专利名称：具有射频发射功率强度指示器与报警系统的个人通讯装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线电通讯系统的领域，尤指一种个人通讯装置(PersonalCommunication Device，简称PCD)及方法，通过将一无线电通讯终端装置的发射器的功率强度输出至一指示装置，以显示该无线电通讯终端装置的射频发射功率的强度。
背景技术：
AMPS、PHS、NADC、GSM、DCS、PCS、IS-95、CDMA、WCDMA、DECT、WLAN(802.11)、DECT、CT0、CT1等等，皆为业界所熟悉的无线网络与个人通讯装置的标准。个人通讯装置(PCD)包括移动电话、无线电话、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、手提无线电话机(walkie-talkie)、智能型移动电话(smart phone)及其它等。所有这些装置都是无线通讯装置(或称无线电通讯装置)。PCD间的通讯联系通过传送与接收射频(radio-frequency)信号来建立的。射频信号的频率范围涵盖VHF到微波(microwave)频率。为了延伸通讯范围，PCD可发射出功率高达两瓦特的射频信号。
个人通讯装置如移动电话，一般可表示如图1，其包括一射频接收区块14、一射频发射区块18、频率合成器(frequency synthesizer)146与186、一数字/控制器区块15、一电池(图中未显示)以及一I/O区块(未显示)等。
如图1所示的PCD的一个例子是，符合前述标准的移动电话。移动电话1包括一天线11、一带通滤波器(band pass filter，BPF)12、一接收器(RX)14、一低通滤波器16、一发射器(TX)18及一数字/控制器15，其中接收器14包括一低噪声放大器(low noise amplifier，LNA)142、一混频器(mixer)144以及一频率合成器146。类似地，发射器18还包括一功率放大器182、一混频器184、一频率合成器186以及一调变器(modulator)188。
在使用移动电话时，使用者通常会将其靠在耳边，以便于听与说。移动电话会发出射频信号至空中，与基地台建立通讯联系。但是，移动电话所发出的射频信号并不仅传播至空中，还会送到并传入使用者的头部。现在已有不少研究报告显示，长期的暴露在射频信号的辐射下，可能导致人体组织的损害。由M.D.Taurisano等人在IEEE MTT Symposium 2000，Boston.所发表的一篇IEEE论文，标题为“对于人体头部暴露在900MHz电磁波中所产生的热效应的测量”(Measurements of Thermal Effects on a Human Head Exposed to900MHz)，即提出有关暴露于手持移动通讯装置所产生电磁波中形成的热效应的实验数据。
现在，个人通讯装置如移动电话、无线电话等已提供使用者某些信息，如接收信号强度指示(received signal strength indication，RSSI)(美国专利第6,356,745号即公开了RSSI技术)、电池电量不足信号及电池充电状态等，但都未提供使用者关于发射信号强度指示(transmitted signal strengthindication，TSSI)(或称发射功率指示(transmitted power indication))的信息，以便在使用者的移动电话处于高发射功率状态时提出报警。
而且，移动电话的发射信号强度(transmitted signal strength，TSS)并非一定，其所能发射的射频功率受限于特殊规范与基地台的指令。这意味着，基地台会告知移动电话能发射多强的射频功率。
基地台的指令依通讯环境的条件而定，像是移动电话与基地台间的距离、周围建筑物及地形等。使用者并不知晓移动电话的TSS有多强。
由于研究报告显示，长期暴露在射频信号下，可能损害人体组织，于是关于PCD便产生一种需求，即能告知PCD的使用者其TSS有多强。因此，使用者就能采取适当行动来降低对身体组织的损伤。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种由PCD传给使用者的报警信息，该信息以声音、振动或语音的形式，并可由使用者进行程序化，来告知PCD所发射射频信号的功率强度，而且PCD于何时发出报警信号也可由使用者加以程序化。通过此种信息，使用者可调整PCD的位置或改变通讯地点，以降低PCD的射频发射功率，或者缩短通话时间，以减少暴露于射频辐射的时间。
