專利名稱：射頻發(fā)射的檢測和評估的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及保護(hù)生命系統(tǒng)免受電場、磁場和電磁場對他們的潛在不利影響的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
就電場、磁場和電磁場對生命系統(tǒng)的影響來說，存在許多矛盾的觀點(diǎn)。然而，某些場會對包括人類在內(nèi)的生命系統(tǒng)有害的證據(jù)相當(dāng)多。也可能是有害影響是長期的，它們的完全影響還未被認(rèn)識到。電動設(shè)備的使用在全球已顯著增加。所有電動設(shè)備都具有與它們相關(guān)聯(lián)的電磁場發(fā)射，所述電磁場發(fā)射都在不同程度上有可能影響人類的健康。尤其關(guān)心的是發(fā)射射頻(RF)信號并緊鄰人體使用的設(shè)備，比如蜂窩電話和其它個人通信設(shè)備。有爭論的是按照其生產(chǎn)這些設(shè)備并建立對這些設(shè)備的用戶的RF曝露極限的安全標(biāo)準(zhǔn)并沒有充分考慮低于熱閾值的影響，即，在大大低于能夠產(chǎn)生可測量的發(fā)熱并且可歸因于直接熱傳遞的水平的曝露水平下的影響。出自流行病學(xué)研究和實驗室調(diào)查的大量證據(jù)支持這種低水平影響的可能性，流行病學(xué)研究和實驗室調(diào)查提出可使這種曝露的影響降至最小的任何措施都有益于這些設(shè)備的用戶。美國專利5544665涉及保護(hù)生命系統(tǒng)免受電磁場的有害影響，并指出某些場會影響鳥氨酸脫羧酶。該專利指出如果通過打開和關(guān)閉電磁場或者在電磁場上疊加電磁噪聲場來改變有害的電磁場，則能夠減輕或者消除潛在的有害影響。該專利還指出只有當(dāng)這種改變導(dǎo)致電磁場的相關(guān)特性以小于5秒的時間間隔，最好每隔0.1 I秒變化時，才能夠減輕所述有害影響。能夠被改變的特性被認(rèn)為是頻率、相位、方向、波形或振幅。在Bioelectromagnetics 14 395-403 (1993)和 Bioelectromagneticsl8388_395 (1997)中討論了類似的影響。美國專利5544665進(jìn)一步描述了生物保護(hù)方案的各種應(yīng)用，包括對蜂窩電話的應(yīng)用。EMX公司已推銷了利用在美國專利5544665中說明的技術(shù)的蜂窩電話的電池。當(dāng)和蜂窩電話一起使用時，這些電池產(chǎn)生疊加在本地RF場上的噪聲電磁場，從而使總場不規(guī)則，并因此不大可能導(dǎo)致生物影響。所述噪聲由構(gòu)成電池組的一部分的線圈產(chǎn)生。通過監(jiān)測從電池到電話的電流的流動，并以此作為確定電話何時正在發(fā)射很可能產(chǎn)生生物影響的RF場的間接手段，來實現(xiàn)噪聲的啟動。這種啟動技術(shù)非常適合于老式的電話，但被證明對新式的電話來說并不可靠，所述新式的電話具有向電池要求電力(由此導(dǎo)致電流流動)并且會導(dǎo)致噪聲的錯誤觸發(fā)以及可能不能接受的電池壽命的減小的應(yīng)用，比如游戲和其它娛樂應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了這些問題。因此，本發(fā)明提供了一種減小或消除因曝露于通過發(fā)射RF信號來工作的設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場而引起的對人類或動物生命的潛在有害影響的處理、設(shè)備和系統(tǒng)，包括這樣的裝備，即，該裝備設(shè)置有減輕或消除RF信號的潛在有害影響的裝置，并且還設(shè)置有感測和分析RF場并且確定它們產(chǎn)生生物影響的能力的裝置，所述感測和分析RF場并且確定它們產(chǎn)生生物影響的能力的裝置啟動減小或消除所測量的RF信號對人類或動物生命的可能有害影響的裝置。本發(fā)明可應(yīng)用于通過發(fā)射對人類或動物生命潛在有害的RF信號來工作的大多數(shù)電子設(shè)備，然而，本發(fā)明特別適用于緊鄰人體使用的個人通信設(shè)備，比如蜂窩電話。早期研究表明，如果RF輻射有規(guī)律(意味著它具有恒定的性質(zhì))并且持續(xù)施加超過10秒的時間，那么RF輻射會導(dǎo)致可能有害的影響，并且如果有規(guī)律的時期被減小到不大于I秒，則能夠基本上消除所述潛在傷害。