專利名稱：射頻發(fā)射的檢測(cè)和評(píng)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(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)對(duì)他們的潛在不利影響的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
就電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)對(duì)生命系統(tǒng)的影響來(lái)說(shuō)，存在許多矛盾的觀點(diǎn)。然而，某些場(chǎng)會(huì)對(duì)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(zhǎng)期的，它們的完全影響還未被認(rèn)識(shí)到。電動(dòng)設(shè)備的使用在全球已顯著增加。所有電動(dòng)設(shè)備都具有與它們相關(guān)聯(lián)的電磁場(chǎng)發(fā)射，所述電磁場(chǎng)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(hào)并緊鄰人體使用的設(shè)備，比如蜂窩電話和其它個(gè)人通信設(shè)備。有爭(zhēng)論的是按照其生產(chǎn)這些設(shè)備并建立對(duì)這些設(shè)備的用戶的RF曝露極限的安全標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)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(cè)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(guó)專利5544665涉及保護(hù)生命系統(tǒng)免受電磁場(chǎng)的有害影響，并指出某些場(chǎng)會(huì)影響鳥氨酸脫羧酶。該專利指出如果通過(guò)打開(kāi)和關(guān)閉電磁場(chǎng)或者在電磁場(chǎng)上疊加電磁噪聲場(chǎng)來(lái)改變有害的電磁場(chǎng)，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(chǎng)的相關(guān)特性以小于5秒的時(shí)間間隔，最好每隔0.1 I秒變化時(shí)，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(guó)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(duì)蜂窩電話的應(yīng)用。EMX公司已推銷了利用在美國(guó)專利5544665中說(shuō)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(shí)，這些電池產(chǎn)生疊加在本地RF場(chǎng)上的噪聲電磁場(chǎng)，從而使總場(chǎng)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(guò)監(jiān)測(cè)從電池到電話的電流的流動(dòng)，并以此作為確定電話何時(shí)正在發(fā)射很可能產(chǎn)生生物影響的RF場(chǎng)的間接手段，來(lái)實(shí)現(xiàn)噪聲的啟動(dòng)。這種啟動(dòng)技術(shù)非常適合于老式的電話，但被證明對(duì)新式的電話來(lái)說(shuō)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(dòng))并且會(huì)導(dǎo)致噪聲的錯(cuò)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(lè)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了這些問(wèn)題。因此，本發(fā)明提供了一種減小或消除因曝露于通過(guò)發(fā)射RF信號(hào)來(lái)工作的設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)而引起的對(duì)人類或動(dòng)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(hào)的潛在有害影響的裝置，并且還設(shè)置有感測(cè)和分析RF場(chǎng)并且確定它們產(chǎn)生生物影響的能力的裝置，所述感測(cè)和分析RF場(chǎng)并且確定它們產(chǎn)生生物影響的能力的裝置啟動(dòng)減小或消除所測(cè)量的RF信號(hào)對(duì)人類或動(dòng)物生命的可能有害影響的裝置。本發(fā)明可應(yīng)用于通過(guò)發(fā)射對(duì)人類或動(dòng)物生命潛在有害的RF信號(hào)來(lái)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(gè)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(guò)10秒的時(shí)間，那么RF輻射會(huì)導(dǎo)致可能有害的影響，并且如果有規(guī)律的時(shí)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(chǎng)，以產(chǎn)生時(shí)間上不規(guī)則(意味著不具有在時(shí)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(chǎng)。優(yōu)選噪聲場(chǎng)(下面被稱為補(bǔ)救信號(hào))的使用，因?yàn)樗试S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(gè)人通信設(shè)備。在優(yōu)選實(shí)施例中，利用產(chǎn)生補(bǔ)救信號(hào)的裝置來(lái)抑制RF輻射的可能有害影響，所述補(bǔ)救信號(hào)被疊加在RF信號(hào)上，以提供不規(guī)則并因此沒(méi)有生物影響后果的組合信號(hào)?？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(dòng)，以便利用電池的電力來(lái)產(chǎn)生補(bǔ)救信號(hào)場(chǎng)(本質(zhì)上主要是磁場(chǎng))。