局部吸收率測量設備和測量局部吸收率的方法

專利名稱：局部吸收率測量設備和測量局部吸收率的方法
技術領域：
本發明涉及局部吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)測量設備和在諸如蜂窩式電話之類的小型無線電設備中測量局部吸收率的方法。
背景技術：
近年來，從保護機體免遭電磁波損害的角度考慮，以及隨著對諸如蜂窩式電話之類的便攜式無線電設備的需求的迅速擴大，全世界都越來越傾向于約束電磁波的輻射量。尤其是，當在用戶的頭部附近，將蜂窩式電話與它們的天線-電磁波生成源一起使用時，對人體的有害作用令人關注，因此，要對局部吸收率設置上限值，以便在所有國家都可以約束和管理它。除此之外，在蜂窩式電話的生產過程中，有必要在出廠之前管理產品的局部吸收率，并需要迅速地和高精度地檢查局部吸收率的測量設備。
SAR是人體暴露在電磁波中時單位重量吸收的功率，并且，日本前郵電部在電信工程委員會的報告中，在“利用無線電波時對人體的保護指南”中指出了指導值，另外，同一報告中的“涉及在人體的顳部上使用蜂窩式電話終端等的測量吸收率的方法”指出，可以利用根據人體模擬出其頭部組織的形狀、尺寸和電特性的人體(人體模型)，以便可以經驗地觀察到可能出現在人體中的SAR。
一般說來，利用根據人體模擬出其頭部的形狀和尺寸，以及其頭部組織的電特性的人體模型可以經驗地觀察到來源于便攜式無線電設備的用戶的頭部吸收電磁波的推定局部SAR。這里，利用電場探針測量便攜式無線電設備附近，在人體模型內激發的電場的強度分布，以便可以根據如下表達式(1)，從其測量值中計算出SAR值SAR＝σE2/ρ[W/kg]...(1)這里，σ是人體模型的電導率，和ρ是人體組織的密度。
另外，作為以簡單方式估計SAR的方法，人們已經提出了根據人體模型表面上的磁場強度H經驗地求出局部SAR的方法(例如，N.Kuster和Q.Balzano，“300MHz以上偶極天線附近生物體的能量吸收機理(Energyabsorption mechanism by biological bodies in the near field of dipoleantennas above 300MHz)”，IEEE Trans.Veh.Tech.，Vol.41，no.1，pp.17-23，Feb.1992)。可以確認，按照這種方法，可以將出現在人體表面的局部SAR的分布表達成如下相關表達式(2) 出現在人體模型內的電場強度E和出現在人體模型表示的磁場強度H可能隨便攜式無線電設備的發射輸出、天線的形狀、與人體模型的位置關系等而改變，因此，利用人體模型評估局部SAR需要測量電場強度的分布和磁場強度的分布。
由例如如圖7所示的電場探針62、探針掃描設備63和人體模型64組成，以便測量支承件65支承著的便攜式無線電設備61的內部電場檢測型設備傳統上被認為是局部SAR測量設備。這種設備使與其它已知方式相比，以最精確方式測量局部SAR成為可能。
另外，按照現有技術，無需利用人體模型，其中例如如圖8所示的電場探針72被固定在局部SAR出現極大值的部分附近、測量從支承件75支承著的便攜式無線電設備71輻射的自由空間中的鄰近電磁場的鄰近電場檢測型局部SAR測量設備被認為是另一個例子。這種設備具有不進行探針掃描的簡單結構，使短時間測量成為可能，因此，適合于引入大規模生產過程中。
另外例如日本專利第2737661號和日本專利第2790103號公開了根據從天線輻射的電磁場，檢測從人體模型表面反射的磁場的鄰近磁場檢測型設備的配置。在這種配置中，通過移動和轉動電磁探針，高精度地測量磁場的分布，并且，根據測量的磁場分布，估計局部SAR。據此，相對簡單的配置就可以估計局部SAR。