换言之，本发明的PCD可提供使用者一发射信号强度指示(TSSI)与一报警系统。因此，使用者可调整PCD的位置或改变通讯地点，以降低PCD的射频发射功率，或缩短通话时间，以减少暴露于射频辐射的时间。
本发明的前述与其它目的、特征及优点，在配合下列说明及附图后，将可获得更好的理解。
图1为公知技术的个人通讯装置(PCD)的方块图；图2为本发明具有射频发射功率强度指示电路的PCD的第一实施例方块图；图3为本发明具有射频发射功率强度指示器的PCD的第二实施例方块图；图4为TSS强度与射频发射信号的功率强度间的关系图；图5为本发明的第三实施例中设定射频发射信号的报警强度的示意图；图6为本发明的第三实施例中用以指出射频发射信号强度的操作流程图。
其中，附图标记说明1-移动电话11-天线 12-带通滤波器 14-接收器142-低噪声放大器 144-混频器 146-频率合成器15-数字/控制器16-低通滤波器 18-发射器182-功率放大器184-混频器 186-频率合成器188-调变器2-个人通讯装置(PCD)21-天线 22-低通滤波器 25-数字/控制器26-TSS检测器28-射频发射器282-功率放大器 284-混频器286-频率合成器 288-调变器29-指示器 292-显示器 294-扬声器296-振动器 298-气味产生器3-个人通讯装置(PCD)31-天线 32-低通滤波器 35-数字/控制器36-射频发射功率检测器362-运算放大器
364-电阻38-发射区块 382-功率放大器384-混频器 386-频率合成器 388-调变器39-指示器 392-显示器 394-扬声器396-振动器 398-气味产生器602--608-指出射频发射信号强度的操作流程具体实施方式
第一实施例图2为本发明具有射频发射功率强度指示电路的PCD的第一实施例方块图。发射区块28一般可表示如图2，其包括调变器(或称调变区块)288、功率放大器282及射频发射功率检测器26。所发射的基频(baseband)信号BBS于调变区块288内进行调变，调变后的输出信号MBBS经进一步处理而送至功率放大器282或直接送至功率放大器282。信号再由功率放大器282送至滤波器22，最后被送至天线21发射出去。射频发射功率检测器(或称发射信号强度检测器)则用于检测发射信号强度(TSS)。
换言之，本发明的PCD2主要包括一射频发射器(TX)28、一TSS检测器26、一数字/控制器25、一指示装置29以及一电池(图中未显示)等，其中发射器28包括一功率放大器282、一混频器284以及一频率合成器(或称为本地振荡器(local oscillator))286。
当一基频信号BBS要发射时，首先，该基频信号BBS会被送至调变器288，并产生一调变过的BBS信号MBBS。混频器284接收MBBS，并从频率合成器286接收载波(carrier)信号CS，然后将两者相乘，以产生一半传输(semi-transmission)信号STS。该半传输信号STS由功率放大器282放大，并经一低通滤波器22进行滤波，最后产生一由天线21发射的传输信号TS。
在本发明中，TSS检测器26耦接至低通滤波器22与功率放大器282之间的一点。当一传输信号TS经由天线21发射出去，TSS检测器26将产生一TSS信号，以判断从功率放大器输出的射频发射功率大小，并将该TSS信号送至控制器25。最后，控制器将TSS的信息输出至一指示器(或称指示装置)29，以指出PCD2的射频发射功率强度。
最初TSS检测器26所检测到的是一电压信号TSS1，我们可通过图4所示的发射器发射电压与射频发射功率间的函数关系，获得一发射功率值。也就是说，我们可将TSS值通过以下公式转换为一dBm值功率dBm＝10log[发射功率÷1微瓦特]换言之，本发明提供一种无线电通讯装置，其具有一发射器，可发射一无线电信号至一包括指示装置与控制器的对应接收器；其中该指示装置用以指出该发射器的射频发射功率的强度(或称发射信号强度指示(TSSI))；该控制器则用以检测与输出该指示装置所指出发射器射频发射功率的强度；该控制器并包括一功率检测装置，耦接至该发射器，用以检测从发射器所发射至该对应接收器的该无线电信号的发射信号强度(TSS)。
其中，该功率检测装置还包括一TSS检测器，耦接于一低通滤波器与该发射器的一功率放大器间导线的一点，而该滤波器耦接至该无线电通讯装置的天线，该TSS检测器则用以检测该发射器的无线电信号的TSS，并将检测结果送至控制器。
其中，该TSS检测器还包括一RC振荡电路(RC oscillation circuit)，其耦接至一二极管(diode)，用以检测该发射器的无线电信号的TSS。
