天线研发流程及SAR测试介绍

Page 28
2015/4/27
基本限值：比吸收率
比吸收率：Specific Absorption Rate （SAR） 定义为生物体单位时间(s)，单位质量(kg)所吸收的电磁能量， 其单位是W/kg。 ICNIRP导则中基本限值的根据 4 W/kg(全身平均值)是热效应的基本限值，当SAR达到4W/kg 时会对人体产生显著的不良效应； 在该基本限值的基础上，采用10倍的安全系数作为职业人群 接受照射的限值：0.4W/kg(全身平均) ； 在该基本限值的基础上，采用50倍的安全系数作为普通人群 接受照射的限值：0.08W/kg (全身平均) 。
d dW d dW SAR ( ) ( ) dt dm dt dV
Page 19
2015/4/27
SAR也可用下面任何一个式子得到：
E 2 SAR
SAR ch dT |t 0 dt
式中： SAR——比吸收率，单位是瓦特每千克； E——组织内电场强度的rms值，单位是伏每米； ζ ——介质导电率，单位是西门子每米； ρ ——组织密度，单位是千克每立方米； ch——组织的比热容，单位是焦尔每千克和开尔文；
Page 23
2015/4/27
国际SAR限值标准的提出依据 :
在美国，1985年FCC就已经实施了有关无线电对环境辐 射的安全指南，FCC关于人类暴露于RF电磁场的危害的指南 主要源于两个专业组织的建议书(辐射保护与测量委员 会)NCRP与（电气与电子工程师研究院）IEEE 。 欧洲和其他地方的国家采用“国际非电离无线电保护委员 会” (ICNIRP)制定的辐射指南。
40 40/f 10 f/100 f/100 – 8 8/f 2 f/500
– – – – 0.4 0.4 – – – –
– – – – 10 10 – – – –
– – – – 20 20 – – – –
公众暴露
1 Hz以内 1 – 4 Hz 4 Hz–1 kHz 1–100 kHz
100 kHz–10 MHz
Page 24
2015/4/27
基本限值（ICNIRP限值）
直接根据已确定的健康效应而制定的暴露在时变电场、磁场和电 磁场下的限值； 根据场的频率的不同，用来表示此类限值的物理量有电流密度 （J）、比吸收率（SAR）和功率密度（S）； 只有被暴露者体外空气中的功率密度可以迅速轻易地测量；
Page 30
2015/4/27
对SAR测量系统的总体要求
基本构成 人体模型（含人体组织模拟 液） 被测物夹具 扫描定位系统 SAR测量装置
Page 31
2015/4/27
测试系统环境的要求
环境温度18-25℃，温度的变化不超过±2℃； 避免射频噪声、ELF噪声（照明系统、探头定位系统、实验室电源接 地等等）、静电效应（探头移动、人的走动等等）对SAR测试值的影 响； 环境噪声（EUT不发射信号时）小于0.4W/kg的3%，也就是12 mW/kg ； 如果测量在射频受控环境中进行，比如电波暗室，可以一年进行一次 射频检查。 避免环境反射对SAR测试值的影响（例如线缆、地板、墙壁、被测物 定位器等），反射信号应小于EUT的SAR的3%；
Page 26
2015/4/27
ICNIRP导则－基本限值
暴露特性 频率范围 头部和躯干电流密 度（mA/m2） （rms） 全身平均 SAR （W/kg） 局部暴露SAR （头部和躯干） （W/kg） 局部暴露SAR （肢体） （W/kg）
职业暴露
1 Hz以内 1 – 4 Hz 4 Hz–1 kHz 1–100 kHz 100 kHz–10 MHz 10 MHz–10 GHz
Page 32
2015
B RE LE LE RE M N LE
M
标准的模型形状是根据人体学研究中90％成年男子头部的研究报告 而制定的，模型的耳朵模拟人使用手持设备时耳朵的扁平状态。 点M是嘴部参考点，LE是左耳参考点（ERP），RE是右耳参考点 （ERP）。这些必须标注在模型的外表面上便于根据模型进行无线 设备的重复定位。
dT |t 0 组织内初始时刻温度对时间的微分，单位开尔文每秒。 —— dt
Page 20
2015/4/27
移动电话电磁辐射的危害性？
在手机电磁辐射是否会给人体健康带来确定性危害方面，存在 着彼此矛盾的各种报告，尤其是由于可能存在非热效应，而这 些效应是否会对人体健康带来危险目前还不明确，因此还需要 进一步的和长时间的科学研究。 目前并没有令人信服的证据证明各种收发信机，尤其是移动电 话的电磁辐射会对人体健康造成影响，但是从人体安全的角度 出发，世界各个国家和地区都基于现有的研究成果纷纷制定电 磁辐射指令和标准
Page 14
2015/4/27
手机天线研发流程