本發(fā)明中的消除潛在傷害的裝置可在潛在有害的輻射上疊加噪聲電磁場，以產(chǎn)生時間上不規(guī)則(意味著不具有在時間上恒定的性質(zhì))并因此不再具有造成傷害的潛在性的組合場。優(yōu)選噪聲場(下面被稱為補(bǔ)救信號)的使用，因為它允許在不改變電子設(shè)備的工作方式的情況下使用電子設(shè)備。盡管并不局限于這種應(yīng)用，本發(fā)明特別適用于電池供電的個人通信設(shè)備。在優(yōu)選實施例中，利用產(chǎn)生補(bǔ)救信號的裝置來抑制RF輻射的可能有害影響，所述補(bǔ)救信號被疊加在RF信號上，以提供不規(guī)則并因此沒有生物影響后果的組合信號?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)难b置，然而所述裝置可包含感應(yīng)線圈，所述感應(yīng)線圈被啟動，以便利用電池的電力來產(chǎn)生補(bǔ)救信號場(本質(zhì)上主要是磁場)。感測并識別可能有害的輻射的裝置可以是任何標(biāo)準(zhǔn)的RF傳感器，例如，天線，帶有附隨的電子器件，所述電子器件被適當(dāng)?shù)嘏渲贸勺R別電子設(shè)備所發(fā)出的被認(rèn)為可能有害的特定輻射。最好實質(zhì)上以單個整體組件的形式來形成本發(fā)明的設(shè)備，所述單個整體組件適合于安裝在現(xiàn)有蜂窩電話手機(jī)或者其它個人通信設(shè)備內(nèi)，而幾乎不對所述設(shè)備進(jìn)行修改或不對所述設(shè)備進(jìn)行任何修改。例如，所述組件可以并入向手機(jī)供電的電池組內(nèi)部。所述組件是包括RF天線并且耦接至用于生成補(bǔ)救信號場的線圈的電子電路。所述線圈可能環(huán)繞手機(jī)的電池形成。在電池是鋰聚合物的情況下，所述線圈可被物理地壓入電池中，以最小化需要適配該部件的空間。另一方面，所述組件可以與手機(jī)分離，但適合于在手機(jī)被使用時被放置在手機(jī)附近，以提供補(bǔ)救信號。例如，可以按具有信用卡尺寸和形狀的卡式物品的形式來形成所述組件，電子器件包含在卡內(nèi)，并且圍繞卡的邊緣形成用于提供補(bǔ)救信號的線圈。本發(fā)明的設(shè)備可具有它自己的電源，或者可依賴于手機(jī)電池提供的電力。因此，更具體地說，本發(fā)明提供了一種與發(fā)出可能對人類或動物生命有害的RF發(fā)射的個人通信設(shè)備關(guān)聯(lián)的補(bǔ)救設(shè)備，所述補(bǔ)救設(shè)備包括感測所述RF發(fā)射的存在的傳感器裝置、用于評估RF發(fā)射以確定它們是否有可能造成生物影響的信號分析裝置、和補(bǔ)救信號發(fā)生器裝置，所述信號分析裝置被耦合成啟動所述補(bǔ)救信號發(fā)生器裝置，所述補(bǔ)救信號發(fā)生器裝置被安排成在手機(jī)附近建立補(bǔ)救電磁場。所述傳感器裝置可以是RF傳感器，例如天線，所述RF傳感器被恰當(dāng)?shù)嘏渲贸蓹z測電子設(shè)備所發(fā)出的被認(rèn)為潛在有害的特定輻射。優(yōu)選的這種傳感器包含響應(yīng)于蜂窩手機(jī)的載波頻率的天線，所述載波頻率是在0.8 2GHz范圍內(nèi)的微波頻率，如下詳細(xì)所述。作為獨(dú)立天線的備選方案，用于建立補(bǔ)救場的線圈可被配置成檢測RF發(fā)射。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是沒有天線組件，但附隨的缺點(diǎn)是需要用例如雙工系統(tǒng)來配置線圈，以便進(jìn)行雙向操作。雖然理論上可以采用感測RF發(fā)射的生成的其它方法，例如，感測設(shè)備中的大的電流波動，然而這些方法會需要稍微打亂或修改設(shè)備。這會造成另外的困難，尤其是對蜂窩電話手機(jī)來說更是如此。另外，蜂窩電話手機(jī)具有許多不同的類型，尤其是其天線位于手機(jī)的任意部位中或者或許由手機(jī)本身構(gòu)成。用于評估所感測輻射的所述信號分析裝置可以包括:用于與信號分析裝置一起檢測可包含潛在有害分量的RF發(fā)射的RF檢測級，該信號分析裝置被設(shè)置成，對所檢測的RF發(fā)射進(jìn)行分析，以便進(jìn)行有關(guān)存在于發(fā)射信號中的分量是否為潛在有害分量的肯定的確定。RF檢測級被設(shè)置成向信號分析裝置提供致動信號。在一個實施例中，RF檢測級包括無源檢測級，和后面的包括所述信號分析裝置的有源檢測級。無源檢測級被布置成監(jiān)測來自手機(jī)的RF發(fā)射，并整流和積分RF發(fā)射信號。比較一個或多個延遲的檢測信號和當(dāng)前檢測信號，以便確定是否存在持續(xù)時間相當(dāng)長，很可能造成生物影響的RF輻射。