另外，JP-A-11-133079公開了配有如下部件的(電磁波耦合型)電磁耦合設備的例子對一組天線收集的電磁場進行相位合成的合成器，其中數個行波天線位于無線電波吸收器所處的內墻上的屏蔽盒內；和讀出相加電磁場作為輻射功率的部件。這種電磁波耦合型設備使在生產過程中，穩定地測量從作為待測對象的便攜式無線電設備天線輻射的電磁波成為可能。
但是，按照現有技術，在上述內部電場檢測型、鄰近電場檢測型和鄰近磁場檢測型局部SAR測量設備中存在這樣的問題，即由于必須測量人體模型的局部SAR值，探針構件處在天線的極近處，因此，由于作為待測對象的便攜式無線電設備的位置和放置方式，以及天線的位置和方向，測量數據容易出現偏差。
這里，將在天線極近處場的SAR測量中測量數據容易出現偏差的主要原因描述如下。圖9是示出從用作天線的最基本單元的微型偶極天線輻射的電磁場的分量的圖形。當將微型偶極天線的波源設置成原點時，遠離原點的距離為R的位置C的電磁場可以表達成如下表達式(3)-(7) E＝0...(5)HR＝Hθ＝0...(6) 這里，λ是波長，k是波數，I是經過微型偶極天線的電流，L是微型偶極天線的長度，ε是傳播空間的介電常數，μ是傳播空間的磁電率。
按照上面表達式，隨著從天線輻射的電磁場越來越遠離天線鄰近區，與距離R成反比的分量(徑向電磁場)起主導作用，而與距離的平方成反比的項(感應場)和與距離的立方成反比的項(準靜態場)在距離R小的地方起主導作用。因此，在籠統管理電磁場的情況下，以各個區域相互分開的方式，將準靜態電場分量起主導作用、與天線相距約λ/100內的區域被稱為極近場，將輻射電磁場分量起主導作用、與天線相距約5λ之外的區域被稱為遠程場，而將兩者之間的區域被稱為菲涅耳(Fresnel)區。
在與天線相距約λ/100內的極近場中，與距離的立方成反比的準靜態電場分量起主導作用，因此，當在這樣的區域中測量時，存在相對位置的極微小差異就可能引起電磁場測量誤差很大的問題。
一般用在蜂窩式電話系統中的800MHz頻帶中的頻率的λ/100大約相當于0.4cm。在圖7的內部電場檢測型設備和圖8的鄰近電場檢測型設備中和在鄰近磁場檢測型局部SAR測量設備中，為了測量局部SAR，探針構件就處在這樣的極近場中。這是因為在實際使用狀況下便攜式無線電設備的機身和天線就在人體的極近處使用，因此，當人體模型的表面與電磁場的生成源非常接近時，必須評估局部SAR。另外，從天線輻射的電磁場在人體模型的表面上引起感應電流，和這個電流在人體模型內部以次級方式生成電場，因此，有必要測量人體模型表面附近的電磁場，以便測量這個次級電場，于是，要在極近場中進行測量。
在圖7的內部電場檢測型設備中，位置精度通過利用工業機器人等的探針掃描設備來保證，以便降低位置精度差引起的測量誤差，同時，在局部SAR變成極大的區域中掃描多于一個的位置，從而提高測量精度。但是，在這種配置中，為了提高測量精度，測量位置越多，測量所花費的時間就越長，這不適合應用在大規模生產過程中。
另外，在圖8的鄰近電場檢測型設備中、以及在日本專利第2737661號和日本專利2790103號所述的鄰近磁場檢測型設備中，存在這樣的問題，盡管通常只測量一個地方，縮短了測量時間，但是，由于測量位置的移動引起或天線的輻射模式的微小差異引起的出現在測量結果中的誤差，難以保證測量精度。
另外，在JP-A-11-133079中描述的電磁波耦合型設備用于測量與作為待測對象的天線相距很遠的遠程場中的電磁場，因此，難以將這種設備用于天線附近的SAR測量。
本發明就是在考慮了上述情況之后作出的，本發明的目的是提供局部SAR測量設備和可以沿著諸如蜂窩式電話之類的小型無線電設備的生產線短時間內高精度地評估局部SAR的方法。

發明內容