PIO阶段 1，天线验证（1周） 2，弹片修模（4-5天） 3，天线验证（2-3天）
Page 15
2015/4/27
手机天线研发流程
Lot0阶段 天线验证(1周)
Page 16
2015/4/27
三家供应商的模具时间
天线供应商 安费诺 ‘10-11 ’3-4 ‘13-15 ’3-4 ‘10-12 ’3-4 硕贝德 ‘8-10 ’3-4 ‘10-12 ’3-4 ‘8-10 ’3-4 倚天 ‘8-10 ’3-4 ‘10-12 ’3-4 ‘10-12 ’3-4
模具周期 支架软模 支架硬模 弹片硬模 模具时间 修模时间 模具时间 修模时间 模具时间 修模时间
Page 17
2015/4/27
SAR测试介绍
Page 18
2015/4/27
什么是SAR？
SAR是英文Specific Absorption Rate的缩写，是计量多少无线 电频率辐射能量被身体所实际 吸收的表示单位，称作特殊吸 收比率或者SAR。 SAR的表示单位：瓦特每千克 （W/kg）或者毫瓦每克 （mw/g）。 SAR的准确定义：给定密度（） 的体积微元（dV）内质量微元 （dm）所吸收（消散）的能量 微元（dW）对时间的微分值就 是SAR：
Page 11
2015/4/27
手机天线研发流程
可行性评估阶段
1，ID和MED的配合 2，天线空间，环境的评估 3，无源测试报告的提供（2-3天） 1）VSWR 2）Return Loss 3）效率 4，3D图纸的提供（2-3天）
Page 12
2015/4/27
手机天线研发流程
Mockup阶段
Page 33
2015/4/27
人体模型
模型的外壳材料应该对于组织模拟液配方中用到的化学成 分具有抵抗力。包括耳朵间隔在内的人体模型的外壳应该 由低介电常数、低损耗材料制成（ tan(δ)≤0.05,ε≤5 ）。与 SAM标准模型的 CAD 文件相比，人体模型的形状制造公差 应小于±0.2mm 。除了耳朵及其延伸部分外，在手机投影 内的任何区域，壳体的厚度为 (2±0.2)mm 。低损耗的耳朵 间隔器（与头部模型相同的材料）应该在 ERP 和组织模拟 液边界之间提供 6mm 的间隔，且公差为±0.2mm 。在头部 正中间从前到后平面的±1.0cm 带状区，制作公差应该是 ±1.0mm。
天线辐射能力
天线辐射能力=总输 入功率-S11-S21 如果要让天线辐射能 力高，我们需要S11 越小越好，即匹配越 好，越接近50 Ohm. S21越小越好，即金 属内部损耗小。
Page 9
2015/4/27
Page 10
2015/4/27
手机天线研发流程
可行性评估阶段（15-30天） Mockup阶段（30-40天） Proto阶段（30-40天） PIO阶段(14天左右) Lot0（7天） Lot1（7天）
10 MHz–10 GHz
f/500
–
0.08
0.08
2
2
4
4
Page 27
2015/4/27
基本限值：比吸收率
比吸收率：Specific Absorption Rate （SAR） 定义为生物体单位时间(s)，单位质量(kg)所吸收的电磁能量， 其单位是W/kg。 ICNIRP导则中基本限值的根据 4 W/kg(全身平均值)是热效应的基本限值，当SAR达到4W/kg 时会对人体产生显著的不良效应； 在该基本限值的基础上，采用10倍的安全系数作为职业人群 接受照射的限值：0.4W/kg(全身平均) ； 在该基本限值的基础上，采用50倍的安全系数作为普通人群 接受照射的限值：0.08W/kg (全身平均) 。
2015/4/27
手机天线研发流程
Proto阶段
1，调试样机的准备工作（1天） 2，快递调试样机到供应商（1-2天） 3，有源测试报告，包括OTA，SAR,HAC（14-15天） 4，弹片硬模（8-12天）+修模（3-4天） 5，支架硬模（10-15天） 6，热熔装配（2-3天） 7，送货（2天）
Page 21
2015/4/27
SAR限值（北美、韩国、台湾）
局部特 定部位 8.0 1.6
全身平均 职业 公众 0.4 0.08
手、手腕、足、足踝 20.0 4.0
单位：W/kg； “局部”是以1 g人体组织的平均值； “手、手腕、足、足踝”是以10 g人体组织的平均值 “全身” 是以主要测量区域的平均值计算。
1，调试样机的准备工作（1天） 2，快递调试样机到供应商（1-2天） 3，提供有源测试报告，包括OTA，SAR,HAC（14-15天） 4，PK，确定供应商（2天） 4，支架软模（8-11天）+修模（3-4天） 5，供应商外发弹片样品（4-5天） 6，热熔装配（2-3天） 7，送样（2天）
Page 13