這是語音發(fā)射期間的典型情況。在這種情況下，生成電源控制信號。無源檢測級的工作不需要電力，依賴于接收信號的強(qiáng)度并因此可以連續(xù)工作，而不存在對電源的任何消耗。為了確保感測的RF信號具有足夠的強(qiáng)度以便檢測，用于建立補(bǔ)救場的線圈另外可被配置成感測RF發(fā)射，并向檢測裝置提供附加信號，如下所述。無源檢測級的目的是喚醒有源檢測級，以允許更準(zhǔn)確檢測RF信息和啟用其它系統(tǒng)組件。響應(yīng)于無源檢測級生成電源控制信號，有源檢測級被啟動，并且所述有源檢測級包括需要工作電源的電路。有源組件的使用允許天線信號的功率放大和更精確取樣。有源檢測級中的電路組件可被配置成執(zhí)行與無源檢測級相似的功能，即，比較積分和平均化的天線信號與閾值。有源檢測級在連續(xù)的時間間隔檢測天線信號，并生成能夠呈現(xiàn)不同狀態(tài)以指示所檢測信號的類型的信號。有源級的信號檢測時間間隔最好應(yīng)處于IOOms與Is之間。有源檢測器的輸出被用于經(jīng)補(bǔ)救信號控制模塊來啟動補(bǔ)救信號發(fā)生器。另外，所述信號分析裝置信號對所感測的RF信號的特征進(jìn)行準(zhǔn)確且可靠的確定，具體來說，該發(fā)射是話音還是數(shù)據(jù)，和可能的發(fā)射協(xié)議，例如，GSM、3G或其它常用協(xié)議，和特定類型的發(fā)射是否包含任何性質(zhì)的潛在有害分量。所述信號分析裝置可以向電源控制模塊提供啟動信號，以使能向所述補(bǔ)救信號發(fā)生器裝置(或其選定部件)供電。補(bǔ)救控制發(fā)生器裝置可包括補(bǔ)救信號控制模塊，所述補(bǔ)救信號控制模塊向電源提供控制信號和向補(bǔ)救信號發(fā)生器模塊提供控制信號，以便生成期望形式的補(bǔ)救信號。補(bǔ)救信號控制模塊響應(yīng)于來自RF檢測級的輸出，并最好包括用于執(zhí)行用于控制補(bǔ)救信號發(fā)生器模塊的一種或多種算法的微控制器。最好，在控制模塊從檢測級收到連續(xù)輸出之前，控制模塊等待約I秒的時間，隨后請求電源單元向發(fā)生器模塊供電，使得在約3秒的時間段生成補(bǔ)救信號。約I秒的等待期是重要的，因為它代表了 RF信號的存在會在生命組織中觸發(fā)響應(yīng)的最小時間段。手機(jī)產(chǎn)生的時段小于該最小時段的任何輻射都被認(rèn)為不需要補(bǔ)救行動?；诜奖闫鹨?，選擇3秒的時段，因為如果所述時段更長，則會在不需要補(bǔ)救場的時候生成補(bǔ)救場，較短的時段則會導(dǎo)致電路內(nèi)的過多開關(guān)操作。在所述3秒時段結(jié)束時，控制模塊被復(fù)位，除非或者直到再次從RF檢測級出現(xiàn)連續(xù)信號。補(bǔ)救信號發(fā)生器模塊可包括如在美國專利N0.5544665中描述的數(shù)字噪聲發(fā)生器，所述數(shù)字噪聲發(fā)生器通過數(shù)-模轉(zhuǎn)換裝置和濾波裝置與線圈耦接，以便提供模擬形式的補(bǔ)救信號，所述線圈提供在手機(jī)附近建立補(bǔ)救場的裝置。


下面參考附圖，舉例說明本發(fā)明的實施例，附圖中:圖1是按照本發(fā)明的補(bǔ)救設(shè)備的示意方框圖；圖2是圖1的實施例的無源RF檢測級的更詳細(xì)方框圖；圖3是圖解說明圖1的補(bǔ)救信號發(fā)生器和控制模塊的操作方法的流程圖；圖4是用于裝入蜂窩電話手機(jī)內(nèi)的補(bǔ)救設(shè)備的平面圖和剖面圖；圖5是信用卡大小的用于鄰近蜂窩電話手機(jī)放置的補(bǔ)救設(shè)備的平面圖和剖面圖；圖6類似于圖1，是圖1的實施例的變形例的示意方框圖；以及圖7是圖1的實施例的、未采用無源檢測模塊的修改例的示意方框圖。
具體實施例方式所有電磁輻射都由振蕩的電場和磁場組成，頻率(波每秒振蕩的次數(shù))決定了振蕩的電場和磁場的性質(zhì)和能夠由它們構(gòu)成的應(yīng)用。頻率是以赫茲或Hz作為計量單位的，IHz是每秒振蕩一次，IkHz是每秒振蕩一千次，IMHz是每秒振蕩一百萬次，GHz是每秒振蕩十億次。30KHz 300GHz的頻率廣泛用于電信(包括無線電廣播和電視廣播)，并包含射頻頻帶。蜂窩移動服務(wù)在政府批準(zhǔn)的頻率下工作，一般在頻率范圍872-960MHZ、1710-1875MHz和1920_2170MHz內(nèi)工作。這些頻率在包含300MHz_300GHz范圍的微波頻帶內(nèi)。該范圍內(nèi)的其它應(yīng)用包括雷達(dá)、電信鏈路、衛(wèi)星通信、氣象觀察和醫(yī)用透熱法。