其中，该指示装置可以是一用以显示TSS的显示器、一通过声音或语音指出TSS的扬声器、一通过振动指示TSS的振动器(vibrator)或是一通过气味来指示TSS的气味产生器(smell generator)。
第二实施例图3为本发明具有射频发射功率强度指示电路的PCD的第二实施例方块图。发射信号强度TSS可通过读出(sense)功率放大器382的直流(DC)电流消耗量或直接读出射频信号功率来决定，如图3所示。
发射区块38一般可表示如图3，其包括调变器388、功率放大器382及射频发射功率检测器36。所发射的基频信号BBS于调变区块388进行调变，调变后的输出信号MBBS经进一步处理而送至功率放大器382或直接送至功率放大器382。信号再由功率放大器382送至滤波器32，最后送至天线31发射出去。射频发射功率检测器(或称发射信号强度检测器)则用于检测发射信号强度(TSS)。
一旦TSS被检测到，所检测结果TSS2就被送至控制器35，控制器35会以LCD或LED来显示TSS状态，并以声音、振动、发光或语音等形式送出一可由使用者进行程序化的报警信号，给PCD使用者。PCD于何时送出报警信号也可由使用者加以程序化。
通过此种TSS状态的信息，使用者可调整PCD的位置或改变通讯地点，以降低人体组织所吸收PCD辐射的射频功率，或缩短通话时间，以减少暴露于射频辐射的时间。
第二实施例除了TSS检测器36外，其余皆近似于第一实施例。
TSS检测器36耦接至功率放大器382，用以检测发射器38的功率放大器382的直流偏移量(DC offset)，并将检测结果输出至控制器35。
其中TSS检测器36还包括一端耦接至功率放大器382的电阻RL，以及两输入端分别耦接至电阻RL两端的一运算放大器(operational amplifier)362，用以决定该电阻两端的直流电压差。TSS检测器36于点b所检测到的是一电压信号，其通过从功率放大器382所得的电流信号IC转换而来。由于电流IC与发射功率消耗量之间有一数学关系，我们可因此得知发射信号的功率大小。
换言之，本发明提供一种无线电通讯装置，其具有一发射器，可发射一无线电信号至一包括指示装置与控制器的对应接收器；其中该指示装置用以指出该发射器的射频发射功率的强度；该控制器则用以检测与输出该指示装置所指出的发射器射频发射功率的强度；该控制器并包括一功率检测装置，耦接至该发射器，用以检测从发射器所发射至该对应接收器的该无线电信号的发射信号强度(TSS)。
其中，该功率检测装置还包括一TSS检测器，耦接于该发射器的一功率放大器，该功率放大器用以检测对应该发射器TSS的该功率放大器的直流偏移量。
其中，在本发明的第二实施例中，TSS检测器还包括一电阻，耦接至具有两输入端的运算放大器，该电阻具有两端，其中一端耦接至该功率放大器与该运算放大器的一输入端，另一端则接至该运算放大器另一输入端与一电压源，用以决定该电阻两端间对应TSS的直流电压差。
其中，该指示装置可以是一用以显示TSS的显示器、一通过声音或语音指出TSS的扬声器、一通过振动指示TSS的振动器或是一通过气味来指示TSS的气味产生器。
第三实施例图6为本发明的第三实施例中用以指出射频发射信号强度的操作流程图。本发明提供一种方法，用于指出一发射器的射频发射信号强度(TSS)，以便对PCD使用者发出高射频辐射的报警信息。该方法包括以下步骤(a)预先设定射频发射信号的一报警强度，如步骤602中所示。例如，以dBm为单位，一般GSM手机所产生的射频辐射，其功率范围从-5到33dBm。图5为本发明第三实施例中设定射频发射信号的报警强度的示意图。此例中，设10dBm为该预设的报警强度。
(b)如步骤604所示，检测TSS。
(c)于步骤606中检查TSS是否大于或等于该报警强度，若是则执行步骤(d)，若否则跳回执行步骤(b)。
(d)如步骤608所示，将TSS输出至指示装置。
本发明不仅可应用于移动电话，更可应用于其它个人通讯装置，以指出发射信号强度(TSS)。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，不能用它限定本发明所实施的范围。凡是依本发明申请所作的等效变化与修改，都应属于本发明专利涵盖的范围内。
权利要求
1.一种无线电通讯装置，具有一发射器，用以发射一无线电信号至一对应的接收器，该无线电通讯装置包括一指示装置，用以指出该发射器所产生的该无线电信号的一发射信号强度指示；以及一控制器，用以检测该发射信号强度指示，并输出该发射信号强度指示至该指示装置，该控制器包括一发射功率检测装置，耦接至该发射器，用以检测从该发射器所发射至该对应接收器的该无线电信号的一发射信号强度。