按照本發明的局部SAR測量設備配有數個電磁探針，用于測量從無線電設備輻射的電磁波在菲涅耳區中的電磁場電平(electromagnetic fieldlevel)；信號處理部分，用于處理電磁探針獲得的電磁場電平；和位置調整器，用于調整上述探針和無線電設備之間的相對位置關系，其特征在于，在電磁探針中分別測量其局部SAR值事先知道的基準無線電設備和作為待測對象的無線電設備的電磁場電平，和在上述信號處理部分中，利用SAR值與電磁場電平成正比的關系，通過估計從事先知道的基準無線電設備的局部SAR值中求出作為待測對象的無線電設備的局部SAR值。
在上述配置中，在遠離無線電設備天線附近的極近場的菲涅耳區中測量電磁場電平，以便利用與局部SAR值已知的基準無線電設備之間的正比關系，通過運算可以估計出局部SAR值，從而，可以沿著制造諸如蜂窩式電話之類的便攜式無線電設備的生產線，通過評估，短時間內高精度地求出作為待測對象的無線電設備的局部SAR。因此，可以在短時間內，沿著生產線對大量無線電設備的局部SAR值進行測量。
另外，局部SAR測量設備的特征在于，位置調整器通過按照上述無線電設備的電磁場輻射模式(pattern)，至少移動上述電磁探針和無線電設備之一，調整兩者之間的相對位置關系。
在上述配置中，可以按照從無線電設備輻射的電磁場的輻射模式，將測量電磁場電平的位置調整成最佳位置，從而，可以高精度地進行測量。
另外，局部SAR測量設備的特征在于，在按照傳輸頻率，存在多于一個來自上述無線電設備的電磁場輻射模式的情況下，位置調整器通過傳輸頻率至少移動電磁探針和無線電設備之一，以便改變兩者之間的相對位置關系。
在上述配置中，可以按照隨傳輸頻率而不同的電磁場輻射模式，將測量電磁場電平的位置調整成最佳位置，以便當測量使用多個頻帶的無線電設備等時，在每個頻帶中都可以高精度地進行測量。
本發明的局部SAR測量方法的特征在于，含有如下步驟在從無線電設備輻射的電磁波的菲涅耳區中測量其局部SAR值事先知道的基準無線電設備的電磁場電平；在從無線電設備輻射的電磁波的菲涅耳區中測量作為待測對象的無線電設備的電磁場電平；和利用SAR值與電磁場電平成正比的關系，根據上述測量的電磁場電平，通過估計從事先知道的基準無線電設備的局部SAR值中求出作為待測對象的無線電設備的局部SAR值。
按照上述過程，可以沿著制造諸如蜂窩式電話之類的小型便攜式無線電設備的生產線，通過評估，短時間內高精度地求出作為待測對象的無線電設備的局部SAR。
另外，局部SAR測量方法的特征在于，進一步含有如下步驟在按照傳輸頻率，存在多于一個來自無線電設備的電磁場輻射模式的情況下，通過至少移動按照傳輸頻率測量上述電磁場電平的電磁探針和上述無線電設備之一，改變兩者之間的相對位置關系。
在上述過程，可以按照隨傳輸頻率而不同的電磁場輻射模式，將測量電磁場電平的位置調整成最佳位置，以便當測量使用多個頻帶的無線電設備等時，在每個頻帶中都可以高精度地進行測量。


圖1是示出按照本發明一個實施例的局部SAR測量設備的配置的圖形；圖2是示出將電從無線電電路加到蜂窩式電話的天線上的方式的概念圖；圖3是示出利用本實施例的局部SAR測量設備估計待測蜂窩式電話的局部SAR的過程的流程圖；圖4是示出電磁探針的位置和電磁波輻射的方向之間的關系的圖形；圖5是示出在利用本實施例的局部SAR測量設備，在具有電磁場輻射模式極大方向的位置中進行測量的情況下，接收功率和局部SAR之間的相關數據的特性曲線圖；圖6是示出在利用本實施例的局部SAR測量設備，在與具有電磁場輻射模式極大方向的位置偏移了60mm的位置中進行測量的情況下，接收功率和局部SAR之間的相關數據的特性曲線圖；圖7是示出按照現有技術的內部電場檢測型SAR測量設備的配置的圖形；圖8是示出按照現有技術的鄰近電場檢測型SAR測量設備的配置的圖形；知圖9是示出從微型偶極天線輻射的電磁場的分量的圖形。
