射频系统及SAR值调控方法与流程

射频系统及sar值调控方法
技术领域
1.本技术实施例涉及无线通信技术领域，并且更为具体地，涉及一种射频系统及sar值调控方法。


背景技术：

2.近年来，无线通信技术的应用越来越广泛，无线通信设备也越来越普及。无线通信设备发出的射频信号会对人体产生了辐射影响。射频信号对人体的辐射影响通常用特定吸收率(specific absorption rate，sar)值来衡量，也叫比吸收率。
3.有些无线通信设备具有多个射频通路。该多个射频通路可以同时通过多根天线发射射频信号。例如，对于支持上行多输入多输出(uplink multi input multi output，ul mimo)的无线通信设备而言，在上行传输时，多根天线会同时发射上行信号。
4.为了准确衡量上述无线通信设备的sar值，一般需要对多路射频信号进行功率检测。但是，射频系统的检测端数量有限，可能无法支持多路射频信号的功率检测。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种射频系统及sar值调控方法，以支持多路射频信号的功率检测。
6.第一方面，提供一种射频系统，包括：射频收发器，具有第一发射端、第二发射端以及一检测端；第一射频通路，一端与所述第一发射端相连，所述第一射频通路的另一端与第一天线相连，其中所述第一射频通路上设置有第一耦合器，所述第一耦合器用于对所述第一射频通路中的射频信号进行采样，以输出第一耦合信号；第二射频通路，一端与所述第二发射端相连，所述第二射频通路的另一端与第二天线相连，其中所述第二射频通路上设置有第二耦合器，所述第二耦合器用于对所述第二射频通路中的射频信号进行采样，以输出第二耦合信号；检测通路，与所述检测端相连，所述检测通路上设置有功率检测器，所述功率检测器用于对所述第一耦合信号和所述第二耦合信号进行功率检测，并通过所述检测端输出所述功率检测的检测结果至所述射频收发器；所述射频收发器根据所述检测结果以及所述检测结果对应的sar值，调整发射功率以控制所述第一天线和/或所述第二天线工作时的sar值。
7.第二方面，提供一种射频系统的sar值调控方法，所述射频系统包括：射频收发器，具有第一发射端、第二发射端以及一检测端；第一射频通路，所述第一射频通路的一端与所述第一发射端相连，所述第一射频通路的另一端与第一天线相连，其中所述第一射频通路上设置有第一耦合器，所述第一耦合器用于对所述第一射频通路中的射频信号进行采样，以输出第一耦合信号；第二射频通路，所述第二射频通路的一端与所述第二发射端相连，所述第二射频通路的另一端与第二天线相连，其中所述第二射频通路上设置有第二耦合器，所述第二耦合器用于对所述第二射频通路中的射频信号进行采样，以输出第二耦合信号；检测通路，与所述检测端相连，所述检测通路上设置有功率检测器，所述功率检测器用于对
所述第一耦合信号和所述第二耦合信号进行功率检测，并通过所述检测端输出所述功率检测的检测结果至所述射频收发器；所述方法包括：根据所述检测结果获取电子设备的sar值；根据所述电子设备的sar值，调整所述第一天线和/或所述第二天线的发射功率。
8.第三方面，提供一种无线通信设备，包括：如第一方面所述的射频系统；控制模块，与所述射频系统相连，用于根据所述射频系统输出的所述检测结果控制所述第一天线和/或所述第二天线工作时的sar值。
9.本技术实施例中，多个射频通路共有射频收发器的一个检测端，从而能够利用有限数量的检测端支持更多路射频信号的功率检测。此外，多个射频通路共有射频收发器的一个检测端也降低了硬件成本。
附图说明
10.图1是相关技术提供的一种射频系统及整机天线位置的示意图。
11.图2是相关技术提供的定向耦合器的示意图。
12.图3是相关技术提供的双向耦合器的示意图。
13.图4是相关技术提供的一种无线通信装置的示意图。
14.图5是相关技术提供的一种测量多天线的反射功率的示意图。
15.图6是本技术实施例提供的一种射频系统的示意图。
16.图7是本技术实施例提供的另一种射频系统的示意图。
17.图8是相关技术提供的一种检测通路的示意图。
18.图9是本技术实施例提供的一种检测通路的示意图。
19.图10是本技术实施例提供的又一种射频系统的示意图。
20.图11是一种发射功率与ta-sar控制关系的示意图。
21.图12是一种ta-sar控制方法的示意图。