2.如权利要求1所述的无线电通讯装置，其特征在于，该发射功率检测装置还包括一发射信号强度检测器，耦接于一低通滤波器与该发射器的一功率放大器间导线的一点，而该滤波器耦接至该无线电通讯装置的一天线，该功率放大器则用以检测该发射器的无线电信号的该发射信号强度。
3.如权利要求2所述的无线电通讯装置，其特征在于，该发射信号强度检测器还包括一RC振荡电路，其耦接至一二极管，用以检测该发射器的无线电信号的该发射信号强度。
4.如权利要求1所述的无线电通讯装置，其特征在于，该发射功率检测装置还包括一发射信号强度检测器，耦接于该发射器的一功率放大器，用以检测该功率放大器的对应该发射器的该发射信号强度的直流偏移量。
5.如权利要求4所述的无线电通讯装置，其特征在于，该发射信号强度检测器还包括一耦接至一具有两输入端的运算放大器的电阻，该电阻具有两端，其中一端耦接至该功率放大器与该运算放大器的一输入端，另一端则接至该运算放大器另一输入端与一电压源，用以决定该电阻两端间对应于该发射信号强度的直流电压差。
6.如权利要求1所述的无线电通讯装置，其特征在于，该指示装置还包括一用以显示该发射信号强度的显示器。
7.如权利要求1所述的无线电通讯装置，其特征在于，该指示装置还包括一通过声音或语音指出该发射信号强度的扬声器。
8.如权利要求1所述的无线电通讯装置，其特征在于，该指示装置还包括一通过震动指示该发射信号强度的震荡器。
9.如权利要求1所述的无线电通讯装置，其特征在于，该指示装置还包括一通过气味来指示该发射信号强度的气味产生器。
10.一种个人通讯装置，具有一发射器，用以发射一射频信号至一对应的接收器，其特征在于，该个人通讯装置包括一指示装置，用以指出该发射器所产生的该射频信号的一发射信号强度指示；一发射功率检测装置，耦接至该发射器，用以检测从发射器所发射至该对应接收器的该射频信号的一发射信号强度；以及一控制器，耦接至该指示装置与该功率检测装置，用以从该功率检测装置接收该发射信号强度指示，并输出该发射信号强度指示至该指示装置。
11.如权利要求10所述的个人通讯装置，其特征在于，该功率检测装置还包括一发射信号强度检测器，耦接于一低通滤波器与该发射器的一功率放大器间导线的一点，而该滤波器耦接至该个人通讯装置的一天线，该发射信号强度检测器则用以检测该发射器的该发射信号强度，并将检测结果送至该控制器。
12.如权利要求11所述的个人通讯装置，其特征在于，该发射信号强度检测器还包括一RC振荡电路，其耦接至一二极管，用以检测该发射器的射频信号的该发射信号强度。
13.如权利要求10所述的个人通讯装置，其特征在于，该发射功率检测装置还包括一发射信号强度检测器，耦接于该发射器的一功率放大器，用以检测该功率放大器的对应该发射器的发射信号强度的直流偏移量。
14.如权利要求13所述的个人通讯装置，其特征在于，该发射信号强度检测器还包括一耦接至一具有两输入端的运算放大器的电阻，该电阻具有两端，其中一端耦接至该功率放大器与该运算放大器的一输入端，另一端则接至该运算放大器另一输入端与一电压源，用以决定该电阻两端间对应于该发射信号强度的直流电压差。
15.如权利要求10所述的个人通讯装置，其特征在于，该指示装置还包括一用以显示该发射信号强度的显示器。
16.如权利要求10所述的个人通讯装置，其特征在于，该指示装置还包括一通过声音或语音指出该发射信号强度的扬声器。
17.如权利要求10所述的个人通讯装置，其特征在于，该指示装置还包括一通过振动指示该发射信号强度的振动器。
18.如权利要求10所述的个人通讯装置，其特征在于，该指示装置还包括一通过气味来指示该发射信号强度的气味产生器。
19.一种可对一个人通讯装置的使用者发出高射频辐射报警信息的方法，该个人通讯装置具有一指示装置，用以指出该个人通讯装置的一发射器的一射频发射信号的强度，以及一功率检测装置，用以检测该发射器的该发射信号强度，其特征在于，该方法包括下列步骤(a)预先设定该射频发射信号的一报警强度；(b)通过该功率检测装置来检测该发射信号强度；(c)若该发射信号强度高于或等于该报警强度，则执行步骤(d)，否则跳回步骤(b)继续执行；以及(d)将该发射信号强度输出至该指示装置。
全文摘要
本发明提供一种无线电通讯装置，其具有一发射器，可发射无线电信号至一包括指示装置与控制器的对应接收器；其中该指示装置指出该发射器的射频发射功率的强度；该控制器则检测与输出该指示装置所指出的发射功率强度；该控制器并包括一功率检测装置，耦接至该发射器，用以检测从该发射器所发射至该对应接收器的该无线电信号的发射功率强度。
文档编号H04B7/005GK1630985SQ03803672
公开日2005年6月22日 申请日期2003年1月14日 优先权日2002年8月20日
发明者施迪民, 陈淳杰, 林志峰, 陈培炜 申请人:威盛电子股份有限公司