盡管本發(fā)明可用于可能對人類和動物生命有害的任意頻率的波，其尤其可用于在用于蜂窩電話的頻率下工作的設(shè)備。無線電通信中用于攜帶信息的射頻波被稱為載波。任意系統(tǒng)的射頻載波由發(fā)射器以正弦波或者其它規(guī)則波形產(chǎn)生。如果載波的性質(zhì)不隨時間而變化，那么載波不傳送任何信息。如果載波要傳送任意信息，例如，語音、音樂或數(shù)字化數(shù)據(jù)，那么必須以某種方式把所述信息加入載波中。關(guān)于載波信號要攜帶的信息來改變載波信號的一個或多個性質(zhì)的處理被稱為調(diào)制?？赏ㄟ^調(diào)制改變的載波的性質(zhì)包括例如振幅、頻率、相位或者它們的組合。例如,對AM(調(diào)幅)傳輸來說,用語音或音樂產(chǎn)生的麥克風(fēng)電信號被用于改變載波的振幅,使得在任意時刻，使RF載波的大小或振幅與調(diào)制電信號的大小成比例。在FM(調(diào)頻)中，載波的瞬時頻率偏離載頻，偏離量取決于調(diào)制信號的強(qiáng)度。調(diào)相(PM)是一種把信息表示成載頻的瞬時相位的變化的調(diào)制形式。FM和PM普遍用于目前的無線電通信。移動電話(蜂窩電話)利用無線電通信來發(fā)送和接收信息(話音消息、文本消息、電子郵件、傳真、計算機(jī)數(shù)據(jù)、下載信息等)。射頻信號從電話傳送給最近的基站，并且輸入信號(攜帶來自電話用戶所收聽的信源的信息)以稍微不同的頻率從基站發(fā)送給電話?；景岩苿与娫掓溄拥揭苿雍凸潭娫捑W(wǎng)絡(luò)的其余部分。一旦信號到達(dá)基站，信號就能夠被傳送給主電話網(wǎng)絡(luò)，通常利用光纖網(wǎng)絡(luò)。每個基站提供對被稱為小區(qū)的地理區(qū)域的無線電覆蓋?；?BS)通過移動服務(wù)交換中心(MSC)相互連接，移動服務(wù)交換中心跟蹤呼叫，并且當(dāng)呼叫者從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)時轉(zhuǎn)移所述呼叫。理想的網(wǎng)絡(luò)可被設(shè)計成由六邊形蜂窩網(wǎng)組成，每個六邊形蜂窩具有位于其中心的基站。小區(qū)在邊緣重疊，以確保移動電話用戶總是留在基站的范圍內(nèi)。如果沒有在合適位置的足夠基站，那么移動電話將不工作。如果帶有移動電話的某人開始離開一個小區(qū)并進(jìn)入另一個小區(qū)，那么控制網(wǎng)絡(luò)把通信移交給相鄰的基站。本發(fā)明特別關(guān)注的輻射是當(dāng)蜂窩電話發(fā)射或接收信息，尤其是當(dāng)蜂窩電話發(fā)射信息，特別是當(dāng)蜂窩電話發(fā)射語音時(因為這通常是蜂窩電話緊鄰頭部，并且持續(xù)相當(dāng)長的時間產(chǎn)生發(fā)射輻射的時候)蜂窩電話所發(fā)出的輻射。因此在操作中，蜂窩電話將被啟動以便使用，并將立即以特定的預(yù)定頻率產(chǎn)生可能有害的輻射。輻射的存在將立即被本發(fā)明的傳感器和檢測裝置感測到，所述傳感器和檢測裝置隨后將啟動補(bǔ)救信號(噪聲)發(fā)生器裝置，所述補(bǔ)救信號發(fā)生器裝置把恒定的潛在有害輻射轉(zhuǎn)換成隨機(jī)的良性波型。傳感器和檢測裝置還檢測何時不再生成潛在有害輻射并停用補(bǔ)救信號，直到下一次需要所述補(bǔ)救信號為止。補(bǔ)救信號的頻率的選擇將取決于電氣設(shè)備的性質(zhì)和所述電氣設(shè)備所生成的潛在有害波的頻率。然而，我們發(fā)現(xiàn)頻率在30Hz 90Hz范圍內(nèi)的補(bǔ)救信號特別有益于消除因使用蜂窩電話而生成的輻射的潛在有害影響。實施例的一個重要方面在于，輻射傳感器和檢測器以及補(bǔ)救信號的發(fā)生器可被并入蜂窩電話中，而不需要改變蜂窩電話本身的結(jié)構(gòu)。我們發(fā)現(xiàn)，這可通過使用與電話的電池相結(jié)合的包含所述傳感器和檢測器以及補(bǔ)救信號發(fā)生器的小型化印刷電路來實現(xiàn)。本發(fā)明可以和用于蜂窩電話的任意電池，比如鋰離子電池一起使用，但有利的是與較軟的電池，比如鋰聚合物電池一起使用，因為包含本發(fā)明的組件和線圈的印刷電路板可被壓入電池外殼中，從而提供相對于標(biāo)準(zhǔn)等同電池，電池容量減小程度最小的電池。參見圖4，圖中示出了這種補(bǔ)救設(shè)備的示意圖，所述補(bǔ)救設(shè)備包括壓入手機(jī)電池3的表面中并與整體組件4耦接的線圈2，所述組件4包括RF感測天線和補(bǔ)救設(shè)備的電子器件。