這里，有關圖中的符號，1表示電磁探針，2表示合成器，3表示信號處理部分，11表示蜂窩式電話的機身，12表示蜂窩式電話的天線，13表示無線電電路，14、14a和14b表示電磁場輻射模式，15表示探針移動部分。
具體實施例方式
下文參照附圖描述本發明的實施例。
本實施例示出了作為在小型無線電設備中測量局部SAR的設備、沿著蜂窩式電話的生產線，根據在天線附近的接收功率的度量，估計局部SAR的局部SAR測量設備的配置和操作的例子。
首先，描述按照本實施例測量局部SAR的方法的概況。
在生產標準相同的大量產品的地方，譬如，在蜂窩式電話的生產過程中，在可以為一個蜂窩式電話求出局部SAR的值的情況下，通過了解造成差異的因素和通過進行相對比較，可以估計另一個產品的局部SAR值。因此，首先參照圖2描述所生產的蜂窩式電話之間造成差異的因素。
圖2是示出將電從無線電電路加到蜂窩式電話的天線上的方式的概念圖，蜂窩式電話的天線由天線單元91、匹配電路92和發送器93組成。天線的等效電路包括匹配電路92，并且受發送器93中含有內部阻抗Zg的電源Vg激勵。倘若天線單元91從輸入端看過去的輸入阻抗Zin與電源的內部阻抗Zg相互共軛匹配，那么，得出Zin＝Zg*。這里，(*)表示復共軛。
在這種狀況下，將供應給天線單元91的輸入功率Pin表達成如下表達式8)Pin=12Re[ZinI1I1*]···(8)]]>這里，I1是流過天線單元91的電流，被表達成I1＝Vg/(Zg+Zin)。
另外，輸入到天線的所有功率都是從電源Vg供應的，因此，應用如下表達式(9)和(10)Pin=12|Vg|2Re(Zin)|Zg+Zin|2=Pav·S···(9)]]>Pav=|Vg|28Re(Zg)···(10)]]>這里，Re(X)表示X的實部，和Pin表示電源的可用功率。另外，S表示供應給天線的功率與電源的可用功率之比，在共軛匹配的狀況下，S＝1。
另外，從天線輻射到空間的功率Pr用如下表達式(11)表達Pr＝Pav-(Pa+Pc+Pm)...(11)在上面表達式中，Pa是形成天線單元91的金屬線的高頻電阻(highfrequency resistance)引起的功率損耗，Pc是匹配電路的損耗電阻引起的功率損耗，和Pm是由于阻抗(impedance)失配造成的功率損耗，并且表達成Pm＝(1-S)Pavo根據這些表達式引入如下表達式(12)Pr=12Re[ZinI1I1*]-(Pa+Pc)···(12)]]>當考慮在生產過程中造成產品之間的差異的因素時，Pc和Pa被當作造成產品之間的差異的微小因素。因此，造成所生產產品之間的差異的最主要因素被認為是由于發送器內各部件之間的差異和各部件的調整造成的差異而出現的電源的可用功率的偏差。因此，導出輻射到天線空間的功率Pr和天線單元中的電流I1之間的用如下表達式(13)表達的關系Pr∝12Re[ZinI1I1*]···(13)]]>天線單元中的電流I1在它自己附近生成磁場H，按照安培定律，電流和磁場的關系是H∝I。這里，只要天線單元的結構和電流的分布形式不發生變化，出現在附近的磁場的分布形式也不會發生變化。因此，導出如下表達式(14)Pr∝H2...(14)然后，從上述表達式(7)和(14)中得出如下表達式(15)中的關系；SAR∝Rr...(15)也就是說，在在天線單元的結構和電流的分布形式不發生變化的狀況下控制輻射功率Pr的情況下，可以控制局部SAR的偏差。
盡管輻射功率Pr被求出來作為遠程場中輻射方向的總強度，但是，為了在實際生產過程中測量遠程場，在測量設備中大空間是不可避免的，而這是不可行的。因此，大量電磁探針可能位于比極近場更易于保證高測量精度的菲涅耳區中，以便可以接收到一部分輻射功率Pr。
