翼片后表面504。在图5中也可以看到上文参照图2提到的连接器装置206。

左翼片后表面503包括多个导电舌505-509。类似地，右翼片后表面504也包括多个导电舌509-512。对于图3中所示的八个探针301-308中的每一个探针而言，存在一个导电舌。

图6示意性地示出了探针模块200的上部。该图提供了当沿着图4和图5中的线A-A所示的平面切割时探针模块200的上部的示意截面图。在图6中，探针基板201中的左隙缝310以及传输线基板202的横穿该左隙缝310的左探针耦合翼片312是可见的。

图6示出了传输线基板202包括多个导电层601-604，在该示例中为四个。更具体地，传输线基板202包括位于其正表面401上的外导电层601和位于其后表面501上的另一个外导电层602。出于方便和清晰的原因，这些外导电层在下文中将分别被称为前外导电层601和后外导电层602。图4中所示的前屏蔽平面402被包括在前外导电层601中。图5中所示的后屏蔽平面502被包括在后外导电层602中。

传输线基板202还包括两个内导电层：最靠近传输线基板202的正表面401的内导电层603和最靠近后表面501的另一个内导电层604。出于方便和清晰的原因，这些内导电层将在下文中分别被称为前最近内导电层603和后最近内导电层604。图6还示出了在传输线基板202的四个导电层601-604之间延伸的多个通孔连接605-611。这些将在下文中更详细地讨论。

以上参考该图以及参考图3至图6对图2中示出的探针模块200的描述可以因此应用于图1中示出的电磁场测量系统100中的探针模块104-111中的任意探针模块。

图7示意性地示出了探针700，其可以与上文中参考图2至图6描述的探针模块200的探针301-308中的任意探针相对应。图7提供了探针700所在的探针基板701的一部分的示意顶视图。该探针基板701可以因此对应于图3中所示的探针基板201。图7中所示的探针700沿着隙缝702设置，隙缝702可以对应于图3中所示的左隙缝310以及右隙缝311。如图7所示，传输线基板的探针耦合翼片703延伸通过隙缝702。在后文中，出于说明的原因，假设该探针耦合翼片703属于上文参考图2至图6描述的传输线基板202。图7中所示的探针耦合翼片703可以因此对应于图3中所示的左探针耦合翼片312以及右探针耦合翼片313。

如上所述，对于探针700而言，探针耦合翼片703包括位于其正表面上的导电舌组704。如图7所示，导电舌组704包括左导电舌705、中导电舌706和右导电舌707。如图7所示，对于探针700而言，探针耦合翼片703包括位于其后表面上的导电舌708。该导电舌在下文中将被称为后导电舌708。

探针700包括条状的两个导电元件709和710。出于方便和清晰的原因，这两个导电元件709、710在下文中将分别被称为左探针元件709和右探针元件710。探针700还包括导电材料的参考平面711。左探针元件709和右探针元件710被设置在隙缝702的前侧。参考平面711被设置在隙缝702的后侧。

在左探针元件709和右探针元件710之间存在对称轴712。该对称轴712可以垂直于传输线基板202，更具体地，垂直于其正表面401和其后表面501。此外，左探针元件709和右探针元件710可以相对于彼此正交设置。这意味着左探针元件709的纵轴相对于传输线基板202具有45°的角度。右探针元件710的纵轴相对于传输线基板202也具有45°的角度，但是具有相反的符号。

左探针元件709可以导电地耦合到探针耦合翼片703的前表面上的左导电舌705。右探针元件710可以导电地耦合到右导电舌707。参考平面711可以导电地耦合到后导电舌708。

图7中示出的探针700可以在存在电磁场的情况下如下操作。电磁场相对于参考平面711在左探针元件709中感应出信号。该信号在下文中将被称为左探针信号。电磁场相对于参考平面711在右探针元件710中感应出另一个信号。该信号在下文中将被称为右探针信号。

