专利名称：局部吸收率测量设备和测量局部吸收率的方法
技术领域：
本发明涉及局部吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)测量设备和在诸如蜂窝式电话之类的小型无线电设备中测量局部吸收率的方法。
背景技术：
近年来，从保护机体免遭电磁波损害的角度考虑，以及随着对诸如蜂窝式电话之类的便携式无线电设备的需求的迅速扩大，全世界都越来越倾向于约束电磁波的辐射量。尤其是，当在用户的头部附近，将蜂窝式电话与它们的天线-电磁波生成源一起使用时，对人体的有害作用令人关注，因此，要对局部吸收率设置上限值，以便在所有国家都可以约束和管理它。除此之外，在蜂窝式电话的生产过程中，有必要在出厂之前管理产品的局部吸收率，并需要迅速地和高精度地检查局部吸收率的测量设备。
SAR是人体暴露在电磁波中时单位重量吸收的功率，并且，日本前邮电部在电信工程委员会的报告中，在“利用无线电波时对人体的保护指南”中指出了指导值，另外，同一报告中的“涉及在人体的颞部上使用蜂窝式电话终端等的测量吸收率的方法”指出，可以利用根据人体模拟出其头部组织的形状、尺寸和电特性的人体(人体模型)，以便可以经验地观察到可能出现在人体中的SAR。
一般说来，利用根据人体模拟出其头部的形状和尺寸，以及其头部组织的电特性的人体模型可以经验地观察到来源于便携式无线电设备的用户的头部吸收电磁波的推定局部SAR。这里，利用电场探针测量便携式无线电设备附近，在人体模型内激发的电场的强度分布，以便可以根据如下表达式(1)，从其测量值中计算出SAR值SAR＝σE2/ρ[W/kg]...(1)这里，σ是人体模型的电导率，和ρ是人体组织的密度。
另外，作为以简单方式估计SAR的方法，人们已经提出了根据人体模型表面上的磁场强度H经验地求出局部SAR的方法(例如，N.Kuster和Q.Balzano，“300MHz以上偶极天线附近生物体的能量吸收机理(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)。可以确认，按照这种方法，可以将出现在人体表面的局部SAR的分布表达成如下相关表达式(2) 出现在人体模型内的电场强度E和出现在人体模型表示的磁场强度H可能随便携式无线电设备的发射输出、天线的形状、与人体模型的位置关系等而改变，因此，利用人体模型评估局部SAR需要测量电场强度的分布和磁场强度的分布。
由例如如图7所示的电场探针62、探针扫描设备63和人体模型64组成，以便测量支承件65支承着的便携式无线电设备61的内部电场检测型设备传统上被认为是局部SAR测量设备。这种设备使与其它已知方式相比，以最精确方式测量局部SAR成为可能。
另外，按照现有技术，无需利用人体模型，其中例如如图8所示的电场探针72被固定在局部SAR出现极大值的部分附近、测量从支承件75支承着的便携式无线电设备71辐射的自由空间中的邻近电磁场的邻近电场检测型局部SAR测量设备被认为是另一个例子。这种设备具有不进行探针扫描的简单结构，使短时间测量成为可能，因此，适合于引入大规模生产过程中。
另外例如日本专利第2737661号和日本专利第2790103号公开了根据从天线辐射的电磁场，检测从人体模型表面反射的磁场的邻近磁场检测型设备的配置。在这种配置中，通过移动和转动电磁探针，高精度地测量磁场的分布，并且，根据测量的磁场分布，估计局部SAR。据此，相对简单的配置就可以估计局部SAR。
另外，JP-A-11-133079公开了配有如下部件的(电磁波耦合型)电磁耦合设备的例子对一组天线收集的电磁场进行相位合成的合成器，其中数个行波天线位于无线电波吸收器所处的内墙上的屏蔽盒内；和读出相加电磁场作为辐射功率的部件。这种电磁波耦合型设备使在生产过程中，稳定地测量从作为待测对象的便携式无线电设备天线辐射的电磁波成为可能。
