[发明专利]电容性传感器装置、手持式无线电收发器及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于手持式无线电收发器的电容性传感器装置以及一种包括根据本发明的电容性传感器装置的手持式无线电收发器。本发明尤其涉及一种用于手持式无线电收发器以估计所述手持式无线电收发器的射频能量吸收比率(SAR)的电容性传感器装置。此外，本发明关于一种用于调整手持式无线电收发器的发射功率的方法，所述手持式无线电收发器优选包括根据本发明的电容性传感器装置以便使电磁场的吸收最小化，尤其在生物组织中。

背景技术

射频能量吸收比率SAR为尤其在生物组织中对电磁场的吸收的测量。此外，射频能量吸收比率SAR为来自无线电系统(例如，手持式无线电收发器)的高频发射信号的辐射及其到人体中的耦合的重要指示符。高频发射信号到人体中的耦合表示使用手持式无线电收发器(例如，移动电话)的风险因素，这是因为电磁场能量的吸收在任何情况下导致组织的发热，此可导致组织的改变，所述改变可为癌症的起因。

因此，有必要保持手持式无线电收发器(尤其在其位于人体附近的情况下)的发射功率尽可能地低，以便减小对身体的污染程度。可使用关于高频发射信号到人体中的耦合的论断以便相应地调适手持式无线电收发器的发射功率。

两个不同因素显著影响手持式无线电收发器的射频能量吸收比率SAR，即:

因素1:由手持式无线电收发器有效地辐射的发射功率(HF发射功率)，以及

因素2:天线与人体的接近度。

为了能够尽可能精确地确定或估计射频能量吸收比率SAR，评估或检测两个因素是有利的。即，有利地，在确定或评价射频能量吸收比率SAR时考虑有效地辐射的HF发射功率和天线与身体的接近度两者。如果考虑了两个因素，功率耦合对到人体中的真实功率耦合的良好近似是可能的。

然而，如果仅考虑两个因素中的一者，那么对于另一因素，必须假定最坏情况以便将对身体的污染程度维持得尽可能低。然而，此情形具有发射功率必须减小而超出必要值的缺点，此对于无线电系统或手持式无线电收发器的发射性质具有不利影响。

从现有技术己知用于检测由手持式无线电收发器的天线有效地辐射的HF功率和用于检测人体距手持式无线电收发器或距手持式无线电收发器的天线的距离的解决方案。关于图1展示用于检测所辐射的HF功率的一个解决方案。图2展示用于检测人体距手持式无线电收发器的天线的距离的解决方案。

图1展示从现有技术己知的用于检测由天线有效地辐射的HF发射功率的解决方案的方法。此处由用于产生HF载波信号的信号产生器、借以提供待发射的发射信息的信号产生和混频器组成的HF发射器产生经调制HF发射信号，所述经调制HF发射信号被导引到功率放大器PA。通过所述功率放大器PA，将HF发射信号提高到发射电平。接着通过循环器和天线开关将放大器信号导引到天线A，所述放大器信号在天线A处被最终辐射。

循环器自身对于正常操作并非必要的。此处提供循环器以便在正常操作中允许对在天线处辐射的信号进行SAR评价。

通过循环器，将由天线A反射的波转向到解调器，使得所反射的波并不出现在功率放大器PA上。功率放大器PA始终经良好调适且递送其额定功率，使得可假定额定功率是常量。以此方式，有可能排他性地基于所反射的波的改变的功率来作出关于由天线A有效地辐射的功率的论断。此处，解调器实现整流器的功能，这是因为仅需要功率的测量，而不需要发射信息自身。解调器与SAR评估单元耦合，且可由DC电压放大器和模/数转换器或简单的比较器组成。SAR评估单元的确切配置主要取决于SAR评价所必需的精确程度。

图1中所展示的用于检测由天线有效地辐射的HF发射功率的解决方案的方法尤其适合于具有恒定包络的系统，例如GMSK-/GFSK系统(GSM/DECT)。通过以上解决方案的此方法，可有利地采用SAR估计与HF发射信号的直接相关，这是因为可精确地检测有效地辐射的功率，其中发射信号产生到人体的耦合(即，在天线处)。

图2展示从现有技术己知的用于检测靠近手持式无线电收发器的物体或人体的解决方案的方法。为检测物体或人体到手持式无线电收发器的距离或接近度，此处提供一种电容性传感器，其根据所谓的加载方法而工作。在根据加载方法而操作的电容性传感器中，向传感器电极馈入产生器Gl的电交变信号。借助于接收器El(或接收路径El)，评估装置可检测并评估所产生信号的电容性负载。评估器可为SAR评估单元的组件。