更详细地，电磁场可以具有彼此正交并且位于与探针基板701重合的平面中的两个分量。一个分量可以与传输线基板202平行定向，更具体地说，与其前表面401及其后表面501平行。该分量在下文中将被称为水平场分量。另一个分量可以相对于传输线基板202正交定向。该分量在下文中将被称为垂直场分量。

传输线基板202对水平场分量的影响在很大程度上大于对垂直场分量的影响。这是因为传输线基板202包括相对较大并且与水平场分量平行的各种导电平面。这些导电平面包括图4中所示的前屏蔽平面402、以及图5中所示的后屏蔽平面502、以及图2和图4中所示的盖204。这些导电平面会导致探针700对水平场分量相对不敏感。

另外，传输线基板202可以引起电磁场的散射。这种散射导致散射电磁场从传输线基板202中发出。因此，除了待测量的电磁场之外，探针700还会接收该散射电磁场。此外，散射电磁场或其至少一部分甚至可以进入传输线基板202中。

在这些条件下，左探针信号将包括若干信号分量。这些信号分量包括由待测量的电磁场的水平场分量感应出的信号分量以及由垂直场分量感应出的另一信号分量。出于方便和清晰的原因，下文中将由水平场分量感应出的信号分量和由垂直场分量感应出的另一信号分量分别称为水平信号分量和垂直信号分量。水平信号分量和垂直信号分量是期望的信号分量。除了这些之外，在传输线基板202内，左探针信号还包括由散射电磁场感应出的寄生信号分量。

右探针信号也将包括与上文描述的分量类似的若干分量。也就是说，这些信号分量包括由待测量的电磁场的水平场分量感应出的水平信号分量以及由垂直场分量感应出的垂直信号分量。除了这些期望的信号分量之外，在传输线基板202内，右探针信号还包括由散射电磁场感应出的寄生信号分量。该寄生信号分量将典型地与左探针信号中的寄生信号分量相似。因此，由散射电磁场感应出的这两个寄生信号分量将在下文中被称为共模干扰信号分量。

前面提到的左探针信号和右探针信号中的各个水平信号分量通常会相对较弱。这是因为，如前所述，由于传输线基板202的存在，探针700对水平场分量的敏感度小于对垂直场分量的敏感度。

如图7所示，在探针700中，设置左探针元件709和右探针元件710，使得左探针信号中的垂直信号分量可以与右探针信号中的垂直信号分量在幅度和符号两者上都相对应。左探针信号中的水平信号分量也可以在幅度上对应于右探针信号中的水平信号分量。然而，这两个上述信号分量具有相反的符号。在该示例中，假设左探针信号中的水平信号分量是正号，则右探针信号中的水平信号分量是负号。左探针信号中的共模干扰信号分量对应于右探针信号中的共模干扰信号分量。

左探针元件709和右探针元件710的这种设置有助于实现改进的测量精度。例如，可以通过从右探针信号中减去左探针信号来获得表示具有相对高精度的水平场分量的测量信号，反之亦然。该减法提供干扰消除效果。左探针信号中的共模干扰信号分量和右探针信号中的共模干扰信号分量至少在一定程度上彼此抵消。作为减法的结果，左探针信号和右探针信号中的各个垂直信号分量也相互抵消。剩下的是左探探针信号和右探针信号中的各个水平信号分量的和。该和构成了水平场测量信号。

因此，左探针元件709和右探针元件710的设置允许针对这些探针元件提供的各个水平信号分量实现干扰减少。如上文所述，这种干扰减少是特别合适的，因为这些水平信号分量相对较弱。相反，各个垂直信号分量相对较强。因此，垂直信号分量可以比水平信号分量容忍更高的干扰水平。不太需要干扰消除效果。通过对左探针信号和右探针信号求和，可以获得表示具有足够精度的垂直场分量的测量信号。该求和不提供干扰消除效果。