但是，按照现有技术，在上述内部电场检测型、邻近电场检测型和邻近磁场检测型局部SAR测量设备中存在这样的问题，即由于必须测量人体模型的局部SAR值，探针构件处在天线的极近处，因此，由于作为待测对象的便携式无线电设备的位置和放置方式，以及天线的位置和方向，测量数据容易出现偏差。
这里，将在天线极近处场的SAR测量中测量数据容易出现偏差的主要原因描述如下。图9是示出从用作天线的最基本单元的微型偶极天线辐射的电磁场的分量的图形。当将微型偶极天线的波源设置成原点时，远离原点的距离为R的位置C的电磁场可以表达成如下表达式(3)-(7) E＝0...(5)HR＝Hθ＝0...(6) 这里，λ是波长，k是波数，I是经过微型偶极天线的电流，L是微型偶极天线的长度，ε是传播空间的介电常数，μ是传播空间的磁电率。
按照上面表达式，随着从天线辐射的电磁场越来越远离天线邻近区，与距离R成反比的分量(径向电磁场)起主导作用，而与距离的平方成反比的项(感应场)和与距离的立方成反比的项(准静态场)在距离R小的地方起主导作用。因此，在笼统管理电磁场的情况下，以各个区域相互分开的方式，将准静态电场分量起主导作用、与天线相距约λ/100内的区域被称为极近场，将辐射电磁场分量起主导作用、与天线相距约5λ之外的区域被称为远程场，而将两者之间的区域被称为菲涅耳(Fresnel)区。
在与天线相距约λ/100内的极近场中，与距离的立方成反比的准静态电场分量起主导作用，因此，当在这样的区域中测量时，存在相对位置的极微小差异就可能引起电磁场测量误差很大的问题。
一般用在蜂窝式电话系统中的800MHz频带中的频率的λ/100大约相当于0.4cm。在图7的内部电场检测型设备和图8的邻近电场检测型设备中和在邻近磁场检测型局部SAR测量设备中，为了测量局部SAR，探针构件就处在这样的极近场中。这是因为在实际使用状况下便携式无线电设备的机身和天线就在人体的极近处使用，因此，当人体模型的表面与电磁场的生成源非常接近时，必须评估局部SAR。另外，从天线辐射的电磁场在人体模型的表面上引起感应电流，和这个电流在人体模型内部以次级方式生成电场，因此，有必要测量人体模型表面附近的电磁场，以便测量这个次级电场，于是，要在极近场中进行测量。
在图7的内部电场检测型设备中，位置精度通过利用工业机器人等的探针扫描设备来保证，以便降低位置精度差引起的测量误差，同时，在局部SAR变成极大的区域中扫描多于一个的位置，从而提高测量精度。但是，在这种配置中，为了提高测量精度，测量位置越多，测量所花费的时间就越长，这不适合应用在大规模生产过程中。
另外，在图8的邻近电场检测型设备中、以及在日本专利第2737661号和日本专利2790103号所述的邻近磁场检测型设备中，存在这样的问题，尽管通常只测量一个地方，缩短了测量时间，但是，由于测量位置的移动引起或天线的辐射模式的微小差异引起的出现在测量结果中的误差，难以保证测量精度。
另外，在JP-A-11-133079中描述的电磁波耦合型设备用于测量与作为待测对象的天线相距很远的远程场中的电磁场，因此，难以将这种设备用于天线附近的SAR测量。
本发明就是在考虑了上述情况之后作出的，本发明的目的是提供局部SAR测量设备和可以沿着诸如蜂窝式电话之类的小型无线电设备的生产线短时间内高精度地评估局部SAR的方法。
发明内容