單元4可以與手機(jī)電池耦接以便獲得電力；另一方面，它可以包含它自己的電源。圖5中以類似于信用卡的物品的形式示出了補(bǔ)救設(shè)備的備選實施例，這種補(bǔ)救設(shè)備適合于放置在蜂窩電話附近，例如，通過把所述物品放入蜂窩電話的保持器或護(hù)套中。所述物品包括塑料襯底5，塑料襯底5帶有環(huán)繞襯底的外圍布置的線圈6，并含有整體組件7，所述組件7包含所述設(shè)備的電子器件和感測RF發(fā)射的天線。電池8提供電源。盡管本發(fā)明適用于任意蜂窩電話，然而特別有利的是和采用GSM協(xié)議的蜂窩電話一起使用。這是因為與未調(diào)制的RF信號相比，其振幅以超低頻(ELF)的振蕩頻率規(guī)則振蕩的RF信號已被證明更可能引起可測量的生物反應(yīng)。GSM信號是以脈寬0.577ms、脈沖重復(fù)率4.615ms或者等同地頻率217Hz的脈沖串的形式發(fā)射的。因此，這些信號可能導(dǎo)致生物影響。本實施例公開了一種當(dāng)蜂窩電話在發(fā)射很可能產(chǎn)生生物影響的RF信號時，生成ELF噪聲磁場的設(shè)備。這是語音發(fā)射期間的典型情況。所述設(shè)備與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處在于，它利用不需要直接與電話接口的非接觸裝置來感測RF信號的存在。所述設(shè)備與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處還在于，它包括補(bǔ)救信號的啟動裝置，所述補(bǔ)救信號含有考慮到生物細(xì)胞對EMF刺激的某些響應(yīng)特性的特定特征。在一種典型應(yīng)用中，在本實施例中說明的設(shè)備位于電話附近，例如，在向電話提供電力的電池組內(nèi)。所述設(shè)備利用極低的功耗連續(xù)地工作，當(dāng)需要開啟補(bǔ)救信號時，所述功耗增大。
圖1示出了本優(yōu)選實施例的主要組件的示意方框圖。圖中示出了四個主要模塊:RF信號檢測模塊20，電源控制模塊22，電源24，補(bǔ)救信號控制模塊26和補(bǔ)救信號發(fā)生器模塊28。RF信號檢測和分析模塊20包括天線30，天線30直接耦接到無源RF檢測器32，并且直接與有源RF檢測器34耦接。天線可被調(diào)諧成在任意的常見蜂窩電話頻率下工作，例如包括 890-960，1710-1880MHz (GSM/DCS)，和 825-894，1820-1990MHz (CDMA/PCS)，或者可以是能夠在蜂窩頻率范圍( 800-2000MHZ)內(nèi)工作的寬帶天線。天線30可被實現(xiàn)成商用現(xiàn)貨芯片型天線，比如MD1506，或者定制的PCB天線。無源RF檢測器32的作用是連續(xù)監(jiān)測電話的RF發(fā)射以及提供控制信號以啟動消耗更多電力的其它組件。在圖2中進(jìn)一步示出了無源RF檢測器32。在該優(yōu)選實施例中，無源RF檢測器不需要任何外部電力，依賴于來自天線20的接收信號以及來自線圈84的信號86的強(qiáng)度，如后所述。參見圖2，無源RF檢測器前端36可利用單或雙二極管檢測器來實現(xiàn)。優(yōu)選提供全波整流的雙二極管檢測器結(jié)構(gòu)，因為它還能夠用于向無源RF檢測器的其它組件提供電力。這種方法通常被用來啟動無線RFID設(shè)備。例如，串聯(lián)連接的HSMS-2822或HSMS-286C肖特基二極管對可用于此用途。無源RF檢測器最好應(yīng)被配置成只檢測話音RF發(fā)射。然而，它也可檢測其它RF信號。因此，為了確保檢測到話音RF信號，需要比較連續(xù)的測量結(jié)果。這可例如通過對RF前端輸出取樣三次，使得每個樣本相對于下一個樣本被延遲一定的延遲時間t，隨后比較這三個樣本來實現(xiàn)。如果所述三個樣本在彼此的設(shè)定閾值的范圍內(nèi)，那么確定該RF信號可能是話音RF信號。取樣應(yīng)當(dāng)通過在時間間隔Ti (最好在50ms 100ms)內(nèi)對信號進(jìn)行積分來實現(xiàn)，連續(xù)的樣本被延遲相同的時間Ti。如圖2中所示，這是通過第一和第二延遲元件38、40以及與比較器或閾值化單元48耦接的第一、第二和第三積分器取樣和保持電路42、44和46來實現(xiàn)的。電路42直接耦接到前端36，電路44經(jīng)第一延遲單元38耦接到前端36，電路46經(jīng)第一延遲單元38和第二延遲單元40耦接到前端36。無源RF信號檢測器的單元48產(chǎn)生用于電源控制模塊的三個開/關(guān)控制信號(所有開/關(guān)控制P)之一，以接通電源單元24。