图2所示的探针模块200上的前端电路205可以从左探针信号中减去右探针信号，以便获得水平测量信号，该水平测量信号表示与传输线基板平行的电磁场的水平分量。前端电路205还可以将左探针信号和右探针信号相加，以获得垂直测量信号，该垂直测量信号表示电磁场的垂直于传输线基板202的垂直分量。在另一实施例中，这些操作，也即减法和加法可以在图1所示的电磁场测量系统100的测量处理装置102中进行。

参考该图对图7中所示的探针700的前述描述可因此适用于图3中所示的探针模块200中的探针301-308中的任意探针，也因此适用于图1中所示的电磁场测量系统100中的探针模块104-111中的任何探针。

图8示意性地示出了探针模块200的传输线基板202中的传输线结构800。该图提供了传输线结构800的示意半透明顶视图，由此省略了图2和图4中所示的盖204。图8包括用于表示图6中所示的传输线基板202的不同导电层601-604中的特征的不同类型的线。实线表示前外导电层601中的特征。短划线(dashed line)表示前最近内导电层603中的特征。点线(dotted line)表示后最近内导电层604中的特征。实线中的相对小的圆圈表示通孔连接。图8进一步示出了若干点短划线。点短划线表示可以沿其切割平面以获得截面图。

传输线结构800具有若干部分：探针耦合部分801、头部分802、过渡部分803和微带线部分804。探针耦合部分801位于图3所示的传输线基板202的探针耦合部203中。微带线部分804可以延伸到图2所示的前端电路205。微带线部分804可以至少部分地位于盖204下面，出于清楚的原因，在图8中省略了盖204。盖204可以构成微带线部分804的电磁屏蔽。

在探针耦合部分801、头部分802和部分的过渡部分803中，传输线结构800包括前最近内导电层603中的三个导电条805、806、807。出于方便和清楚的原因，这三个导电条中的一个导电条在下文中将被称为左前内导电条805，另一个导电条将被称为中前内导电条806，以及再一个导电条将被称为右前内导电条807。在上述部分中，传输线结构800还包括后最近内导电层604中的导电条。出于方便和清楚的原因，下文将该导电条称为后内导电条808。在图8提供的正视图中，后内导电条808位于中前内导电条806的下方。

在微带线部分804以及部分地在过渡部分803中，传输线结构800包括前外导电层601中的两个导电条809、810。出于方便和清楚的原因，这两个导电条中的一个导电条将在下文中被称为左外导电条809，另一个导电条将被称为右外导电条810。左外导电条809位于前屏蔽平面402中的指状开口811内，指状开口811也被包括在传输线结构800的前外导电层601中。类似地，右外导电条810也位于前屏蔽平面402中的指状开口812内。

在微带线部分804以及部分地在过渡部分803中，传输线结构800还包括两个导电平面813、814，这两个导电平面导电地耦合到信号地。这些导电平面中的一个导电平面813被包括在传输线结构800的前最近内导电层603中。另一个导电平面814被包括在后最近内导电层604中。出于方便和清楚的原因，上述两个导电平面在下文中将分别被称为前内接地平面813和后内接地平面814。

存在于头部分802中的中前内导电条806以类似于从手开始延伸的手指的方式从存在于微带线部分804中的前内接地平面813开始延伸。类似地，存在于头部分802中的后内导电条808从后内接地平面814开始延伸，该后内接地平面814存在于微带线部分804中。

在过渡部分803中，传输线结构800包括两个通孔连接815、816。一个通孔连接815将左前内导电条805和左外导电条809彼此导电地耦合。另一个通孔连接816将右前内导电条807和右外导电条810彼此导电地耦合。出于方便和清楚的原因，下文中将这两个通孔连接分别称为左过渡通孔连接815和右过渡通孔连接816。