感測(cè)并識(shí)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(shí)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(shí)質(zhì)上以單個(gè)整體組件的形式來(lái)形成本發(fā)明的設(shè)備，所述單個(gè)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(gè)人通信設(shè)備內(nèi)，而幾乎不對(duì)所述設(shè)備進(jìn)行修改或不對(duì)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(hào)場(chǎng)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(shí)被放置在手機(jī)附近，以提供補(bǔ)救信號(hào)。例如，可以按具有信用卡尺寸和形狀的卡式物品的形式來(lái)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(hào)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(shuō)，本發(fā)明提供了一種與發(fā)出可能對(duì)人類或動(dòng)物生命有害的RF發(fā)射的個(gè)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(cè)所述RF發(fā)射的存在的傳感器裝置、用于評(píng)估RF發(fā)射以確定它們是否有可能造成生物影響的信號(hào)分析裝置、和補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生器裝置，所述信號(hào)分析裝置被耦合成啟動(dòng)所述補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生器裝置，所述補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生器裝置被安排成在手機(jī)附近建立補(bǔ)救電磁場(chǎng)。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(cè)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(chǎng)的線圈可被配置成檢測(cè)RF發(fā)射。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有天線組件，但附隨的缺點(diǎn)是需要用例如雙工系統(tǒng)來(lái)配置線圈，以便進(jìn)行雙向操作。雖然理論上可以采用感測(cè)RF發(fā)射的生成的其它方法，例如，感測(cè)設(shè)備中的大的電流波動(dòng)，然而這些方法會(huì)需要稍微打亂或修改設(shè)備。這會(huì)造成另外的困難，尤其是對(duì)蜂窩電話手機(jī)來(lái)說(shuō)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(píng)估所感測(cè)輻射的所述信號(hào)分析裝置可以包括:用于與信號(hào)分析裝置一起檢測(cè)可包含潛在有害分量的RF發(fā)射的RF檢測(cè)級(jí)，該信號(hào)分析裝置被設(shè)置成，對(duì)所檢測(cè)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(hào)中的分量是否為潛在有害分量的肯定的確定。RF檢測(cè)級(jí)被設(shè)置成向信號(hào)分析裝置提供致動(dòng)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，RF檢測(cè)級(jí)包括無(wú)源檢測(cè)級(jí)，和后面的包括所述信號(hào)分析裝置的有源檢測(cè)級(jí)。無(wú)源檢測(cè)級(jí)被布置成監(jiān)測(cè)來(lái)自手機(jī)的RF發(fā)射，并整流和積分RF發(fā)射信號(hào)。比較一個(gè)或多個(gè)延遲的檢測(cè)信號(hào)和當(dāng)前檢測(cè)信號(hào)，以便確定是否存在持續(xù)時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)，很可能造成生物影響的RF輻射。這是語(yǔ)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(hào)。無(wú)源檢測(cè)級(jí)的工作不需要電力，依賴于接收信號(hào)的強(qiáng)度并因此可以連續(xù)工作，而不存在對(duì)電源的任何消耗。為了確保感測(cè)的RF信號(hào)具有足夠的強(qiáng)度以便檢測(cè)，用于建立補(bǔ)救場(chǎng)的線圈另外可被配置成感測(cè)RF發(fā)射，并向檢測(cè)裝置提供附加信號(hào)，如下所述。無(wú)源檢測(cè)級(jí)的目的是喚醒有源檢測(cè)級(jí)，以允許更準(zhǔn)確檢測(cè)RF信息和啟用其它系統(tǒng)組件。響應(yīng)于無(wú)源檢測(cè)級(jí)生成電源控制信號(hào)，有源檢測(cè)級(jí)被啟動(dòng)，并且所述有源檢測(cè)級(jí)包括需要工作電源的電路。有源組件的使用允許天線信號(hào)的功率放大和更精確取樣。有源檢測(cè)級(jí)中的電路組件可被配置成執(zhí)行與無(wú)源檢測(cè)級(jí)相似的功能，即，比較積分和平均化的天線信號(hào)與閾值。有源檢測(cè)級(jí)在連續(xù)的時(shí)間間隔檢測(cè)天線信號(hào)，并生成能夠呈現(xiàn)不同狀態(tài)以指示所檢測(cè)信號(hào)的類型的信號(hào)。有源級(jí)的信號(hào)檢測(cè)時(shí)間間隔最好應(yīng)處于IOOms與Is之間。有源檢測(cè)器的輸出被用于經(jīng)補(bǔ)救信號(hào)控制模塊來(lái)啟動(dòng)補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生器。