按照本发明的局部SAR测量设备配有数个电磁探针，用于测量从无线电设备辐射的电磁波在菲涅耳区中的电磁场电平(electromagnetic fieldlevel)；信号处理部分，用于处理电磁探针获得的电磁场电平；和位置调整器，用于调整上述探针和无线电设备之间的相对位置关系，其特征在于，在电磁探针中分别测量其局部SAR值事先知道的基准无线电设备和作为待测对象的无线电设备的电磁场电平，和在上述信号处理部分中，利用SAR值与电磁场电平成正比的关系，通过估计从事先知道的基准无线电设备的局部SAR值中求出作为待测对象的无线电设备的局部SAR值。
在上述配置中，在远离无线电设备天线附近的极近场的菲涅耳区中测量电磁场电平，以便利用与局部SAR值已知的基准无线电设备之间的正比关系，通过运算可以估计出局部SAR值，从而，可以沿着制造诸如蜂窝式电话之类的便携式无线电设备的生产线，通过评估，短时间内高精度地求出作为待测对象的无线电设备的局部SAR。因此，可以在短时间内，沿着生产线对大量无线电设备的局部SAR值进行测量。
另外，局部SAR测量设备的特征在于，位置调整器通过按照上述无线电设备的电磁场辐射模式(pattern)，至少移动上述电磁探针和无线电设备之一，调整两者之间的相对位置关系。
在上述配置中，可以按照从无线电设备辐射的电磁场的辐射模式，将测量电磁场电平的位置调整成最佳位置，从而，可以高精度地进行测量。
另外，局部SAR测量设备的特征在于，在按照传输频率，存在多于一个来自上述无线电设备的电磁场辐射模式的情况下，位置调整器通过传输频率至少移动电磁探针和无线电设备之一，以便改变两者之间的相对位置关系。
在上述配置中，可以按照随传输频率而不同的电磁场辐射模式，将测量电磁场电平的位置调整成最佳位置，以便当测量使用多个频带的无线电设备等时，在每个频带中都可以高精度地进行测量。
本发明的局部SAR测量方法的特征在于，含有如下步骤在从无线电设备辐射的电磁波的菲涅耳区中测量其局部SAR值事先知道的基准无线电设备的电磁场电平；在从无线电设备辐射的电磁波的菲涅耳区中测量作为待测对象的无线电设备的电磁场电平；和利用SAR值与电磁场电平成正比的关系，根据上述测量的电磁场电平，通过估计从事先知道的基准无线电设备的局部SAR值中求出作为待测对象的无线电设备的局部SAR值。
按照上述过程，可以沿着制造诸如蜂窝式电话之类的小型便携式无线电设备的生产线，通过评估，短时间内高精度地求出作为待测对象的无线电设备的局部SAR。
另外，局部SAR测量方法的特征在于，进一步含有如下步骤在按照传输频率，存在多于一个来自无线电设备的电磁场辐射模式的情况下，通过至少移动按照传输频率测量上述电磁场电平的电磁探针和上述无线电设备之一，改变两者之间的相对位置关系。
在上述过程，可以按照随传输频率而不同的电磁场辐射模式，将测量电磁场电平的位置调整成最佳位置，以便当测量使用多个频带的无线电设备等时，在每个频带中都可以高精度地进行测量。
图1是示出按照本发明一个实施例的局部SAR测量设备的配置的图形；图2是示出将电从无线电电路加到蜂窝式电话的天线上的方式的概念图；图3是示出利用本实施例的局部SAR测量设备估计待测蜂窝式电话的局部SAR的过程的流程图；图4是示出电磁探针的位置和电磁波辐射的方向之间的关系的图形；图5是示出在利用本实施例的局部SAR测量设备，在具有电磁场辐射模式极大方向的位置中进行测量的情况下，接收功率和局部SAR之间的相关数据的特性曲线图；图6是示出在利用本实施例的局部SAR测量设备，在与具有电磁场辐射模式极大方向的位置偏移了60mm的位置中进行测量的情况下，接收功率和局部SAR之间的相关数据的特性曲线图；图7是示出按照现有技术的内部电场检测型SAR测量设备的配置的图形；图8是示出按照现有技术的邻近电场检测型SAR测量设备的配置的图形；知图9是示出从微型偶极天线辐射的电磁场的分量的图形。
这里，有关图中的符号，1表示电磁探针，2表示合成器，3表示信号处理部分，11表示蜂窝式电话的机身，12表示蜂窝式电话的天线，13表示无线电电路，14、14a和14b表示电磁场辐射模式，15表示探针移动部分。