在过渡部分803中，前内接地平面813具有两个U形开口817、818：一个位于左过渡通孔连接815周围，另一个位于右过渡通孔连接816周围。出于方便和清楚的原因，在下文中将这两个U形开口分别称为左前内U形开口817和右前内U形开口818。后内接地平面814具有两个类似的U形开口：一个位于左过渡通孔连接815周围，另一个位于右过渡通孔连接816周围。在下文中，将这两个U形开口分别称为左后内U形开口819和右后内U形开口820。

传输线结构800提供允许左探针信号从探针(例如图7中所示的探针700)传输到图2所示的前端电路的信号路径。该左信号路径包括左前内导电条805、左过渡通孔连接815和左外导电条809。对称地，传输线结构800还提供允许右探针信号从所关心的探针700传输到图2所示的前端电路205的信号路径。该右信号路径包括右前内导电条807、右过渡通孔连接816和右外导电条810。

传输线结构800还可以包括在前屏蔽平面401和后屏蔽平面501之间延伸的各种通孔连接阵列821、822、823。这些阵列包括左通孔连接阵列821、中通孔连接阵列822和右通孔连接阵列823。

左通孔连接阵列821构成位于两个上述信号路径与左相邻传输线结构的信号路径或另一潜在干扰源之间的屏蔽栅栏。类似地，右通孔连接阵列823构成所述两个信号路径与右相邻传输线结构的信号路径或另一潜在干扰源之间的屏蔽栅栏。中通孔连接阵列822构成传输线结构800自身的左信号路径与右信号路径之间的屏蔽栅栏。这可以抵消这些信号路径之间的串扰。左探针信号和右探针信号保持适当分离。

图9进一步示意性地示出了传输线结构800中的探针耦合部分801。该图提供了当沿着图8所示的线B-B所指示的平面进行切割时探针耦合部分801的截面图。探针耦合部分801被包括在传输线基板202的变薄的突出部中。该变薄的突出部形成探针耦合翼片，例如图3至图5中所示的左探针耦合翼片312、右探针耦合翼片313，或者图7所示的探针耦合翼片703。在传输线基板202的变薄的突出部中，前最近内导电层603和后最近内导电层604构成外层，如图9所示。

探针耦合部分801包括左前内导电条805的头部。该头部可以构成左导电舌，例如图7中所示的左导电舌705。探针耦合部分801还包括右前内导电条807的头部。该头部可以构成右导电舌，例如图7中所示的右导电舌707。探针耦合部分801还可以包括中前内导电条806的头部。该头部可以构成中导电舌，例如图7中所示的中导电舌706。探针耦合部分801还可以包括后内导电条808的头部。该头部可以构成后导电舌，例如图7中所示的后导电舌708。

图10进一步示意性地示出了传输线结构800中的头部分802。该图提供了当沿着图8所示的线C-C指示的平面进行切割时头部分802的截面图。该切割平面穿过前屏蔽平面402、后屏蔽平面502和三个通孔连接：属于左通孔连接阵列821的一个通孔连接824、属于中阵列822的另一个通孔连接825以及属于右阵列823的再一个通孔连接826。相应地，这些元件在图10中被示出并被参考。

头部分802包括左前内导电条805的主要部分、中前内导电条806的主要部分、以及右前内导电条807的主要部分。头部分802还包括后内导电条808的主要部分。这些导电条在图10中被示出并被参考。

在头部分802中，中阵列822的通孔连接825将以下元件彼此导电地耦合：前屏蔽平面402、中前内导电条806、后内导电条808和后屏蔽平面502。这同样可以应用于位于头部分802中的中阵列822的其他通孔连接。上述元件导电地耦合到信号地。左阵列821和右阵列823的通孔连接将前屏蔽平面402和后屏蔽平面502彼此导电地耦合。这同样可以应用于这些阵列821、823的其他通孔连接。

在头部分802中，前述导电条805-808可以相对于彼此以及相对于前屏蔽平面402和后屏蔽平面502而具有特定的空间关系。这种特定的空间关系使得，在头部分802中，左信号路径具有位于期望范围内的特征阻抗。这同样适用于右信号路径。