另外，所述信號(hào)分析裝置信號(hào)對(duì)所感測(cè)的RF信號(hào)的特征進(jìn)行準(zhǔn)確且可靠的確定，具體來(lái)說(shuō)，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(hào)分析裝置可以向電源控制模塊提供啟動(dòng)信號(hào)，以使能向所述補(bǔ)救信號(hào)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(hào)控制模塊，所述補(bǔ)救信號(hào)控制模塊向電源提供控制信號(hào)和向補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生器模塊提供控制信號(hào)，以便生成期望形式的補(bǔ)救信號(hào)。補(bǔ)救信號(hào)控制模塊響應(yīng)于來(lái)自RF檢測(cè)級(jí)的輸出，并最好包括用于執(zhí)行用于控制補(bǔ)救信號(hào)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(cè)級(jí)收到連續(xù)輸出之前，控制模塊等待約I秒的時(shí)間，隨后請(qǐng)求電源單元向發(fā)生器模塊供電，使得在約3秒的時(shí)間段生成補(bǔ)救信號(hào)。約I秒的等待期是重要的，因?yàn)樗砹?RF信號(hào)的存在會(huì)在生命組織中觸發(fā)響應(yīng)的最小時(shí)間段。手機(jī)產(chǎn)生的時(shí)段小于該最小時(shí)段的任何輻射都被認(rèn)為不需要補(bǔ)救行動(dòng)。基于方便起見(jiàn)，選擇3秒的時(shí)段，因?yàn)槿绻鰰r(shí)段更長(zhǎng)，則會(huì)在不需要補(bǔ)救場(chǎng)的時(shí)候生成補(bǔ)救場(chǎng)，較短的時(shí)段則會(huì)導(dǎo)致電路內(nèi)的過(guò)多開(kāi)關(guān)操作。在所述3秒時(shí)段結(jié)束時(shí)，控制模塊被復(fù)位，除非或者直到再次從RF檢測(cè)級(jí)出現(xiàn)連續(xù)信號(hào)。補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生器模塊可包括如在美國(guó)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(guò)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(hào)，所述線圈提供在手機(jī)附近建立補(bǔ)救場(chǎng)的裝置。


下面參考附圖，舉例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)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(shí)施例的無(wú)源RF檢測(cè)級(jí)的更詳細(xì)方框圖；圖3是圖解說(shuō)明圖1的補(bǔ)救信號(hào)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(shí)施例的變形例的示意方框圖；以及圖7是圖1的實(shí)施例的、未采用無(wú)源檢測(cè)模塊的修改例的示意方框圖。
具體實(shí)施例方式所有電磁輻射都由振蕩的電場(chǎng)和磁場(chǎng)組成，頻率(波每秒振蕩的次數(shù))決定了振蕩的電場(chǎng)和磁場(chǎng)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(jì)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(wàn)次，GHz是每秒振蕩十億次。30KHz 300GHz的頻率廣泛用于電信(包括無(wú)線電廣播和電視廣播)，并包含射頻頻帶。蜂窩移動(dòng)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(duì)人類和動(dòng)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(wú)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(shí)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(yǔ)音、音樂(lè)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(hào)要攜帶的信息來(lái)改變載波信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)的處理被稱為調(diào)制?？赏ㄟ^(guò)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(duì)AM(調(diào)幅)傳輸來(lái)說(shuō),用語(yǔ)音或音樂(lè)產(chǎn)生的麥克風(fēng)電信號(hào)被用于改變載波的振幅,使得在任意時(shí)刻，使RF載波的大小或振幅與調(diào)制電信號(hào)的大小成比例。在FM(調(diào)頻)中，載波的瞬時(shí)頻率偏離載頻，偏離量取決于調(diào)制信號(hào)的強(qiáng)度。調(diào)相(PM)是一種把信息表示成載頻的瞬時(shí)相位的變化的調(diào)制形式。FM和PM普遍用于目前的無(wú)線電通信。移動(dòng)電話(蜂窩電話)利用無(wú)線電通信來(lái)發(fā)送和接收信息(話音消息、文本消息、電子郵件、傳真、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、下載信息等)。射頻信號(hào)從電話傳送給最近的基站，并且輸入信號(hào)(攜帶來(lái)自電話用戶所收聽(tīng)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?dòng)電話鏈接到移動(dòng)和固定電話網(wǎng)絡(luò)的其余部分。一旦信號(hào)到達(dá)基站，信號(hào)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(gè)基站提供對(duì)被稱為小區(qū)的地理區(qū)域的無(wú)線電覆蓋。基站(BS)通過(guò)移動(dòng)服務(wù)交換中心(MSC)相互連接，移動(dòng)服務(wù)交換中心跟蹤呼叫，并且當(dāng)呼叫者從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)轉(zhuǎn)移所述呼叫。