為了使電磁探針的接收電平(level)Px和輻射功率Pr存在高度相關性，如JP-A-11-133079中的電磁波耦合設備所示，放置數個電磁探針和合成各個電磁探針的功率的技術是有用的。但是，為了進行更高精度的測量，必須將電磁探針放在輻射功率變成極大的方向，否者在接收電平Px和輻射功率Pr之間不能保證高度相關性，造成無法以能夠控制局部SAR的高精度進行測量。
通過在考慮到上面的描述的情況下認真檢查，本發明人設計出這樣的布局可以測量可能相對高精度地測量電磁場電平的菲涅耳區中的電磁場電平，取代極近場中的電磁場電平，和在測量諸如蜂窩式電話之類的小型無線電設備中的局部SAR的時候，電磁探針可以位于輻射功率變成極大的方向。結果，可以實現可能在短時間內高精度地估計局部SAR的局部SAR測量設備，以便可沿著生產線應用。
按照本發明，配備了兩個或更多個電磁探針、合成各個電磁探針測量的電平和讀出結果作為電磁場電平的部分和改變電磁探針和作為待測對象的無線電設備之間的相對位置關系的部分，從而，可以沿著輻射功率極大的方向測量接收功率電平，并且，作為接收功率電平Px和其局部SAR值事先知道的基準無線電設備的接收功率電平P0之間的相對比較的結果，估計出作為待測對象的無線電設備的局部SAR值。
圖1是示出按照本發明一個實施例的局部SAR測量設備的配置的圖形。
局部SAR測量設備包括電磁探針1、合成器2和信號處理部分3，以便測量從作為待測對象的蜂窩式電話的蜂窩式電話天線12輻射的電磁波。蜂窩式電話天線12與蜂窩式電話的機身11內的無線電路13連接，以便從無線電路13供應傳輸功率。
電磁探針1由檢測電磁波的天線構成例如微型偶極天線、微型單極天線、簡正模螺旋天線或倒F形天線可以用作電場檢測型天線。另外，微型回路天線、屏蔽回路天線、隙縫天線等可以用作磁場檢測型天線。可選地，也可以使用排列著數個天線單元的行波天線等。在本實施例中，配備了多于一個的電磁探針1，圖1示出了與蜂窩式電話天線12的電磁輻射模式14相對應配備了兩個電磁探針的例子。
合成器2合成電磁探針1檢測的電磁波的接收功率。通過利用例如數個合成由兩個電磁探針1接收到的功率的雙信號耦合器，組合競賽圖(tournament diagram)中的輸入和輸出，可以合成數量是2的倍數的電磁探針1接收到的功率。
在本實施例中，將作為待測設備的蜂窩式電話的接收功率與其局部SAR值事先知道的基準蜂窩式電話的接收功率相比較，從而，估計出待測設備中的局部SAR值。在例如當基準蜂窩式電話的接收功率是P0和測量作為待測對象的蜂窩式電話的接收功率是Px時，局部SAR值是SAR0的情況下，此時可以從上述表達式(15)中求出如下表達式(16)中的局部SAR值SARxSARx=SAR0×PxP0···(16)]]>數個電磁探針1全部位于相對于蜂窩式電話的機身11，處在菲涅耳區中的位置。菲涅耳區中的數個電磁探針1接收從蜂窩式電話天線12輻射的傳輸功率。合成器2將各個電磁探針1接收到的、基于來自蜂窩式電話的電磁波的接收功率合成成輸出功率，然后將輸出功率輸入信號處理部分3中，以便進行與局部SAR的估計有關的處理。
這里，菲涅耳區是來自電磁波輻射源的輻射電磁場分量起主導作用的區域中，與距離成反比的輻射電磁場分量，或與距離的立方成反比的準靜態電場分量不起主導作用的區域；是與距離的平方成反比的感應電磁場分量基本上起主導作用的區域；和包括與電磁波輻射源的距離在大約λ/100到5λ范圍內的點的區域。
在蜂窩式電話的傳輸頻率是例如800MHz頻帶的情況下，它的波長約38cm，因此，菲涅耳區包括與蜂窩式電話天線12的距離在大約0.38cm到190cm范圍內的點。另外，在蜂窩式電話的傳輸頻率是例如1.5GHz頻帶的情況下，波長變成約20cm，和菲涅耳區包括與蜂窩式電話天線12的距離在大約0.2cm到100cm范圍內的點。
