[發(fā)明專利]使用天線及定向耦合器開關(guān)的接近性檢測裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380014788.5
• 申請日: 2013-02-14
• 公開（公告）號: CN104170265B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 迪特爾·彼得
• 申請（專利權(quán)）人: 密克羅奇普技術(shù)公司
• 主分類號: H04B1/3827
• 分類號: H04B1/3827;H04B17/10;H03K17/955;H04W52/36
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11287
• 代理人: 沈錦華

相關(guān)專利申請案

本申請案主張2012年2月15日申請的序號為61/598,969的共同擁有的美國臨時專利申請案的優(yōu)先權(quán)，所述申請案出于各種目的以引用方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種射頻(RF)裝置，其具有在所述RF裝置與天線之間的定向耦合器開關(guān)，且特定來說，涉及利用所述定向耦合器開關(guān)及天線來進(jìn)行用戶的接近性檢測。

背景技術(shù)

Wi-Fi是一種靈活的短程數(shù)據(jù)通信技術(shù)，其用以連接例如各種各樣的筆記型計算機(jī)、平板計算機(jī)、手持機(jī)、消費(fèi)型電子器件、智能公用設(shè)施表等裝置。Wi-Fi技術(shù)廣泛用以在例如機(jī)場、賓館及購物中心等公共場所中提供無線因特網(wǎng)接入，且還在家庭及辦公室中使用以允許各式各樣的裝置接入因特網(wǎng)且無需特殊電纜而彼此連網(wǎng)。Wi-Fi裝置使用在2.4GH與5GHz范圍中的低功率無線電波來在空中發(fā)射及接收數(shù)據(jù)。其中Wi-Fi發(fā)射的功率越大，具備Wi-Fi能力裝置的距程就越長。然而，當(dāng)從Wi-Fi裝置產(chǎn)生足夠射頻(RF)功率輸出時，Wi-Fi裝置以可潛在地對人類有害的頻率操作。FCC及世界上的其它聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)要求任何無線裝置應(yīng)被評估為滿足政府法規(guī)中所闡明的RF暴露極限(例如，比吸收率(SAR)水平)。

因此，在確定當(dāng)具備Wi-Fi能力的裝置極接近用戶時的最大允許RF功率輸出時必需進(jìn)行SAR測試。比吸收率(SAR)是當(dāng)使用無線裝置時由人體吸收的射頻(RF)量的測量單位。SAR值以瓦特/千克(W/kg)或毫瓦/克(mW/g)為單位來表達(dá)。所使用的RF暴露極限以SAR為單位來表達(dá)，其是針對以從300kHz到100GHz的頻率操作的發(fā)射器的電磁場強(qiáng)度及功率密度的度量。用于測量SAR值的最通常接受的方法是直接方法SAR測試。此方法利用稱作“SAM假體”(用以模擬人頭)及“平底假體”(用以模擬人體)的模型。借助此方法，利用具有機(jī)器人的SAR測試系統(tǒng)在實驗室條件下以最高驗證功率水平測試無線裝置。

存在RF發(fā)射可導(dǎo)致長期健康問題的潛在危險。出于此原因，檢測吸收人體的存在是重要的。數(shù)個最近醫(yī)學(xué)研究指向來自普通便攜式裝置(例如手機(jī)、電子閱讀器及平板計算機(jī))的天線的所吸收RF輻射的潛在致癌效應(yīng)。因此，對于具備Wi-Fi能力裝置，如果在極其接近于用戶的人體時裝置的Wi-Fi特征以其最大RF功率輸出操作，那么對于裝置的用戶可為不安全的。新的FCC測試指南要求在操作期間在距每一裝置表面大約10毫米的距離處測量RF輻射。

發(fā)明內(nèi)容

因此，需要可可靠地檢測在這些FCC距離內(nèi)的人類用戶且減小發(fā)射功率以滿足這些較嚴(yán)格FCC指南的接近性檢測系統(tǒng)。此外，需要在RF裝置中提供允許以簡單且有效的方式測量相應(yīng)裝置的RF前向及反射功率的能力。

根據(jù)一實施例，一種用于將天線與射頻(RF)系統(tǒng)耦合的定向耦合器可包括：第一連接，其用于將所述天線耦合到布置于所述定向耦合器內(nèi)的定向耦合器開關(guān)；第二連接，其用于通過所述定向耦合器開關(guān)將所述RF系統(tǒng)耦合到所述天線；及第三連接，其用于通過所述定向耦合器開關(guān)將所述天線耦合到電容測量裝置，其中所述電容測量裝置測量所述天線的電容值。

根據(jù)另一實施例，可在所述定向耦合器開關(guān)與所述第一連接之間耦合回波損耗橋接器。根據(jù)另一實施例，所述回波損耗橋接器可提供反射功率測量。根據(jù)另一實施例，可在所述定向耦合器開關(guān)與所述第一連接之間耦合電壓駐波比橋接器。根據(jù)另一實施例，所述電壓駐波比橋接器可提供反射電壓駐波測量。根據(jù)另一實施例，所述定向耦合器開關(guān)可為三位置開關(guān)。

根據(jù)另一實施例，所述電容性測量裝置可包括充電時間測量單元(CTMU)。根據(jù)另一實施例，所述電容性測量裝置可包括電容性分壓器(CVD)電路。根據(jù)另一實施例，所述電容性測量裝置可包括振蕩器及鑒頻器電路。根據(jù)另一實施例，微控制器可耦合到且控制所述定向耦合器開關(guān)。

根據(jù)另一實施例，一種射頻裝置可包括：射頻子系統(tǒng)；功率放大器，其耦合到所述射頻子系統(tǒng)；低噪聲放大器，其耦合到所述射頻子系統(tǒng)；天線；定向耦合器，其可包括：第一連接，其用于將所述天線耦合到布置于所述定向耦合器內(nèi)的定向耦合器開關(guān)；第二連接，其用于通過所述定向耦合器開關(guān)將所述功率放大器耦合到所述天線；第三連接，其用于通過所述定向耦合器開關(guān)將所述低噪聲放大器耦合到所述天線；及第四連接，其 用于通過所述定向耦合器開關(guān)將所述天線耦合到電容測量裝置，其中所述電容測量裝置測量所述天線的電容值。