DASY4 DASY4 晶復科技 晶復科技 主講人：劉世樺 主講人：劉世樺. 用途  用途 : 用來量測 SAR, 何謂  用途 : 用來量測 SAR, 何謂 SAR (Specific Absorption Rate): 特定吸收率 ( 人體組織吸收行動電話或其他無 線裝置所發出之電磁輻射的速率.

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1 DASY4 DASY4 晶復科技 晶復科技 主講人：劉世樺 主講人：劉世樺

2 用途  用途 : 用來量測 SAR, 何謂  用途 : 用來量測 SAR, 何謂 SAR (Specific Absorption Rate): 特定吸收率 ( 人體組織吸收行動電話或其他無 線裝置所發出之電磁輻射的速率 ) 主要量測手機在動 作時，所發射出來的輻射對人體的影響。測出的數 值有分為 1g 和 10g 範圍， 1g 代表美規，法令規定範 圍在 1.6 以下 ;10g 則代表歐規，法令規定範圍在 2.0 以下，其相關規範在法令 50361 、 1528 內有詳細規 範。

3 SAR Definition The time derivative (rate) of the incremental energy (dW) absorbed by (dissipated in) an incremental mass (dm) contained in a volume element (dV) of a given density (ρ ). SAR is expressed in units of watts per kilogram (W/kg)

4 Where: σ = conductivity of the tissue (S/m) ρ = mass density of the tissue (kg/m³) E = rms electric field strength (V/m) SAR can be related to the electric field at a point by

5 SAR can be related to the increase in temperature at a point by Where: ΔT= change in temperature (˚C) Δt = duration of exposure (s) c = specific heat capacity (J/kg˚C)

6 SAR can be related to the current density at a point by Where: σ = conductivity of the tissue (S/m) ρ = mass density of the tissue (kg/m³) J = magnitude of the induced current density in the body tissue (A/m )

7 FCC Limitation (1) (A) Limits for Occupational/Controlled Exposure (W/kg) (B) Limits for General Population/Uncontrolled Exposure (W/kg) Whole-BodyPartial-BodyHands,Wrists,Feet and Ankles 0.081.64.0 Whole-BodyPartial-BodyHands,Wrists,Feet and Ankles 0.48.020 If for Europe:Partial-Body = 2 W/kg

8 SAR 量測協定  設定協定 1. 測量設定必須符合所有不確評估。 2. 所有的設備在適當的週期內應重新校正， 通常為一年。 3. 在量測的 24 小時內應評估系統之功能 在 其規格之內。

9 無線裝置在量測時的操作條件  裝置所有之操作模式都應被量測。  在 test mode 或一般操作模式下之時間平均的天線輸入功率應大於等於 真實使用時之輸入。 1.Analog, FDMA Modes ：通常用 test mode 來發射連續波 (CW) 信號。 2. TDMA Modes ：最好用 test mode ，可用模擬基地台。 3. CDMA Modes ：通常與 1) 相同。 若使用樣版則必須與一般商售產品有相同之 RF 特性。

10 測試頻率  應測試高、中、低三個頻道，組織液應符合中間頻率之 介電常數。  GSM850 CH128,CH190,CH251(ε’=41.5,σ=0.9)  EGSM CH975,CH38,CH124(ε’=41.5,σ=0.97)  DCS CH512,CH700,CH885(ε’=40.5,σ=1.2)  PCS CH512,CH661,CH885(ε’=40.0,σ=1.4)

11 輸出功率  應設定在最大的 Power level 。  電池應充滿。  測試步驟應能測定過程中 power 之衰減。 組態 一. 天線若為伸縮式，則二種狀態皆需量測。 二. 若有會影響結果之附屬件，則需連附件一起量測。