在如圖1所示的例子中，假設了800MHz頻帶和1.5GHz頻帶兩者都作為使用頻帶，用于作為待測對象的蜂窩式電話的情況，因此，數個電磁探針1位于與蜂窩式電話天線12相距1cm到5cm的位置上。兩個電磁探針1位于比遠程場更接近天線的區域中，從而，可以形成尺寸約20cm×20cm×50cm的整個測量系統，因此，縮小了測量設備獨占的空間，使得該測量設備可應用于生產線。
為了使合成電磁探針1接收的各自輸出獲得的接收功率Px盡可能地接近輻射功率Pr，最好將電磁探針1定位在電磁波輻射模式14極大的方向。從如表達式(3)到(7)所示的從微型偶極天線輻射的電磁場分量中可清楚看出，菲涅耳區中的電磁場輻射模式不必與遠程場中的電磁場輻射模式一致。但是，菲涅耳區中的電磁場輻射模式比極近場更接近遠程場中的電磁場輻射模式，并且，距離越遠，最大輻射方向就越一致。于是，與極近場中的測量不同，通過沿著電磁波輻射模式極大的方向放置電磁探針1，可以在菲涅耳區中進行穩定測量。
另外，本實施例的局部SAR測量設備配有探針移動部分15，作為通過改變電磁探針1和蜂窩式電話的機身11之間的相對位置關系，調整位置的位置調整器。可以使用以與這個探針移動部分15相同的方式，相對于蜂窩式電話的固定機身11分別移動兩個電磁探針1的位置調整器，除此之外，可以使用以平行的方式，沿著相同方向同時移動數個電磁探針1的部分。并且，可以固定兩個電磁探針1，作為以平行方式移動蜂窩式電話的機身11的構件。
如上所述的位置調整器可以用這樣的配置實現例如數個電磁探針1沿著圓形或長方形的周邊方向整體地處在以圓形或長方形形成的框架中，和蜂窩式電話的機身11處在這個框架的中心，以便可以左右移動整個框架或蜂窩式電話的機身11。另外，支承著例如蜂窩式電話的機身11的可動支承件被配置成通過計算機控制可以自動移動可動支承件的位置，從而可以使整個測量任務自動化。
這里，不必使每個電磁探針1處在與蜂窩式電話的機身11等距離的位置上或與蜂窩式電話的機身11平行，只要求每個蜂窩式電話1處在菲涅耳區的范圍內，以便按照電磁場輻射模式14的形式處在最佳位置或最佳方向上。
接著，參照圖3的流程圖，描述利用本實施例的局部SAR測量設備估計待測蜂窩式電話的局部SAR的過程。在圖3中，圖1的設備執行虛線圍起來的過程。
首先，在步驟S31中，利用例如具有高測量精度(例如長測量時間)的如圖7所示的內部電場檢測型測量設備測量SAR0-作為基準(基準便攜式無線電設備)的蜂窩式電話的局部SAR值。這里，一般說來，對于每個頻帶，局部SAR是不同的，因此，在存在多于一個的頻帶供作為待測對象的蜂窩式電話使用的情況下，對每個頻帶進行測量。
接著，在步驟S32中，利用圖1的局部SAR測量設備測量基準蜂窩式電話(基準便攜式無線電設備)的接收功率P0。此時，局部SAR測量設備的電磁探針1和蜂窩式電話的機身11之間的相對位置關系事先得到調整，以便測量接收功率P0造成的差異變得盡可能地小。
隨后，在步驟S33中，測量待測蜂窩式電話(待測便攜式無線電設備)的接收功率Px。此時，在多于一個的頻帶用于待測蜂窩式電話的情況下，對每個頻帶測量接收功率Px。然后，在步驟S34中，將分別為基準蜂窩式電話和待測蜂窩式電話測量的接收功率P0和Px代入表達式(16)中，以便通過計算，求出作為待測蜂窩式電話的局部SAR值的SARx。然后，在步驟S35中，確認是否存在接著要測量的蜂窩式電話，并且，在存在另一個待測蜂窩式電話的情況下，重復步驟S33和S34的過程。
上述過程使在極短時間內測量待測蜂窩式電話的接收功率Px成為可能，因此，可以在短時間內測量大量待測蜂窩式電話。