具体实施例方式
下文参照附图描述本发明的实施例。
本实施例示出了作为在小型无线电设备中测量局部SAR的设备、沿着蜂窝式电话的生产线，根据在天线附近的接收功率的度量，估计局部SAR的局部SAR测量设备的配置和操作的例子。
首先，描述按照本实施例测量局部SAR的方法的概况。
在生产标准相同的大量产品的地方，譬如，在蜂窝式电话的生产过程中，在可以为一个蜂窝式电话求出局部SAR的值的情况下，通过了解造成差异的因素和通过进行相对比较，可以估计另一个产品的局部SAR值。因此，首先参照图2描述所生产的蜂窝式电话之间造成差异的因素。
图2是示出将电从无线电电路加到蜂窝式电话的天线上的方式的概念图，蜂窝式电话的天线由天线单元91、匹配电路92和发送器93组成。天线的等效电路包括匹配电路92，并且受发送器93中含有内部阻抗Zg的电源Vg激励。倘若天线单元91从输入端看过去的输入阻抗Zin与电源的内部阻抗Zg相互共轭匹配，那么，得出Zin＝Zg*。这里，(*)表示复共轭。
在这种状况下，将供应给天线单元91的输入功率Pin表达成如下表达式8)Pin=12Re[ZinI1I1*]···(8)]]>这里，I1是流过天线单元91的电流，被表达成I1＝Vg/(Zg+Zin)。
另外，输入到天线的所有功率都是从电源Vg供应的，因此，应用如下表达式(9)和(10)Pin=12|Vg|2Re(Zin)|Zg+Zin|2=Pav·S···(9)]]>Pav=|Vg|28Re(Zg)···(10)]]>这里，Re(X)表示X的实部，和Pin表示电源的可用功率。另外，S表示供应给天线的功率与电源的可用功率之比，在共轭匹配的状况下，S＝1。
另外，从天线辐射到空间的功率Pr用如下表达式(11)表达Pr＝Pav-(Pa+Pc+Pm)...(11)在上面表达式中，Pa是形成天线单元91的金属线的高频电阻(highfrequency resistance)引起的功率损耗，Pc是匹配电路的损耗电阻引起的功率损耗，和Pm是由于阻抗(impedance)失配造成的功率损耗，并且表达成Pm＝(1-S)Pavo根据这些表达式引入如下表达式(12)Pr=12Re[ZinI1I1*]-(Pa+Pc)···(12)]]>当考虑在生产过程中造成产品之间的差异的因素时，Pc和Pa被当作造成产品之间的差异的微小因素。因此，造成所生产产品之间的差异的最主要因素被认为是由于发送器内各部件之间的差异和各部件的调整造成的差异而出现的电源的可用功率的偏差。因此，导出辐射到天线空间的功率Pr和天线单元中的电流I1之间的用如下表达式(13)表达的关系Pr∝12Re[ZinI1I1*]···(13)]]>天线单元中的电流I1在它自己附近生成磁场H，按照安培定律，电流和磁场的关系是H∝I。这里，只要天线单元的结构和电流的分布形式不发生变化，出现在附近的磁场的分布形式也不会发生变化。因此，导出如下表达式(14)Pr∝H2...(14)然后，从上述表达式(7)和(14)中得出如下表达式(15)中的关系；SAR∝Rr...(15)也就是说，在在天线单元的结构和电流的分布形式不发生变化的状况下控制辐射功率Pr的情况下，可以控制局部SAR的偏差。
尽管辐射功率Pr被求出来作为远程场中辐射方向的总强度，但是，为了在实际生产过程中测量远程场，在测量设备中大空间是不可避免的，而这是不可行的。因此，大量电磁探针可能位于比极近场更易于保证高测量精度的菲涅耳区中，以便可以接收到一部分辐射功率Pr。