12 裝置之擺設

13 Test Positions Cheek or Touch position Tilted position (15°)

14 建議掃描  部份軀體之 SAR 通常以一立體中 1g 及 10g 之平均值 來定義。手機應在一般使用狀態置於充滿模擬組織 液之下測量。測試時先以整個平面掃描區域最大值 的位置。再行量測其空間的 SAR 峰值。通常區域最 大值發生在 phantom 的表面且無法直接以 field sensor 來量測。原因為其 sensor 實際量測點通常在 tip 上 2-4mm 。另外，若 phantom 表面與 probe tip 之 距離小於 tip 之半徑可能會發生重大誤差 (>20%) ，此 即邊界效應 (boundary effect) 。場的變形導致介質 邊界與 probe 的相互影響，然而少於 probe tip 半徑之 精確量測仍可藉補償演算法實現。

15 區域掃描  平面掃描至少應包含手機及天線之範圍。  量測點距 phantom 內部表面應少於 8mm( 變化量應少於 ±0.5mm)  量測點間距應能偵測區域最大值之定位精確於 ±5mm 以下。  若掃描出若干峰值，差距在 2dB 之內，則皆需以 zoom 之掃描 方式 ( 即 cube 5x5x7) 評估之。因為陡峭的梯度可能平均出較 低之 SAR 值，而較緩之梯度則可能產生較高之 SAR 值。

16 Zoom scan 掃描  FCC 的 Zoom scan 為 5X5X7  CE 的 Zoom scan 為 7X7X7  DGT 的 Zoom scan 為 5X5X7

17 FCC 和 DGT Zoom scan 設法

18 CE Zoom scan 設法

19 建議作法及程序  方法驗證 (Validation): 應於量測前 24 小時內實施 。  測試環境 1. 任何物質、干擾源應距離待測物 50cm 以上。 2. 若無法實現，應藉有及無干擾物之量測來評估其影響。 3. 其影響應小於 3% 。 4. 至少每年應評估一次或於系統效能出現不尋常之時。

20  量測室溫 : 應維持於 18-25 ℃。  介電參數之量測 : 1. 液體之介電常數應在目標值 ±5% 之內。 2. 確保液體溫度維持在量測介電常數時的溫 度 ±2 ℃之內。 度 ±2 ℃之內。

21 測量空間之 SAR 峰值  量測參考功率 : 1. 取參考值以顯示 power 在測量過程中之變化。 2. 應於耳部周圍 ±10mm 處取與 phantom 表面上不超過 10mm 處取之。  區域掃描 : 1. 若峰值在區域之邊緣，在可能的情況下應加大範圍重新量測。

22  Zoom 掃描 : 1. 若峰值區域接觸到 zoom 的任一邊，必須 zoom 之 中心置於峰值區域之中心重新量測。 中心置於峰值區域之中心重新量測。 2. 在 Area scan 量測到其他峰值且在最大峰值之 -2dB 之內，應用 zoom 評估每個峰值 。 之內，應用 zoom 評估每個峰值 。  量測參考功率 1. 比較其差異，若大於 ±5% ，則重新量測或在結果 中加入差異之評估。 中加入差異之評估。

23 最大 SAR 峰值之選定  FCC 為高中低頻率全部測試, 測試頻段為 GSM850 和 PCS Band, 並且要測 Body 。 GSM850 和 PCS Band, 並且要測 Body 。  CE 為測右頭跟左頭之 RC,RT,LC,LT 中間 頻率選最大 SAR 值, 再測其高低頻率, 測試 頻率選最大 SAR 值, 再測其高低頻率, 測試 頻段為 EGSM 和 DCS Band, 不需測 Body 。 頻段為 EGSM 和 DCS Band, 不需測 Body 。  DGT 與 FCC 測試方法相同, 不同於測試頻 段為 EGSM 和 DCS Band, 不測 Body 。 段為 EGSM 和 DCS Band, 不測 Body 。