理想的網(wǎng)絡(luò)可被設(shè)計(jì)成由六邊形蜂窩網(wǎng)組成，每個(gè)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(dòng)電話用戶總是留在基站的范圍內(nèi)。如果沒(méi)有在合適位置的足夠基站，那么移動(dòng)電話將不工作。如果帶有移動(dòng)電話的某人開(kāi)始離開(kāi)一個(gè)小區(qū)并進(jìn)入另一個(gè)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(yǔ)音時(shí)(因?yàn)檫@通常是蜂窩電話緊鄰頭部，并且持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間產(chǎn)生發(fā)射輻射的時(shí)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(dòng)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(cè)裝置感測(cè)到，所述傳感器和檢測(cè)裝置隨后將啟動(dòng)補(bǔ)救信號(hào)(噪聲)發(fā)生器裝置，所述補(bǔ)救信號(hào)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(cè)裝置還檢測(cè)何時(shí)不再生成潛在有害輻射并停用補(bǔ)救信號(hào)，直到下一次需要所述補(bǔ)救信號(hào)為止。補(bǔ)救信號(hào)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(hào)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(shí)施例的一個(gè)重要方面在于，輻射傳感器和檢測(cè)器以及補(bǔ)救信號(hào)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(guò)使用與電話的電池相結(jié)合的包含所述傳感器和檢測(cè)器以及補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生器的小型化印刷電路來(lái)實(shí)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?yàn)榘景l(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(duì)于標(biāo)準(zhǔn)等同電池，電池容量減小程度最小的電池。參見(jiàn)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(cè)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(shí)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(guò)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(cè)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?yàn)榕c未調(diào)制的RF信號(hào)相比，其振幅以超低頻(ELF)的振蕩頻率規(guī)則振蕩的RF信號(hào)已被證明更可能引起可測(cè)量的生物反應(yīng)。GSM信號(hào)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(hào)可能導(dǎo)致生物影響。本實(shí)施例公開(kāi)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(hào)時(shí)，生成ELF噪聲磁場(chǎng)的設(shè)備。這是語(yǔ)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(lái)感測(cè)RF信號(hào)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(hào)的啟動(dòng)裝置，所述補(bǔ)救信號(hào)含有考慮到生物細(xì)胞對(duì)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(shí)施例中說(shuō)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(kāi)啟補(bǔ)救信號(hào)時(shí)，所述功耗增大。
圖1示出了本優(yōu)選實(shí)施例的主要組件的示意方框圖。圖中示出了四個(gè)主要模塊:RF信號(hào)檢測(cè)模塊20，電源控制模塊22，電源24，補(bǔ)救信號(hào)控制模塊26和補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生器模塊28。RF信號(hào)檢測(cè)和分析模塊20包括天線30，天線30直接耦接到無(wú)源RF檢測(cè)器32，并且直接與有源RF檢測(cè)器34耦接。天線可被調(diào)諧成在任意的常見(jiàn)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(shí)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(wú)源RF檢測(cè)器32的作用是連續(xù)監(jiān)測(cè)電話的RF發(fā)射以及提供控制信號(hào)以啟動(dòng)消耗更多電力的其它組件。在圖2中進(jìn)一步示出了無(wú)源RF檢測(cè)器32。在該優(yōu)選實(shí)施例中，無(wú)源RF檢測(cè)器不需要任何外部電力，依賴于來(lái)自天線20的接收信號(hào)以及來(lái)自線圈84的信號(hào)86的強(qiáng)度，如后所述。參見(jiàn)圖2，無(wú)源RF檢測(cè)器前端36可利用單或雙二極管檢測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選提供全波整流的雙二極管檢測(cè)器結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗€能夠用于向無(wú)源RF檢測(cè)器的其它組件提供電力。