为了使电磁探针的接收电平(level)Px和辐射功率Pr存在高度相关性，如JP-A-11-133079中的电磁波耦合设备所示，放置数个电磁探针和合成各个电磁探针的功率的技术是有用的。但是，为了进行更高精度的测量，必须将电磁探针放在辐射功率变成极大的方向，否者在接收电平Px和辐射功率Pr之间不能保证高度相关性，造成无法以能够控制局部SAR的高精度进行测量。
通过在考虑到上面的描述的情况下认真检查，本发明人设计出这样的布局可以测量可能相对高精度地测量电磁场电平的菲涅耳区中的电磁场电平，取代极近场中的电磁场电平，和在测量诸如蜂窝式电话之类的小型无线电设备中的局部SAR的时候，电磁探针可以位于辐射功率变成极大的方向。结果，可以实现可能在短时间内高精度地估计局部SAR的局部SAR测量设备，以便可沿着生产线应用。
按照本发明，配备了两个或更多个电磁探针、合成各个电磁探针测量的电平和读出结果作为电磁场电平的部分和改变电磁探针和作为待测对象的无线电设备之间的相对位置关系的部分，从而，可以沿着辐射功率极大的方向测量接收功率电平，并且，作为接收功率电平Px和其局部SAR值事先知道的基准无线电设备的接收功率电平P0之间的相对比较的结果，估计出作为待测对象的无线电设备的局部SAR值。
图1是示出按照本发明一个实施例的局部SAR测量设备的配置的图形。
局部SAR测量设备包括电磁探针1、合成器2和信号处理部分3，以便测量从作为待测对象的蜂窝式电话的蜂窝式电话天线12辐射的电磁波。蜂窝式电话天线12与蜂窝式电话的机身11内的无线电路13连接，以便从无线电路13供应传输功率。
电磁探针1由检测电磁波的天线构成例如微型偶极天线、微型单极天线、简正模螺旋天线或倒F形天线可以用作电场检测型天线。另外，微型回路天线、屏蔽回路天线、隙缝天线等可以用作磁场检测型天线。可选地，也可以使用排列着数个天线单元的行波天线等。在本实施例中，配备了多于一个的电磁探针1，图1示出了与蜂窝式电话天线12的电磁辐射模式14相对应配备了两个电磁探针的例子。
合成器2合成电磁探针1检测的电磁波的接收功率。通过利用例如数个合成由两个电磁探针1接收到的功率的双信号耦合器，组合竞赛图(tournament diagram)中的输入和输出，可以合成数量是2的倍数的电磁探针1接收到的功率。
在本实施例中，将作为待测设备的蜂窝式电话的接收功率与其局部SAR值事先知道的基准蜂窝式电话的接收功率相比较，从而，估计出待测设备中的局部SAR值。在例如当基准蜂窝式电话的接收功率是P0和测量作为待测对象的蜂窝式电话的接收功率是Px时，局部SAR值是SAR0的情况下，此时可以从上述表达式(15)中求出如下表达式(16)中的局部SAR值SARxSARx=SAR0×PxP0···(16)]]>数个电磁探针1全部位于相对于蜂窝式电话的机身11，处在菲涅耳区中的位置。菲涅耳区中的数个电磁探针1接收从蜂窝式电话天线12辐射的传输功率。合成器2将各个电磁探针1接收到的、基于来自蜂窝式电话的电磁波的接收功率合成成输出功率，然后将输出功率输入信号处理部分3中，以便进行与局部SAR的估计有关的处理。
这里，菲涅耳区是来自电磁波辐射源的辐射电磁场分量起主导作用的区域中，与距离成反比的辐射电磁场分量，或与距离的立方成反比的准静态电场分量不起主导作用的区域；是与距离的平方成反比的感应电磁场分量基本上起主导作用的区域；和包括与电磁波辐射源的距离在大约λ/100到5λ范围内的点的区域。
在蜂窝式电话的传输频率是例如800MHz频带的情况下，它的波长约38cm，因此，菲涅耳区包括与蜂窝式电话天线12的距离在大约0.38cm到190cm范围内的点。另外，在蜂窝式电话的传输频率是例如1.5GHz频带的情况下，波长变成约20cm，和菲涅耳区包括与蜂窝式电话天线12的距离在大约0.2cm到100cm范围内的点。