24 The “Max. Outside” Issue  根據美國 FCC 所公布的 SUPPLEMENT C 及 澳洲 ACA 的 EMR STANDARD 這兩本法規， 其中對於 MAX OUTSIDE 的規定。當所量測 到的 PEAK SAR 點，一克的位置距離 area scan 的任一邊緣在 5mm 之內，十克的位置距 離 area scan 的任一邊緣在 10.8mm 之內時， 則應重新設定 area scan 後重新量測。 **Peak SAR 位置須在 CUBE 中間 ** **Peak SAR 位置須在 CUBE 中間 **

25  在 IEEE 1528 中，則以在所測得之最高點若 碰觸到 CUBE 的任一邊，則應將 CUBE 中心 移至最高點位置後重新量測。  在 IEC 及 EN 的標準中，對此問題的解法， 也是須將 CUBE 移至 PEAK SAR 位置的中 心後，重新量測。

26 Reasons and Solutions  Area Scan 在內插運算後所推估的場強分布的最高 點位置，與實際上真正的最高點位置有偏差，因而 導致 zoom scan 的 cube 無法將整個最高點分布完全 包含。 待測物在模型中所引發的電磁分布梯度太緩，也就 是俗稱的 hot spot 分布太廣，造成 zoom scan 無法將 所有的 hot spot 完全包含 待測物在模型中所引發的電磁分布梯度太緩，也就 是俗稱的 hot spot 分布太廣，造成 zoom scan 無法將 所有的 hot spot 完全包含

27 Solution: –1. 新增 area scan 、 zoom scan 、 drift ，將 area scan 的範圍縮小至原 zoom scan 的 大小及位置後，將 step 設至 10mm 以下， 執行量測 –2. 重新擺設待測物後，重新量測

28 DASY4 系統圖和各部功能

29 DASY4 規格要求 SAR 測試系統應包含：人體模型、機械手臂、電場探捧、量測 控制軟體、量測結果分析軟體、電子資 控制軟體、量測結果分析軟體、電子資 料擷取裝置 料擷取裝置 一. 環境要求 a. 室溫須控制於 20~25 ℃且能讓液體溫度維持於 ±2 ℃的變化量 之內，溼度 30~70% 之內，溼度 30~70% b. 環境雜訊須低於 0.012W/kg c. 須注意於測試時須避免有電磁波干擾 d. 須注意於測試時須避免任何反射物的影響，如地板、 holder 、 液面高度等

30 二. 人體模型 1. 外形： a. 尺寸須為人頭其外形及尺寸須為男性成人且有一扁平之假 耳，如圖 1 耳，如圖 1 b. 其形狀與所指定之形狀，須在 0.2mm 的誤差之內 圖一 圖一

31 2. 材質：電介質參數須近似於人頭組織，相對介電常數 (relative permittivity) 須≦ 5 ，損耗正切 (loss tangent) (relative permittivity) 須≦ 5 ，損耗正切 (loss tangent) 須≦ 0.05 須≦ 0.05 3. 厚度： a. 除了耳及所擴張的區域外，其他測試區之厚度須在 2 ±0.2mm 之內 之內 b. 從耳朵中心參考點至模型內部的厚度須在 6 ±0.2mm 之內

32 4. 須明確標出三個參考點：左耳參考點 (LE) 、右耳參考點 (RE) 及嘴唇中心點，及其連線 5. 由頭型中心切面向上須有 80~100mm 之延伸高度，以使內容 之液面離耳朵中心參考點有至少 15cm 的高度 6. 須包含完整頸部 7. 須包含平底部份，以供 body-worn 之量測

33 三. 機械手臂 1. 探棒定位之準確度應在 ±0.2mm 之內 2. 其定位之解析度須≦ 1mm 四. 電場探棒 1.frequency range:300 MHz – 3 GHz 2.dynamic range: 0.01-100 W/kg 3.tip diameter: 8 mm or less 4.linearity: ±0.25 dB 5.axial isotropy error: ±0.25 dB 6.hemispherical isotropy error: ±0.5 dB 7. 須有避免 boundary effect 的對應方法