图11进一步示意性地示出了传输线结构800中的过渡部分803。该图提供了当沿着图8中所示的线D-D指示的平面进行切割时过渡部分803的截面图。该切割平面穿过前屏蔽平面402、后屏蔽平面502，并穿过属于左阵列821的通孔连接827和属于右阵列823的通孔连接828。因此，这些元素在图11中被示出并被参考。

过渡部分803包括左前内导电条805的尾部、中前内导电条806的尾部、以及右前内导电条807的尾部。过渡部分803还包括后内导电条808的底部(base portion)。过渡部分803进一步包括左外导电条809的头部和右外导电条810的头部，它们都延伸到微带线部分804中。因此，这些导电条带803-810在图11中被示出并被参考。

图11还示出了左过渡通孔连接815，以及位于该通孔连接815周围的左前内U形开口817和左后内U形开口819。该图进一步示出了右过渡通孔连接816，以及位于该通孔连接816周围的右前内U形开口818和右后内U形开口820。图11还示出了前屏蔽平面402中的指状开口811，其中左外导电条809位于指状开口811中，以及还示出了指状开口812，右外导电条810位于指状开口812中。

图12进一步示意性地示出了传输线结构800中的微带线部分804。该图提供了沿着图8中所示的线E-E指示的平面进行切割时的截面图。该切割平面穿过前屏蔽平面402、前内接地平面813、后内接地平面814和后屏蔽平面502、以及三个通孔连接：属于左通孔连接阵列821的一个通孔连接829、属于中阵列的另一个通孔连接830、以及属于右阵列的再一个通孔连接831。因此，这些元件在图12中被示出并被参考。

图12示出了左外导电条809、以及前屏蔽平面402中的指形开口811，其中该导电条位于指形开口811中。该图进一步示出了右外导电条810，以及位于前屏蔽平面402中的指形开口812，其中该导电条位于指形开口812中。

在微带线部分804中，前述导电条809、810可以相对于前内接地平面813而具有特定的空间关系，以及还可以相对于前屏蔽平面402而具有特定的空间关系。这种特定的空间关系使得，在微带线部分804中，左信号路径具有也位于期望范围内的特征阻抗。此外，该特征阻抗可以足够好地匹配头部分802中的特征阻抗。相同的说明适用于头部分802和微带线部分804中的右信号路径。

以上参考该图以及参考图9至图12对图8所示的传输线结构800的描述可以应用于图2至图6中所示的探针模块200的传输线基板202中的任何传输线结构。该描述也可以应用于图1所示的电磁场测量系统100中的任何探针模块104-111的传输线基板中的任何传输线结构。

图1所示的电磁场测量系统100基本上可以如下操作。出于说明的原因，假设探针模块104-111各自类似于前面参考图2至图6描述的探针模块200。探针模块104-111可以限定由探针模块104-111的探针基板形成的测量表面。进一步假设探针模块104-111中的探针各自类似于前面参考图7描述的探针700。每个探针可以在测量表面上具有唯一的位置。这些探针可以被设置为二维网格，在该二维网格中，探针构成网格点。进一步假设每个探针的每个传输线结构类似于前面参考图8至12描述的传输线结构800。

场探测装置101可以被放置在人体部位的物理模型中，例如人头部位。该物理模型可以包括具有与所关心的身体部位中的生物组织的介电特性类似的介电特性的物质。专利公开WO2013/079621描述了这种物质。电磁场发射装置，例如蜂窝电话，被放置在该物理模型附近。该待测装置产生将穿透该物理模型的电磁场。场探测装置101中的探针将接收已穿透的电磁场。