電源單元24經(jīng)由電源控制模塊22向有源RF檢測器34提供電力。有源RF檢測器34直接耦接到天線30。當(dāng)檢測到通話模式信號時，有源RF檢測器34被加電。有源RF檢測器34用來更精確和可靠地測量通話模式信號。它可利用商用現(xiàn)貨組件來實現(xiàn)。如同無源RF檢測器一樣，應(yīng)當(dāng)通過在時間間隔Tia(最好約50ms)內(nèi)對信號進(jìn)行積分來實現(xiàn)取樣。兩個連續(xù)的測量結(jié)果應(yīng)當(dāng)被求平均并與固定閾值進(jìn)行比較以產(chǎn)生開或關(guān)信號。有源RF檢測器的輸出是在連續(xù)的IOOms時間間隔內(nèi)更新的一系列開/關(guān)值。有源RF檢測器的功能也可利用無源RF檢測器來實現(xiàn)。然而，這種選擇要求細(xì)致的調(diào)整，以使錯誤的正話音發(fā)射檢測降至最少。有源RF檢測器34的輸出被應(yīng)用于補(bǔ)救信號控制模塊26。響應(yīng)于來自無源RF檢測器32的控制信號，模塊26經(jīng)由電源控制模塊22從電源24獲得電力。電源控制模塊22包括三個電源控制信號，一個是來自無源RF檢測器的關(guān)于所有有源組件的電源控制信號(所有開/關(guān)控制P) 50，另外兩個來自補(bǔ)救信號控制模塊26: —個用于有源RF檢測器34 (有源開/關(guān)控制)52、一個用于所有有源組件(所有開/關(guān)控制A) 54。信號52、54經(jīng)OR門56被施加于電源24，使得如果關(guān)于所有有源組件的任意一個信號為0N，則電源控制模塊22提供啟動由電源供電的所有組件的信號。補(bǔ)救信號控制模塊26經(jīng)禁用電路58來提供啟用/禁用信號(有源開/關(guān)控制)52，以減少有源RF檢測器34的電力消耗，如下所述。在所述優(yōu)選實施例中，電源是蜂窩電話電池組，然而也可以使用另一個電源，例如，備用電池。補(bǔ)救信號控制模塊26并入有根據(jù)來自RF檢測模塊20的輸入來控制補(bǔ)救信號的啟動的規(guī)則。該模塊可以用硬件來實現(xiàn)，然而最容易是利用例如微控制器用軟件來實現(xiàn)。圖3示出了補(bǔ)救信號控制模塊的操作的流程圖的方框圖。獲取和比較方框60與RF檢測模塊的輸出同步，并讀取間隔IOOms的連續(xù)樣本的值。在大于Is (然而最好約Is)的時間間隔內(nèi)進(jìn)行讀取。如果在方框62，所有的值都為0N，則對補(bǔ)救信號發(fā)生器模塊28施加信號，使得在方框64、66，在時間間隔Tp(最好約3s)啟用補(bǔ)救信號。更短的時間OlOOms)將要求更頻繁地檢測RF信號。更長的時間會把功耗增大到不可接受的程度。對于補(bǔ)救信號為ON的前2s (或者當(dāng)Tp>ls時，(Tp-1) s)，針對有源RF檢測器的電源控制信號被設(shè)定成0FF，以降低功耗(有源開/關(guān)控制OFF)。在方框68、70、72，在所述2秒時間間隔結(jié)束時，獲取和比較方框被復(fù)位，并重復(fù)確定補(bǔ)救信號的狀態(tài)的檢查循環(huán)。如果在比較和控制方框中測量的任意值為0FF，則在方框74、76，用于所有有源組件的電源控制信號被設(shè)定成0FF(所有開/關(guān)控制OFF)，并且設(shè)備恢復(fù)成以無源模式監(jiān)測來自電話的RF信號。如在美國專利5544665和相關(guān)專利中所述，通過利用模擬電路或混合模擬/數(shù)字電路，補(bǔ)救信號發(fā)生器模塊28可被實現(xiàn)成電磁噪聲。為了這種應(yīng)用的目的，通過把微控制器用于數(shù)字部分，優(yōu)選實施例可采用混合模擬/數(shù)字方法。這是有利的，因為補(bǔ)救信號控制模塊的優(yōu)選實施例還使用可被用于實現(xiàn)兩種功能的微控制器。在一個優(yōu)選實施例中，數(shù)字噪聲發(fā)生器80可被實現(xiàn)成由被施加輸入時鐘信號的適當(dāng)互連的移位寄存器序列組成的偽隨機(jī)噪聲發(fā)生器。隨后選擇輸出比特和時鐘頻率，以獲得期望的序列重復(fù)率。例如，在4KHz的時鐘頻率和18級移位寄存器序列的情況下，能夠獲得約I分鐘的重復(fù)周期。通過利用數(shù)-模轉(zhuǎn)換器(DAC)和適當(dāng)選擇的帶通濾波器82，能夠獲得適當(dāng)?shù)脑肼曅盘?。例如?比特DAC和30-90HZ帶通濾波器產(chǎn)生滿足美國專利5544665的規(guī)范的噪聲補(bǔ)救信號?？