34 五. 量測軟體 1. 應能控制探棒於量測時能垂直於人體模型內側表面，誤差不得超過 30 度 2. 應能支援多個 zoom scan 之自動判別及量測 3. 內外差及平均演算法須能符合 IEEE P1528

35 Measurement Server

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39 E-field probe construction Diode detector at dipole feed-gap Sensor offset Probe tip High impedance lines Dielectric beam Plastic sleeve Probe axis

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44 E-field probe construction In practice ， the E-field probes consist of a set of three mutually orthogonal center-fed short dipole antenna 。 The E-field vector magnitude is the root sum square(RSS) of the three orthogonal components measured by the sensors

45 Phantom

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47 Manufactor St ä ubli Unimation Corp. Robot Model RX90LRX60L No. of Axis 66 Payload3.5kg1.6kg Reach1185mm800mm Repeatability ±0.025 mm

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49 執行程序與流程  測試前 : 1. 需確認組織液的介電係數與導電係數是否正確 1. 需確認組織液的介電係數與導電係數是否正確 2. 手機是否可以正常使用與基地台連接正常 2. 手機是否可以正常使用與基地台連接正常 3.IMEI 碼是否有燒入 ( 認證時需確認 ) 3.IMEI 碼是否有燒入 ( 認證時需確認 ) 4. 手機的 Conducted Power 是否正常 4. 手機的 Conducted Power 是否正常 5.DASY4(EASY4) 的各部分功能是否正常 5.DASY4(EASY4) 的各部分功能是否正常

50  軟體設定 : 1. 組織液與系統的選擇和測試的部位 1. 組織液與系統的選擇和測試的部位 2. 手機模型的建立 ( 長, 寬, 厚度, 與天線的位置, 大小 ) 2. 手機模型的建立 ( 長, 寬, 厚度, 與天線的位置, 大小 ) 3. 擺放的角度設定 3. 擺放的角度設定 4.Area scan 的大小, 範圍需包含手機與天線 4.Area scan 的大小, 範圍需包含手機與天線 5.Zoom scan 的設定, 依照所需要的法規來設定, 一 5.Zoom scan 的設定, 依照所需要的法規來設定, 一 般 Pretest 設定為 5X5X7 般 Pretest 設定為 5X5X7 (FCC 為 5X5X7,CE 為 7X7X7) (FCC 為 5X5X7,CE 為 7X7X7)

51 測試時 : 須注意手機的擺放, 手機之水平線與垂直線須對準 Phantom 之水平線與垂直線

52 測試注意事項 1. 手機連結情況是否有斷線情形 1. 手機連結情況是否有斷線情形 2. Power drift 須在正負 2dBm 2. Power drift 須在正負 2dBm 3. 1g 與 10g 是否有 outside 的情況發生 3. 1g 與 10g 是否有 outside 的情況發生 4. 需做量測前的確認, 誤差須在 0.1mm 以內 4. 需做量測前的確認, 誤差須在 0.1mm 以內 5. 若有兩個 hot spot 差異在 2dBm 以內則須兩點都要測試 5. 若有兩個 hot spot 差異在 2dBm 以內則須兩點都要測試

53 量測程序  1. 設定軟體 --->2. 手機與基地台連結選擇測試頻段與通道 ---> 3. 擺放手機 ---> 4. 將擺放的角度輸入軟體內 ---> 3. 擺放手機 ---> 4. 將擺放的角度輸入軟體內 ---> 5. 執行量測步驟 ---> 6. 判斷結果是否正確 ---> 5. 執行量測步驟 ---> 6. 判斷結果是否正確

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56 可能結果類型與如何判斷結果  可能結果類型如下 :  1 CUBE

57 2 CUBE

58 1Cube 1g and 10g outside

59 1 Cube 1g outside and hot spot is error