在上文描述的条件下，探针将提供如上文参考图7所示的探针700描述的左探针信号和右探针信号。参考图2，其中包括探针的探针模块200的前端电路205可以处理左探针信号和右探针信号，以获得与探针相关的一对测量信号。例如，前端电路205可以从左探针信号中减去右探针信号，或者反之亦然，并且可以进一步如上所述的那样将这两个信号相加。作为另一示例，前端电路205可以仅放大左探针信号和右探针信号，在这种情况下，该对测量信号包括左探针信号的放大版本和右探针信号的放大版本。

在任何情况下，该对测量信号表示探针位置处电磁场的两个正交分量。这两个正交分量位于与其中包括探针的探针基板重合的平面内。该平面也与上述测量表面重合。

测量处理装置102处理场探测装置101提供的各个测量信号。测量处理装置102检测各个测量信号所涉及的各个探针的各个位置处电磁场的两个分量的幅度和相位。因此，测量处理装置102建立了测量表面上的电磁场的幅度和相位图。

一旦建立了电磁场的二维幅度和相位图，测量处理装置102就可以基于该图生成测量表面周围的电磁场的三维模型。该三维模型允许确定关于被测设备的特定吸收率。测量处理装置102可以根据专利公开WO2011/080332和EP2610628中描述的原理进行操作。

注意：

在上文中参考附图的详细描述仅是本发明的示例以及在权利要求书中限定的附加特征。本发明可以以许多不同的方式实现。为了说明这一点，简要说明了一些替代方案。

本发明可以应用于与测量电磁场有关的许多类型的产品或方法中。例如，原则上，本发明可以应用于任何类型的产品，该产品适于进行电磁场的二维测量，并且适于基于该二维测量、通过使用该二维测量中包含的幅度和相位信息来构建该场的三维表示。

本发明可以以多种不同方式实现。探针元件不需要必须相对于彼此被正交设置。例如，探针元件之间可以存在60°的角度。可以通过利用适当加权系数对两个探针信号进行两个线性组合来获得表示电磁场的两个正交分量的两个信号。此外，探针可以包括具有任何合适形状的探针元件，其不需要必须是条状的。类似的说明适用于导电参考平面，其不需要必须具有矩形或正方形的形状。例如，在替代实施例中，导电参考平面可以是圆形或椭圆形形状。

存在许多不同的方式来实现两个探针信号的两个线性组合，以便获得表示电磁场的两个正交分量的两个信号。一组两个线性组合通常可表示如下：

U_A＝α₁*U_L+β₁*U_R (1)

U_B＝α₂*U_L-β₂*U_R (2)

其中U_A和U_B表示一对代表电磁场的两个正交分量的信号，U_L表示左探针信号，U_R表示右探针信号，α₁、β₁分别表示第一线性组合(1)中针对左探针信号和右探针信号的加权因子，以及α₂、β₂分别表示第二线性组合(2)中针对左探针信号和右探针信号的加权因子。因此，一组两个线性组合由一组四个加权系数α₁、β₁、α₂、β₂来表征，这四个加权系数可具有适当的值以便该对信号正确地表示电磁场的两个正交分量。适当的值取决于两个探针元件如何相对于彼此进行设置。详细描述提供了其中四个加权系数均等于1的示例，其对应于非加权减法和非加权加法。这些是适当的值，因为在该示例中，图7中所示的两个探针元件709、710被相对于彼此正交地设置。还有许多组其他的加权系数值，在该示例中，U_A和U_B正确地表示了代表电磁场的两个正交分量的一对信号。例如，α₁＝1，β₁＝0，α₂＝0，β₂＝1，构成了另一组加权系数值，其中U_A和U_B正确地表示了代表电磁场的两个正交分量。

有许多不同的方式来实现探针基板。例如，探针基板可包括二维探针阵列。这样的探针基板可以代替图1所示的多个探针基板104-111，其可以各自都包括一维探针阵列，例如图3所示的探针基板200。在另一个实施方式中，探针基板可仅包括单个探针。