這種方法通常被用來(lái)啟動(dòng)無(wú)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(duì)可用于此用途。無(wú)源RF檢測(cè)器最好應(yīng)被配置成只檢測(cè)話音RF發(fā)射。然而，它也可檢測(cè)其它RF信號(hào)。因此，為了確保檢測(cè)到話音RF信號(hào)，需要比較連續(xù)的測(cè)量結(jié)果。這可例如通過(guò)對(duì)RF前端輸出取樣三次，使得每個(gè)樣本相對(duì)于下一個(gè)樣本被延遲一定的延遲時(shí)間t，隨后比較這三個(gè)樣本來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果所述三個(gè)樣本在彼此的設(shè)定閾值的范圍內(nèi)，那么確定該RF信號(hào)可能是話音RF信號(hào)。取樣應(yīng)當(dāng)通過(guò)在時(shí)間間隔Ti (最好在50ms 100ms)內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行積分來(lái)實(shí)現(xiàn)，連續(xù)的樣本被延遲相同的時(shí)間Ti。如圖2中所示，這是通過(guò)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(lái)實(shí)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(wú)源RF信號(hào)檢測(cè)器的單元48產(chǎn)生用于電源控制模塊的三個(gè)開(kāi)/關(guān)控制信號(hào)(所有開(kāi)/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(cè)器34提供電力。有源RF檢測(cè)器34直接耦接到天線30。當(dāng)檢測(cè)到通話模式信號(hào)時(shí)，有源RF檢測(cè)器34被加電。有源RF檢測(cè)器34用來(lái)更精確和可靠地測(cè)量通話模式信號(hào)。它可利用商用現(xiàn)貨組件來(lái)實(shí)現(xiàn)。如同無(wú)源RF檢測(cè)器一樣，應(yīng)當(dāng)通過(guò)在時(shí)間間隔Tia(最好約50ms)內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行積分來(lái)實(shí)現(xiàn)取樣。兩個(gè)連續(xù)的測(cè)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(kāi)或關(guān)信號(hào)。有源RF檢測(cè)器的輸出是在連續(xù)的IOOms時(shí)間間隔內(nèi)更新的一系列開(kāi)/關(guān)值。有源RF檢測(cè)器的功能也可利用無(wú)源RF檢測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，這種選擇要求細(xì)致的調(diào)整，以使錯(cuò)誤的正話音發(fā)射檢測(cè)降至最少。有源RF檢測(cè)器34的輸出被應(yīng)用于補(bǔ)救信號(hào)控制模塊26。響應(yīng)于來(lái)自無(wú)源RF檢測(cè)器32的控制信號(hào)，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(gè)電源控制信號(hào)，一個(gè)是來(lái)自無(wú)源RF檢測(cè)器的關(guān)于所有有源組件的電源控制信號(hào)(所有開(kāi)/關(guān)控制P) 50，另外兩個(gè)來(lái)自補(bǔ)救信號(hào)控制模塊26: —個(gè)用于有源RF檢測(cè)器34 (有源開(kāi)/關(guān)控制)52、一個(gè)用于所有有源組件(所有開(kāi)/關(guān)控制A) 54。信號(hào)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(gè)信號(hào)為0N，則電源控制模塊22提供啟動(dòng)由電源供電的所有組件的信號(hào)。補(bǔ)救信號(hào)控制模塊26經(jīng)禁用電路58來(lái)提供啟用/禁用信號(hào)(有源開(kāi)/關(guān)控制)52，以減少有源RF檢測(cè)器34的電力消耗，如下所述。在所述優(yōu)選實(shí)施例中，電源是蜂窩電話電池組，然而也可以使用另一個(gè)電源，例如，備用電池。補(bǔ)救信號(hào)控制模塊26并入有根據(jù)來(lái)自RF檢測(cè)模塊20的輸入來(lái)控制補(bǔ)救信號(hào)的啟動(dòng)的規(guī)則。該模塊可以用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，然而最容易是利用例如微控制器用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖3示出了補(bǔ)救信號(hào)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(cè)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(shí)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(duì)補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生器模塊28施加信號(hào)，使得在方框64、66，在時(shí)間間隔Tp(最好約3s)啟用補(bǔ)救信號(hào)。更短的時(shí)間OlOOms)將要求更頻繁地檢測(cè)RF信號(hào)。更長(zhǎng)的時(shí)間會(huì)把功耗增大到不可接受的程度。對(duì)于補(bǔ)救信號(hào)為ON的前2s (或者當(dāng)Tp>ls時(shí)，(Tp-1) s)，針對(duì)有源RF檢測(cè)器的電源控制信號(hào)被設(shè)定成0FF，以降低功耗(有源開(kāi)/關(guān)控制OFF)。在方框68、70、72，在所述2秒時(shí)間間隔結(jié)束時(shí)，獲取和比較方框被復(fù)位，并重復(fù)確定補(bǔ)救信號(hào)的狀態(tài)的檢查循環(huán)。如果在比較和控制方框中測(cè)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(hào)被設(shè)定成0FF(所有開(kāi)/關(guān)控制OFF)，并且設(shè)備恢復(fù)成以無(wú)源模式監(jiān)測(cè)來(lái)自電話的RF信號(hào)。