梢允褂脴?biāo)準(zhǔn)設(shè)計的音頻信號放大器和適當(dāng)尺寸的線圈84來完成補(bǔ)救信號發(fā)生器。在一個優(yōu)選實施例中，線圈應(yīng)是多于100匝并且電阻小于30歐姆的多匝線圈。例如，AWG36或AWG37銅線可被用于滿足線圈電阻和匝數(shù)的要求。在本實施例中，線圈84被配置成感測手機(jī)的RF發(fā)射，以及把線路86上的信號提供給無源RF檢測器32，以便放大輸入檢測器32的感測信號的強(qiáng)度。這種安排要求能夠有效地隔離感測的發(fā)射信號和補(bǔ)救噪聲信號。為了避免這種隔離要求，圖6中示出了圖1的實施例的變形例。在圖6中，與圖1的部分類似的部分用相同的附圖標(biāo)記來表示。被稱為喚醒天線的附加線圈90包括物理線匝或者壓印在本實施例的電子器件的PCB上的線圈。線圈90的作用是放大輸入檢測器32的感測信號的強(qiáng)度。在圖1的實施例的另一修改例中，省略了線圈84與無源RF檢測器32之間的連接線86，以使檢測器32僅依靠來自天線30的信號的強(qiáng)度。在圖7中，與圖1的部件相似的部件用相同標(biāo)號指示。消除了無源檢測器模塊和經(jīng)由該模塊的電源控制，因為確定即使沒有利用無源RF檢測器模塊，也可以將功耗保持在可接受水平；因此，未使用無源RF檢測器模塊。相反的是，該裝置在休眠模式(低功耗)下始終接通，并且周期性地喚醒(I秒鐘間隔)，以確定是否存在RF信號。RF信號檢測和分析模塊由天線92和RF檢測器94以及信號分析模塊96組成，其并入了和圖1和6的實現(xiàn)的功能相似的功能，RF檢測器94可操作以檢測可具有可能包含有害輻射的類型的RF發(fā)射信號。并且可操作以致動信號分析模塊96，在這種情況下，信號分析或處理模塊96更容易利用加載有軟件程序的微處理器來實現(xiàn)，該軟件程序識別通過天線感測的信號是話音發(fā)射還是數(shù)據(jù)發(fā)射以及發(fā)射協(xié)議的類型?；谠撔畔?，該軟件確定是否需要啟用保護(hù)信號和所保護(hù)信號的量值。因此，模塊96向電源控制單元98提供致動信號，該電源控制單元98可操作以接通針對補(bǔ)救信號控制模塊26和發(fā)生器模塊28的電源。
權(quán)利要求
1.一種減小或消除因曝露于通過發(fā)射RF信號來工作的個人通信設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場而引起的對人類或動物生命的潛在有害影響的設(shè)備，包括這樣的裝備，即，該裝備設(shè)置有用于減輕或消除RF信號的潛在有害影響的裝置，并且還設(shè)置有用于感測和分析RF場并且確定它們產(chǎn)生生物影響的能力的裝置，所述用于感測和分析RF場并且確定它們產(chǎn)生生物影響的能力的裝置啟動所述用于減輕或消除所測量的RF信號對人類或動物生命的潛在有害影響的裝置。
2.一種與發(fā)出潛在地對人類或動物生命有害的RF發(fā)射的個人通信設(shè)備相關(guān)的補(bǔ)救設(shè)備，所述補(bǔ)救設(shè)備包括用于感測所述RF發(fā)射的存在的傳感器裝置、用于評估RF發(fā)射以確定它們是否很可能造成生物影響的信號分析裝置、和補(bǔ)救信號發(fā)生器裝置，所述信號分析裝置被耦接成啟動所述補(bǔ)救信號發(fā)生器裝置，并且所述補(bǔ)救信號發(fā)生裝置被布置成在手機(jī)附近建立補(bǔ)救電磁場。
3.按照權(quán)利要求2所述的補(bǔ)救設(shè)備，其中，所述補(bǔ)救設(shè)備位于蜂窩電信手機(jī)內(nèi)。
4.按照權(quán)利要求3所述的補(bǔ)救設(shè)備，其中，所述補(bǔ)救設(shè)備包括位于手機(jī)的電池附近的整體組件，所述整體組件包括所述傳感器裝置、所述檢測裝置和補(bǔ)救場發(fā)生裝置。
5.按照權(quán)利 要求4所述的補(bǔ)救設(shè)備，包括用于建立所述補(bǔ)救電磁場的線圈，所述線圈位于所述電池附近并與所述補(bǔ)救場發(fā)生裝置連接。
6.按照權(quán)利要求2所述的補(bǔ)救設(shè)備，其中，所述補(bǔ)救設(shè)備適合于放置在蜂窩電信手機(jī)附近。
7.按照權(quán)利要求6所述的補(bǔ)救設(shè)備，其中，所述設(shè)備呈二維卡的形式。
8.按照權(quán)利要求3-7任意之一所述的補(bǔ)救設(shè)備，其中，所述傳感器裝置包含響應(yīng)于所述手機(jī)發(fā)出的RF發(fā)射的天線。
9.按照權(quán)利要求3-8任意之一所述的補(bǔ)救設(shè)備，其中，所述傳感器裝置包含或包括被配置成感測所述手機(jī)發(fā)出的RF發(fā)射的線圈。