在如图1所示的例子中，假设了800MHz频带和1.5GHz频带两者都作为使用频带，用于作为待测对象的蜂窝式电话的情况，因此，数个电磁探针1位于与蜂窝式电话天线12相距1cm到5cm的位置上。两个电磁探针1位于比远程场更接近天线的区域中，从而，可以形成尺寸约20cm×20cm×50cm的整个测量系统，因此，缩小了测量设备独占的空间，使得该测量设备可应用于生产线。
为了使合成电磁探针1接收的各自输出获得的接收功率Px尽可能地接近辐射功率Pr，最好将电磁探针1定位在电磁波辐射模式14极大的方向。从如表达式(3)到(7)所示的从微型偶极天线辐射的电磁场分量中可清楚看出，菲涅耳区中的电磁场辐射模式不必与远程场中的电磁场辐射模式一致。但是，菲涅耳区中的电磁场辐射模式比极近场更接近远程场中的电磁场辐射模式，并且，距离越远，最大辐射方向就越一致。于是，与极近场中的测量不同，通过沿着电磁波辐射模式极大的方向放置电磁探针1，可以在菲涅耳区中进行稳定测量。
另外，本实施例的局部SAR测量设备配有探针移动部分15，作为通过改变电磁探针1和蜂窝式电话的机身11之间的相对位置关系，调整位置的位置调整器。可以使用以与这个探针移动部分15相同的方式，相对于蜂窝式电话的固定机身11分别移动两个电磁探针1的位置调整器，除此之外，可以使用以平行的方式，沿着相同方向同时移动数个电磁探针1的部分。并且，可以固定两个电磁探针1，作为以平行方式移动蜂窝式电话的机身11的构件。
如上所述的位置调整器可以用这样的配置实现例如数个电磁探针1沿着圆形或长方形的周边方向整体地处在以圆形或长方形形成的框架中，和蜂窝式电话的机身11处在这个框架的中心，以便可以左右移动整个框架或蜂窝式电话的机身11。另外，支承着例如蜂窝式电话的机身11的可动支承件被配置成通过计算机控制可以自动移动可动支承件的位置，从而可以使整个测量任务自动化。
这里，不必使每个电磁探针1处在与蜂窝式电话的机身11等距离的位置上或与蜂窝式电话的机身11平行，只要求每个蜂窝式电话1处在菲涅耳区的范围内，以便按照电磁场辐射模式14的形式处在最佳位置或最佳方向上。
接着，参照图3的流程图，描述利用本实施例的局部SAR测量设备估计待测蜂窝式电话的局部SAR的过程。在图3中，图1的设备执行虚线围起来的过程。
首先，在步骤S31中，利用例如具有高测量精度(例如长测量时间)的如图7所示的内部电场检测型测量设备测量SAR0-作为基准(基准便携式无线电设备)的蜂窝式电话的局部SAR值。这里，一般说来，对于每个频带，局部SAR是不同的，因此，在存在多于一个的频带供作为待测对象的蜂窝式电话使用的情况下，对每个频带进行测量。
接着，在步骤S32中，利用图1的局部SAR测量设备测量基准蜂窝式电话(基准便携式无线电设备)的接收功率P0。此时，局部SAR测量设备的电磁探针1和蜂窝式电话的机身11之间的相对位置关系事先得到调整，以便测量接收功率P0造成的差异变得尽可能地小。
随后，在步骤S33中，测量待测蜂窝式电话(待测便携式无线电设备)的接收功率Px。此时，在多于一个的频带用于待测蜂窝式电话的情况下，对每个频带测量接收功率Px。然后，在步骤S34中，将分别为基准蜂窝式电话和待测蜂窝式电话测量的接收功率P0和Px代入表达式(16)中，以便通过计算，求出作为待测蜂窝式电话的局部SAR值的SARx。然后，在步骤S35中，确认是否存在接着要测量的蜂窝式电话，并且，在存在另一个待测蜂窝式电话的情况下，重复步骤S33和S34的过程。
上述过程使在极短时间内测量待测蜂窝式电话的接收功率Px成为可能，因此，可以在短时间内测量大量待测蜂窝式电话。