圖4是示出電磁探針1的位置和電磁波輻射的方向之間的關系的圖形，它示出了蜂窩式電話天線12生成兩種不同電磁輻射模式14a和14b的方式。在許多情況下，取決于蜂窩式電話的傳輸頻帶、蜂窩式電話的機身長度和天線的長度等，蜂窩式電話生成的電磁場輻射模式具有各種各樣的形式。在蜂窩式電話使用例如兩個頻帶的情況下，一個天線用于相互完全不同的兩個頻帶，譬如，800MHz頻帶和1.5MHz頻帶。在這樣的情況下，對于800MHz頻帶，出現例如如虛線所示的電磁場輻射模式14a，和對于1.5MHz頻帶，出現如實線所示的電磁場輻射模式14b，它們的形式是不同的。
在圖4中，在電磁探針1的位置在點A的情況下，可以獲得電磁場輻射模式14a的穩定接收功率，但在零點附近觀察電磁場輻射模式14b，提供低的接收電平，并且，由于位置等的移動，預計測量的可重復性變差。相反，在電磁探針1的位置在點B的情況下，可以獲得電磁場輻射模式14b的穩定接收功率，但在零點附近觀察電磁場輻射模式14a，提供低的接收電平和差的測量可重復性。此外，在電磁探針1的位置在點C的情況下，對于電磁場輻射模式14a和14b的每一個，預計測量的可重復性都變差。由于上面的原因，在測量基準蜂窩式電話和待測蜂窩式電話每一個輻射電磁場的接收功率的時候，電磁探針1的位置變得至關重要。在下文中，根據通過實際測量獲得的數據的例子作出描述。
圖5是示出利用如圖1所示的本實施例的局部SAR測量設備測量的接收功率和局部SAR之間的關系的數據的例子。生產成具有相同結構的二十個產品用作待測蜂窩式電話，為了使相關性易于理解，有意使發送器的可用功率相差大約±1.5dB。圖5的縱軸表示利用如圖7所示的基于現有技術的測量設備測量的局部SAR的數據，和橫軸表示通過本實施例的局部SAR測量設備測量的接收功率的值。這里，蜂窩式電話11的位置被調整成電磁探針1位于電磁場輻射模式14極大的方向。
從圖5的相關數據可以看出，接收功率和局部SAR成正比關系，因此，從接收功率的測量值中可以估計出局部SAR。在本例的數據中，接收功率和局部SAR之間的相關系數是0.94，呈現出足以在大規模生產過程中容易估計局部SAR的精度。
另一方面，圖6是示出在當利用如圖1所示的本實施例的局部SAR測量設備時，待測蜂窩式電話的位置相對于電磁場輻射模式14極大的方向中的位置偏移了60mm情況下，接收功率Px和局部SAR之間的相關性的數據的例子。在本例中，盡管用于測量的蜂窩式電話和局部SAR值與圖5的情況相同，但由于電磁探針1相對于待測蜂窩式電話的位置偏移了電磁場輻射模式14最大的方向，接收電平極低。并且，局部SAR值隨接收功率而不同，表明相關系數低至0.53，可以看出，不能獲得足以測量局部SAR的精度。
這樣，電磁探針1和蜂窩式電話的機身11之間，以及電磁探針1和蜂窩式電話天線12之間的相對位置關系的最佳選擇是高精度估計局部SAR所不可缺少的。為了確定最佳位置關系，事先測量例如其局部SAR值事先知道的多于一個的基準蜂窩式電話，并且，可以檢查如圖5所示，相關性變高的位置關系。然后，根據這個最佳設置值，通過諸如探針移動部分15之類的位置調整器調整電磁探針1和蜂窩式電話的機身11之間，以及電磁探針1和蜂窩式電話天線12之間的相對位置關系。
另外，根據多于一個的基準蜂窩式電話，事先準備例如像如圖5中的曲線圖那樣的相關數據曲線圖，以便可以根據曲線圖的近似直線的斜率求出上述表達式(16)中的比例系數SAR0，從而可以高精度地估計出待測蜂窩式電話的局部SAR。
這里，電磁場輻射模式14不會發生改變，除非流過蜂窩式電話天線12的電流的分布發生改變，因此，可以統一地為每個產品確定最佳相對位置關系，并且，在生產過程中，沒有必要為每個產品調整電磁探針1和蜂窩式電話的機身11之間的相對位置關系。于是，可以在短時間內進行測量，并且，可以適當地測量大量產品。