如在美國(guó)專利5544665和相關(guān)專利中所述，通過(guò)利用模擬電路或混合模擬/數(shù)字電路，補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生器模塊28可被實(shí)現(xiàn)成電磁噪聲。為了這種應(yīng)用的目的，通過(guò)把微控制器用于數(shù)字部分，優(yōu)選實(shí)施例可采用混合模擬/數(shù)字方法。這是有利的，因?yàn)檠a(bǔ)救信號(hào)控制模塊的優(yōu)選實(shí)施例還使用可被用于實(shí)現(xiàn)兩種功能的微控制器。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，數(shù)字噪聲發(fā)生器80可被實(shí)現(xiàn)成由被施加輸入時(shí)鐘信號(hào)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(shí)鐘頻率，以獲得期望的序列重復(fù)率。例如，在4KHz的時(shí)鐘頻率和18級(jí)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(guò)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?hào)。例如，3比特DAC和30-90HZ帶通濾波器產(chǎn)生滿足美國(guó)專利5544665的規(guī)范的噪聲補(bǔ)救信號(hào)?？梢允褂脴?biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的音頻信號(hào)放大器和適當(dāng)尺寸的線圈84來(lái)完成補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生器。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)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(shí)施例中，線圈84被配置成感測(cè)手機(jī)的RF發(fā)射，以及把線路86上的信號(hào)提供給無(wú)源RF檢測(cè)器32，以便放大輸入檢測(cè)器32的感測(cè)信號(hào)的強(qiáng)度。這種安排要求能夠有效地隔離感測(cè)的發(fā)射信號(hào)和補(bǔ)救噪聲信號(hào)。為了避免這種隔離要求，圖6中示出了圖1的實(shí)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(lái)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(shí)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(cè)器32的感測(cè)信號(hào)的強(qiáng)度。在圖1的實(shí)施例的另一修改例中，省略了線圈84與無(wú)源RF檢測(cè)器32之間的連接線86，以使檢測(cè)器32僅依靠來(lái)自天線30的信號(hào)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(hào)指示。消除了無(wú)源檢測(cè)器模塊和經(jīng)由該模塊的電源控制，因?yàn)榇_定即使沒(méi)有利用無(wú)源RF檢測(cè)器模塊，也可以將功耗保持在可接受水平；因此，未使用無(wú)源RF檢測(cè)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(hào)。RF信號(hào)檢測(cè)和分析模塊由天線92和RF檢測(cè)器94以及信號(hào)分析模塊96組成，其并入了和圖1和6的實(shí)現(xiàn)的功能相似的功能，RF檢測(cè)器94可操作以檢測(cè)可具有可能包含有害輻射的類型的RF發(fā)射信號(hào)。并且可操作以致動(dòng)信號(hào)分析模塊96，在這種情況下，信號(hào)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(lái)實(shí)現(xiàn)，該軟件程序識(shí)別通過(guò)天線感測(cè)的信號(hào)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(hào)和所保護(hù)信號(hào)的量值。因此，模塊96向電源控制單元98提供致動(dòng)信號(hào)，該電源控制單元98可操作以接通針對(duì)補(bǔ)救信號(hào)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(guò)發(fā)射RF信號(hào)來(lái)工作的個(gè)人通信設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)而引起的對(duì)人類或動(dòng)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(hào)的潛在有害影響的裝置，并且還設(shè)置有用于感測(cè)和分析RF場(chǎng)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(cè)和分析RF場(chǎng)并且確定它們產(chǎn)生生物影響的能力的裝置啟動(dòng)所述用于減輕或消除所測(cè)量的RF信號(hào)對(duì)人類或動(dòng)物生命的潛在有害影響的裝置。
2.一種與發(fā)出潛在地對(duì)人類或動(dòng)物生命有害的RF發(fā)射的個(gè)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(cè)所述RF發(fā)射的存在的傳感器裝置、用于評(píng)估RF發(fā)射以確定它們是否很可能造成生物影響的信號(hào)分析裝置、和補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生器裝置，所述信號(hào)分析裝置被耦接成啟動(dòng)所述補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生器裝置，并且所述補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生裝置被布置成在手機(jī)附近建立補(bǔ)救電磁場(chǎng)。