图4是示出电磁探针1的位置和电磁波辐射的方向之间的关系的图形，它示出了蜂窝式电话天线12生成两种不同电磁辐射模式14a和14b的方式。在许多情况下，取决于蜂窝式电话的传输频带、蜂窝式电话的机身长度和天线的长度等，蜂窝式电话生成的电磁场辐射模式具有各种各样的形式。在蜂窝式电话使用例如两个频带的情况下，一个天线用于相互完全不同的两个频带，譬如，800MHz频带和1.5MHz频带。在这样的情况下，对于800MHz频带，出现例如如虚线所示的电磁场辐射模式14a，和对于1.5MHz频带，出现如实线所示的电磁场辐射模式14b，它们的形式是不同的。
在图4中，在电磁探针1的位置在点A的情况下，可以获得电磁场辐射模式14a的稳定接收功率，但在零点附近观察电磁场辐射模式14b，提供低的接收电平，并且，由于位置等的移动，预计测量的可重复性变差。相反，在电磁探针1的位置在点B的情况下，可以获得电磁场辐射模式14b的稳定接收功率，但在零点附近观察电磁场辐射模式14a，提供低的接收电平和差的测量可重复性。此外，在电磁探针1的位置在点C的情况下，对于电磁场辐射模式14a和14b的每一个，预计测量的可重复性都变差。由于上面的原因，在测量基准蜂窝式电话和待测蜂窝式电话每一个辐射电磁场的接收功率的时候，电磁探针1的位置变得至关重要。在下文中，根据通过实际测量获得的数据的例子作出描述。
图5是示出利用如图1所示的本实施例的局部SAR测量设备测量的接收功率和局部SAR之间的关系的数据的例子。生产成具有相同结构的二十个产品用作待测蜂窝式电话，为了使相关性易于理解，有意使发送器的可用功率相差大约±1.5dB。图5的纵轴表示利用如图7所示的基于现有技术的测量设备测量的局部SAR的数据，和横轴表示通过本实施例的局部SAR测量设备测量的接收功率的值。这里，蜂窝式电话11的位置被调整成电磁探针1位于电磁场辐射模式14极大的方向。
从图5的相关数据可以看出，接收功率和局部SAR成正比关系，因此，从接收功率的测量值中可以估计出局部SAR。在本例的数据中，接收功率和局部SAR之间的相关系数是0.94，呈现出足以在大规模生产过程中容易估计局部SAR的精度。
另一方面，图6是示出在当利用如图1所示的本实施例的局部SAR测量设备时，待测蜂窝式电话的位置相对于电磁场辐射模式14极大的方向中的位置偏移了60mm情况下，接收功率Px和局部SAR之间的相关性的数据的例子。在本例中，尽管用于测量的蜂窝式电话和局部SAR值与图5的情况相同，但由于电磁探针1相对于待测蜂窝式电话的位置偏移了电磁场辐射模式14最大的方向，接收电平极低。并且，局部SAR值随接收功率而不同，表明相关系数低至0.53，可以看出，不能获得足以测量局部SAR的精度。
这样，电磁探针1和蜂窝式电话的机身11之间，以及电磁探针1和蜂窝式电话天线12之间的相对位置关系的最佳选择是高精度估计局部SAR所不可缺少的。为了确定最佳位置关系，事先测量例如其局部SAR值事先知道的多于一个的基准蜂窝式电话，并且，可以检查如图5所示，相关性变高的位置关系。然后，根据这个最佳设置值，通过诸如探针移动部分15之类的位置调整器调整电磁探针1和蜂窝式电话的机身11之间，以及电磁探针1和蜂窝式电话天线12之间的相对位置关系。
另外，根据多于一个的基准蜂窝式电话，事先准备例如像如图5中的曲线图那样的相关数据曲线图，以便可以根据曲线图的近似直线的斜率求出上述表达式(16)中的比例系数SAR0，从而可以高精度地估计出待测蜂窝式电话的局部SAR。
这里，电磁场辐射模式14不会发生改变，除非流过蜂窝式电话天线12的电流的分布发生改变，因此，可以统一地为每个产品确定最佳相对位置关系，并且，在生产过程中，没有必要为每个产品调整电磁探针1和蜂窝式电话的机身11之间的相对位置关系。于是，可以在短时间内进行测量，并且，可以适当地测量大量产品。