此外，在蜂窩式電話使用多于一個頻帶的情況下，沿著生產線配備使電磁探針1或蜂窩式電話的機身11的位置任意移動的位移機構，作為位置調整器，從而，可以在最適合每個頻帶的位置中評估接收功率Px。
如上所述，按照本實施例，可以在小空間中，短時間內高精度地測量作為待測對象的小型無線電設備的局部SAR，這適合于生產諸如蜂窩式電話之類的小型便攜式無線電設備的生產線。另外，按照對于每個頻帶都不同的電磁場輻射模式調整電磁探針和待測設備之間的相對位置關系，從而，可以為使用多于一個頻帶的無線電設備高精度地估計局部SAR。
盡管上面參照特定實施例對本發明作了詳細描述，但本領域的普通技術人員應該明白，可以在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，進行各種各樣的修改和改進。
本申請基于2002年5月17日提出的日本專利申請第2002-143326號，特此全文引用，以供參考。
工業可應用性如上所述的本發明可以提供局部SAR測量設備和可以沿著諸如蜂窩式電話之類的小型無線電設備的生產線，在短時間內高精度地評估局部SAR的方法。
權利要求
1.一種局部SAR測量設備，包括數個電磁探針，用于測量從無線電設備輻射的電磁波在菲涅耳區中的電磁場電平；信號處理部分，用于處理電磁探針獲得的電磁場電平；和位置調整器，用于調整電磁探針和無線電設備之間的相對位置關系，其中，電磁探針分別測量其局部SAR值事先知道的基準無線電設備和作為測量對象的無線電設備的電磁場電平；和信號處理部分利用SAR值與電磁場電平之間的正比關系，從事先知道的基準無線電設備的局部SAR值中估計作為測量對象的無線電設備的局部SAR值。
2.根據權利要求1所述的局部SAR測量設備，其中，位置調整器按照從無線電設備輻射的電磁場輻射模式，至少移動電磁探針和無線電設備之一，調整電磁探針和無線電設備之間的相對位置關系。
3.根據權利要求1所述的局部SAR測量設備，其中，當按照傳輸頻率，存在數個從無線電設備輻射的電磁場輻射模式時，位置調整器根據傳輸頻率至少移動電磁探針和無線電設備之一，以便改變電磁探針和無線電設備之間的相對位置關系。
4.一種測量局部SAR的方法，包括如下步驟在從無線電設備輻射的電磁波的菲涅耳區中測量其局部SAR值事先知道的基準無線電設備的電磁場電平；在從無線電設備輻射的電磁波的菲涅耳區中測量作為測量對象的無線電設備的電磁場電平；和利用SAR值與電磁場電平之間的正比關系，根據測量的電磁場電平，從事先知道的基準無線電設備的局部SAR值中估計作為測量對象的無線電設備的局部SAR值。
5.根據權利要求4所述的測量局部SAR的方法，進一步包括如下步驟當按照傳輸頻率存在數個從無線電設備輻射的電磁場輻射模式時，按照傳輸頻率至少移動測量電磁場電平的電磁探針和無線電設備之一，以便改變電磁探針之間和無線電設備之間的相對位置關系。
全文摘要
提供一種能夠在短時間內高精度地估計生產線上的小型無線電設備的局部SAR的局部SAR測量設備。所述局部SAR測量設備包括數個電磁探針(1)，用于在菲涅耳區中接收來自從移動式電話的機身(11)伸出來的移動式電話天線(12)的傳輸功率；合成器(2)，用于合成接收功率；和信號處理器(3)，用于進行從合成的接收功率中估計局部SAR。數個電磁探針(1)用于測量其局部SAR值通過精確測量知道的基準移動式電話和待測移動式電話的接收功率，以便利用SAR值與接收功率成正比關系，來估計待測移動式電話的SAR值。因此，可以在短時間內高精度地測量和估計大量移動式電話的SAR值。
文檔編號H04B1/38GK1668930SQ03816999
公開日2005年9月14日 申請日期2003年5月9日 優先權日2002年5月17日
發明者小柳芳雄, 齋藤裕, 小川晃一, 梶原正一, 尾崎晃弘, 淺山叔孝 申請人:松下電器產業株式會社