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(cè)裝置和補(bǔ)救場(chǎng)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(chǎng)的線圈，所述線圈位于所述電池附近并與所述補(bǔ)救場(chǎng)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(cè)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(cè)作為可在對(duì)人類或動(dòng)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(cè)裝置包含檢測(cè)級(jí)，所述檢測(cè)級(jí)包括用于在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)檢測(cè)的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行積分的第一積分裝置、用于把檢測(cè)的發(fā)射信號(hào)饋送給在所述預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)檢測(cè)的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行積分的第二積分裝置的延時(shí)裝置、和在閾值或比較裝置中比較來(lái)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(zhǎng)的持續(xù)時(shí)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(cè)可包含潛在有害分量的RF發(fā)射的RF檢測(cè)級(jí)。
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(cè)級(jí)響應(yīng)于檢測(cè)到可包含潛在有害分量的RF發(fā)射而被布置成，接通檢測(cè)裝置的信號(hào)分析級(jí)的電力，該信號(hào)分析裝置被布置成對(duì)所檢測(cè)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(hào)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(duì)所述補(bǔ)救信號(hào)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(hào)發(fā)生器裝置包括響應(yīng)于所述分析裝置的補(bǔ)救信號(hào)控制裝置、補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生器、和用于在設(shè)備附近建立補(bǔ)救場(chǎng)的裝置，其中，補(bǔ)救信號(hào)控制裝置包括在足夠長(zhǎng)以指示來(lái)自手機(jī)的輻射可潛在有害的第一預(yù)定時(shí)段內(nèi)監(jiān)測(cè)來(lái)自檢測(cè)裝置的輸出的監(jiān)測(cè)裝置，之后，補(bǔ)救控制裝置被布置成向補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生器供電以在第二預(yù)定時(shí)段內(nèi)建立補(bǔ)救場(chǎng)。
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(hào)控制裝置被布置成一旦被啟動(dòng)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(hào)控制裝置被布置成在第一預(yù)定時(shí)段的結(jié)束復(fù)位所述監(jiān)測(cè)裝置，并等待來(lái)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(hào)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(guò)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(hào)。
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(hào)控制裝置和/或所述補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生器包含用算法編碼以執(zhí)行所述補(bǔ)救信號(hào)控制裝置和/或所述補(bǔ)救信號(hào)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(hào)，以便向所述補(bǔ)救信號(hào)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(chǎng)的裝置，該裝置包含用于建立補(bǔ)救電磁場(chǎng)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(gè)人通信設(shè)備內(nèi)或者與所述蜂窩手機(jī)或者其它個(gè)人通信設(shè)備相鄰地放置、用于補(bǔ)救RF發(fā)射對(duì)人類或動(dòng)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(shí)別所檢測(cè)的RF發(fā)射的類型的信號(hào)分析裝置，所述信號(hào)分析裝置被耦接成啟動(dòng)補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生裝置，所述補(bǔ)救信號(hào)發(fā)生裝置被布置成向線圈提供噪聲信號(hào)，所述線圈用于在手機(jī)附近提供電磁場(chǎng)，以瓦解RF發(fā)射的潛在有害影響。
文檔編號(hào)A61N1/16GK103181087SQ201180051202
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)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(qǐng)人:特拉斯特電池愛(ài)爾蘭有限公司