此外，在蜂窝式电话使用多于一个频带的情况下，沿着生产线配备使电磁探针1或蜂窝式电话的机身11的位置任意移动的位移机构，作为位置调整器，从而，可以在最适合每个频带的位置中评估接收功率Px。
如上所述，按照本实施例，可以在小空间中，短时间内高精度地测量作为待测对象的小型无线电设备的局部SAR，这适合于生产诸如蜂窝式电话之类的小型便携式无线电设备的生产线。另外，按照对于每个频带都不同的电磁场辐射模式调整电磁探针和待测设备之间的相对位置关系，从而，可以为使用多于一个频带的无线电设备高精度地估计局部SAR。
尽管上面参照特定实施例对本发明作了详细描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下，进行各种各样的修改和改进。
本申请基于2002年5月17日提出的日本专利申请第2002-143326号，特此全文引用，以供参考。
工业可应用性如上所述的本发明可以提供局部SAR测量设备和可以沿着诸如蜂窝式电话之类的小型无线电设备的生产线，在短时间内高精度地评估局部SAR的方法。
权利要求
1.一种局部SAR测量设备，包括数个电磁探针，用于测量从无线电设备辐射的电磁波在菲涅耳区中的电磁场电平；信号处理部分，用于处理电磁探针获得的电磁场电平；和位置调整器，用于调整电磁探针和无线电设备之间的相对位置关系，其中，电磁探针分别测量其局部SAR值事先知道的基准无线电设备和作为测量对象的无线电设备的电磁场电平；和信号处理部分利用SAR值与电磁场电平之间的正比关系，从事先知道的基准无线电设备的局部SAR值中估计作为测量对象的无线电设备的局部SAR值。
2.根据权利要求1所述的局部SAR测量设备，其中，位置调整器按照从无线电设备辐射的电磁场辐射模式，至少移动电磁探针和无线电设备之一，调整电磁探针和无线电设备之间的相对位置关系。
3.根据权利要求1所述的局部SAR测量设备，其中，当按照传输频率，存在数个从无线电设备辐射的电磁场辐射模式时，位置调整器根据传输频率至少移动电磁探针和无线电设备之一，以便改变电磁探针和无线电设备之间的相对位置关系。
4.一种测量局部SAR的方法，包括如下步骤在从无线电设备辐射的电磁波的菲涅耳区中测量其局部SAR值事先知道的基准无线电设备的电磁场电平；在从无线电设备辐射的电磁波的菲涅耳区中测量作为测量对象的无线电设备的电磁场电平；和利用SAR值与电磁场电平之间的正比关系，根据测量的电磁场电平，从事先知道的基准无线电设备的局部SAR值中估计作为测量对象的无线电设备的局部SAR值。
5.根据权利要求4所述的测量局部SAR的方法，进一步包括如下步骤当按照传输频率存在数个从无线电设备辐射的电磁场辐射模式时，按照传输频率至少移动测量电磁场电平的电磁探针和无线电设备之一，以便改变电磁探针之间和无线电设备之间的相对位置关系。
全文摘要
提供一种能够在短时间内高精度地估计生产线上的小型无线电设备的局部SAR的局部SAR测量设备。所述局部SAR测量设备包括数个电磁探针(1)，用于在菲涅耳区中接收来自从移动式电话的机身(11)伸出来的移动式电话天线(12)的传输功率；合成器(2)，用于合成接收功率；和信号处理器(3)，用于进行从合成的接收功率中估计局部SAR。数个电磁探针(1)用于测量其局部SAR值通过精确测量知道的基准移动式电话和待测移动式电话的接收功率，以便利用SAR值与接收功率成正比关系，来估计待测移动式电话的SAR值。因此，可以在短时间内高精度地测量和估计大量移动式电话的SAR值。
文档编号H04B1/38GK1668930SQ03816999
公开日2005年9月14日 申请日期2003年5月9日 优先权日2002年5月17日
发明者小柳芳雄, 斋藤裕, 小川晃一, 梶原正一, 尾崎晃弘, 浅山叔孝 申请人:松下电器产业株式会社