存在许多实现传输线基板的不同方式。例如，这种基板可以仅包括三个导电层，或者包括多于四个的导电层。例如，可以提供一个或多个附加导电层以便于实现前端电路。

通常，存在许多实现本发明的不同方式，由此不同的实现方式可以具有不同的拓扑。在任何给定的拓扑中，实体可以执行若干功能，或者若干实体可以共同执行单个功能。在这方面，附图是非常概略的。有许多功能可以通过硬件或软件或两者的组合来实现。基于软件的实现方式的描述不排除基于硬件的实现方式，反之亦然。包括一个或多个专用电路以及一个或多个适当编程的处理器的混合实现方式也是可能的。例如，上文参考附图描述的各种功能可以借助于一个或多个专用电路来实现，由此特定电路拓扑定义特定功能。

存在存储和分发指令集(即软件)的多种方式，其允许根据本发明来测量电磁场。例如，软件可以被存储在合适的设备可读介质中，例如存储器电路、磁盘或光盘。其中存储软件的设备可读介质可以作为单独的产品被提供，或者与可以执行软件的另一产品一起被提供。这种介质也可以是使软件能够被执行的产品的一部分。软件还可以通过通信网络被分发，通信网络可以是有线的、无线的或混合的。例如，可以通过互联网分发软件。可以通过服务器使软件可供下载。下载可能需要付费。

上文所述表示参考附图的详细描述是对本发明的说明而不是限制。本发明可以以所附权利要求范围内的多种替代方式来实现。权利要求的含义和等同范围内的所有变化都包含在权利要求的范围内。权利要求中的任何参考标记不应被解释为限制权利要求。措辞“包括”不排除存在除了权利要求中列出的元件或步骤之外的其他元件或步骤。元件或步骤之前的措辞“一个”或“一”并不排除存在多个这样的元件或步骤。各个从属权利要求限定相应附加特征的唯一事实并不排除除了权利要求中反映的那些特征之外的附加特征的组合。

Claims (15)

1.一种电磁场测量系统(100)，包括：

探针基板(701)，包括具有第一探针元件(709)、第二探针元件(710)和参考平面(711)的探针(700)，电磁场相对于所述参考平面在所述第一探针元件中感应出第一探针信号以及相对于所述参考平面在所述第二探针元件中感应出第二探针信号；

传输线基板(202)，包括传输线结构(800)，所述传输线结构(800)耦合到所述探针并适于将所述第一探针信号和所述第二探针信号分离地引向测量处理装置(102)，所述测量处理装置(102)适用于基于所述第一探针信号和所述第二探针信号提供测量结果；

其中，所述探针基板和所述传输线基板形成T形结构，所述探针基板形成帽以及所述传输线基板形成所述T形结构的杆；以及

其中，所述第一探针元件和所述第二探针元件被设置成使得在这些探针元件之间存在对称轴(712)，所述对称轴垂直于所述传输线基板。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述传输线结构(800)包括头部分(802)，所述头部分具有：

第一导电条(805)，所述第一导电条导电地耦合到所述第一探针元件(709)；

第二导电条(807)，所述第二导电条导电地耦合到所述第二探针元件(710)；以及

中导电条(806)，所述中导电条被设置在所述第一导电条和所述第二导电条之间，所述中导电条导电地耦合到所述探针(700)的所述参考平面(711)。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述传输线结构(800)的头部分(802)中的所述第一导电条(805)和所述第二导电条(807)夹在两个导电屏蔽平面(402，502)之间，所述两个导电屏蔽平面导电地耦合到所述探针(700)的所述参考平面(711)。

4.根据权利要求3所述的系统，其中屏蔽栅栏(822)被设置在所述传输线结构(800)的头部分(802)中的所述第一导电条(805)和所述第二导电条(807)之间，所述屏蔽删栏由通孔连接阵列形成，所述通孔连接阵列将所述头部分中的所述两个导电屏蔽平面(402，502)与所述中导电条(806)彼此导电地耦合。