10.按照權(quán)利要求2-9任意之一所述的補(bǔ)救設(shè)備，其中，所述分析裝置被布置成檢測作為可在對人類或動物生命具有潛在有害影響的頻率下發(fā)生的一系列脈沖發(fā)出的輻射，并且 其中，所述檢測裝置包含檢測級，所述檢測級包括用于在預(yù)定時間間隔內(nèi)對檢測的發(fā)射信號進(jìn)行積分的第一積分裝置、用于把檢測的發(fā)射信號饋送給在所述預(yù)定時間間隔內(nèi)對檢測的發(fā)射信號進(jìn)行積分的第二積分裝置的延時裝置、和在閾值或比較裝置中比較來自所述第一和第二積分裝置的積分值以確定所述發(fā)射是否具有相當(dāng)長的持續(xù)時間的裝置。
11.按照權(quán)利要求2-9任意之一所述的補(bǔ)救設(shè)備，其中，所述分析裝置包括用于檢測可包含潛在有害分量的RF發(fā)射的RF檢測級。
12.按照權(quán)利要求11所述的補(bǔ)救設(shè)備，其中，所述RF檢測級響應(yīng)于檢測到可包含潛在有害分量的RF發(fā)射而被布置成，接通檢測裝置的信號分析級的電力，該信號分析裝置被布置成對所檢測的RF發(fā)射進(jìn)行分析，以便進(jìn)行有關(guān)存在于發(fā)射信號中的分量是否為潛在有害分量的肯定確定，并且響應(yīng)于肯定確定接通對所述補(bǔ)救信號發(fā)生裝置的電力。
13.按照權(quán)利要求2-12任意之一所述的補(bǔ)救設(shè)備，其中，所述補(bǔ)救信號發(fā)生器裝置包括響應(yīng)于所述分析裝置的補(bǔ)救信號控制裝置、補(bǔ)救信號發(fā)生器、和用于在設(shè)備附近建立補(bǔ)救場的裝置，其中，補(bǔ)救信號控制裝置包括在足夠長以指示來自手機(jī)的輻射可潛在有害的第一預(yù)定時段內(nèi)監(jiān)測來自檢測裝置的輸出的監(jiān)測裝置，之后，補(bǔ)救控制裝置被布置成向補(bǔ)救信號發(fā)生器供電以在第二預(yù)定時段內(nèi)建立補(bǔ)救場。
14.按照權(quán)利要求13所述的補(bǔ)救設(shè)備，其中，補(bǔ)救信號控制裝置被布置成一旦被啟動至少部分地禁用分析裝置以降低電力消耗。
15.按照權(quán)利要求13或14所述的補(bǔ)救設(shè)備，其中，補(bǔ)救信號控制裝置被布置成在第一預(yù)定時段的結(jié)束復(fù)位所述監(jiān)測裝置，并等待來自分析裝置的進(jìn)一步的輸出。
16.按照權(quán)利要求2- 15所述的補(bǔ)救設(shè)備，其中，所述補(bǔ)救信號發(fā)生裝置包括數(shù)字噪聲發(fā)生器，所述數(shù)字噪聲發(fā)生器通過數(shù)-模轉(zhuǎn)換裝置和濾波裝置被耦接，以便提供模擬形式的補(bǔ)救信號。
17.按照權(quán)利要求13-16任意之一所述的補(bǔ)救設(shè)備，其中，所述補(bǔ)救信號控制裝置和/或所述補(bǔ)救信號發(fā)生器包含用算法編碼以執(zhí)行所述補(bǔ)救信號控制裝置和/或所述補(bǔ)救信號發(fā)生器的功能的微控制器。
18.按照權(quán)利要 求13-17任意之一所述的補(bǔ)救設(shè)備，包括用于控制電源的電源控制裝置，并且其中，所述分析裝置被布置成向電源控制裝置提供使能信號，以便向所述補(bǔ)救信號發(fā)生裝置供電。
19.按照任意前述權(quán)利要求所述的補(bǔ)救設(shè)備，包括用于在設(shè)備附近建立補(bǔ)救場的裝置，該裝置包含用于建立補(bǔ)救電磁場的線圈。
全文摘要
一種適合于安裝在蜂窩手機(jī)或者其它個人通信設(shè)備內(nèi)或者與所述蜂窩手機(jī)或者其它個人通信設(shè)備相鄰地放置、用于補(bǔ)救RF發(fā)射對人類或動物生命的潛在有害影響的設(shè)備，該設(shè)備包括響應(yīng)于手機(jī)所產(chǎn)生的RF輻射的存在的天線、用于識別所檢測的RF發(fā)射的類型的信號分析裝置，所述信號分析裝置被耦接成啟動補(bǔ)救信號發(fā)生裝置，所述補(bǔ)救信號發(fā)生裝置被布置成向線圈提供噪聲信號，所述線圈用于在手機(jī)附近提供電磁場，以瓦解RF發(fā)射的潛在有害影響。
文檔編號A61N1/16GK103181087SQ201180051202
公開日2013年6月26日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月1日
發(fā)明者L·M·佩納菲爾 申請人:特拉斯特電池愛爾蘭有限公司