5.根据权利要求4所述的系统，该系统包括两个另外的屏蔽栅栏(821，823)，在所述两个另外的屏蔽栅栏之间设置所述传输线结构(800)的头部分(802)中的所述第一导电条(805)和所述第二导电条(807)，屏蔽栅栏由通孔连接阵列形成，所述通孔连接阵列将所述两个导电屏蔽平面(402，502)彼此导电地耦合。

6.根据权利要求2至5中任一项权利要求所述的系统，其中传输线结构(800)包括微带线部分(804)，所述头部分(803)位于所述探针(700)和所述微带线部分之间，所述微带线部分包括：

第一导电条(809)，所述第一导电条导电地耦合至所述头部分中的所述第一导电条(805)；

第二导电条(810)，所述第二导电条导电地耦合至所述头部分中的所述第二导电条(807)；以及

接地平面(813)，所述接地平面与所述微带线部分中的所述第一导电条和所述第二导电条平行设置并且面向这些导电条，所述接地平面导电地耦合至所述头部分中的所述中导电条(806)。

7.根据权利要求3所述的系统，其中所述传输线基板(202)包括：

第一导电层(601)，所述第一导电层包括所述两个导电屏蔽平面中的一者(402)；

第二导电层(603)，所述第二导电层包括所述头部分(802)中的所述第一导电条(805)、所述第二导电条(807)和所述中导电条(806)；以及

第三导电层(602)，所述第三导电层包括所述两个导电屏蔽平面中的另一者(502)。

8.根据权利要求7所述的系统，其中：所述传输线结构(800)包括微带线部分(804)，所述头部分(803)位于所述探针(700)和所述微带线部分之间，所述微带线部分包括：

第一导电条(809)，所述第一导电条导电地耦合至所述头部分中的所述第一导电条(805)；

第二导电条(810)，所述第二导电条导电地耦合至所述头部分中的所述第二导电条(807)；以及

接地平面(813)，所述接地平面与所述微带线部分中的所述第一导电条和所述第二导电条平行设置并且面向这些导电条，所述接地平面导电地耦合至所述头部分中的所述中导电条(806)；

所述第一导电层(601)包括所述传输线结构(800)的所述微带线部分(804)中的所述第一导电条(809)和所述第二导电条(810)；

所述第二导电层(603)包括所述微带线部分中的所述接地平面(813)；以及

所述传输线基板(202)包括第一通孔连接(815)和第二通孔连接(816)，所述第一通孔连接(815)和所述第二通孔连接(816)分别将所述微带线部分中的所述第一导电条和所述第二导电条导电地耦合至所述传输线结构的所述头部分(802)中的所述第一导电条(805)和所述第二导电条(807)。

9.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的系统，其中：

所述探针基板(701)包括隙缝(702)；以及

所述传输线基板(202)包括探针耦合翼片(703)，所述探针耦合翼片横穿所述探针基板中的所述隙缝。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述第一探针元件(709)和所述第二探针元件(710)被设置在所述隙缝(702)的一侧上，所述参考平面(711)被设置在所述隙缝的另一对立侧上。

11.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的系统，其中，所述第一探针元件(709)和所述第二探针元件(710)相对于彼此正交地设置。

12.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的系统，该系统包括电路(205，102)，所述电路适用于将所述第一探针信号和所述第二探针信号相加，并从所述第二探针信号中减去所述第一探针信号。

13.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的系统，该系统包括多个探针模块(104-111)；

所述探针基板(201)和所述传输线基板(202)共同形成探针模块(200)；

所述探针模块(200)应用于所述多个探针模块(104-111)中的任意探针模块。

14.根据权利要求13所述的系统，其中各个探针被设置为二维网格，在所述二维网格中，所述探针(700)构成网格点。

15.一种测量电磁场的方法，涉及根据权利要求1至14中任一项权利要求所述的电磁场测量系统(100)。

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