22.图13是本技术实施例提供的再一种射频系统的示意图。
23.图14是本技术实施例提供的无线通信装置的示意图。
24.图15是本技术实施例提供的一种sar值调控方法的流程示意图。
25.图16是本技术实施例提供的另一种sar值调控方法的流程示意图。
26.图17是本技术实施例提供的又一种sar值调控方法的流程示意图。
具体实施方式
27.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
28.近年来，随着通讯技术的发展，无线通信设备的应用越来越广泛，无线通信设备也在不断地迭代更新。需要说明的是，本技术实施例提及的无线通信装置可以是指向用户提供语音和/或数据连通性的装置，可以用于连接人、物和机，例如具有无线连接功能的手持式装置、车载装置等。本技术的实施例中的无线通信装置例如可以是手机(mobile phone)、平板电脑(pad)、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网装置(mobile internet device，mid)、可穿戴装置，虚拟现实(virtual reality，vr)装置、增强现实(augmented reality，ar)装置、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self driving)中的无线终
端、远程手术(remote medical surgery)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端等。
29.无线通信设备通常包括基带系统和射频系统。基带系统用于生成基带信号，射频系统用于将基带信号转换成射频信号，从而通过天线将射频信号发射至无线信道中。
30.无线通信设备在使用过程中，射频信号时刻产生电磁辐射，会对人体产生健康影响，通常用比吸收率(sar)值来衡量，也叫电磁波吸收比。sar是国际上通用的评估无线电波对人体影响的指标，属于安规指标，受到全球各国/地区的监管机构的严密监管。
31.sar的定义为单位质量的人体组织所吸收或消耗的电磁功率。sar值代表辐射对人体的影响，是最直接的测试值，sar有针对全身的，局部的，四肢的数据，sar值越低，辐射被吸收的量越少。根据sar规范规定，在设备无线通信传输过程中，头部或身体内累积的射频能量不得超过一定的安全值。可以通过在一个确定的时间窗口内对无线通信设备的发射功率进行积分来计算射频能量。不同国家和地区的sar监管机构对sar标准要求略有不同，目前国际主流的两个标准分别是美国联邦通信委员会(federal communications commission，fcc)的1.6w/kg与欧盟的2.0w/kg。
32.针对不同频率的电磁波信号，各地区的sar监管机构要求略有不同。以fcc标准为例，对于3ghz以下的射频信号，要求100秒的时间周期内的平均sar值不得超出1.6w/kg的上限要求。应理解，按照目前的规定，实时的sar值是可以超过1.6w/kg的，只需要确保在法规要求的时间窗口内(例如100秒)的平均sar值控制在法规要求的范围内即可。
33.sar值主要取决于经天线实际发出的辐射功率。该天线实际发出的辐射功率与射频电路的发射功率、天线效率、天线的辐射场形等参数强相关，与传导功率(如入射功率)成正比关系，传导功率越高，sar值越高。
34.图1提供了一个无线通信设备的射频系统及整机天线位置的示意图。图1中的待测设备(device under test，dut)可以是指上文中的任一无线通信设备，例如智能手机。结合图1，介绍一下待测设备100的射频系统的主要组成部分以及天线的传导功率与sar值的分布关系。
35.图1的左图示出了待测设备100的射频系统。该射频系统包括：射频收发器130、发射通路110、接收通路120等。
36.射频收发器130具有与发射通路110相连的tx端口，也具有与接收通路120相连的rx检测端口。射频收发器130可以控制信号的发射频率和功率放大。
37.发射通路110可以包括功率放大器(power amplifier，pa)111和天线112等。功率放大器111用于调整放大发射信号的功率，天线112用于射频信号的收发。
38.接收通路120可以包括低噪声放大器(low noise amplifier，lan)121等。lna可用于放大接收的信号，接收信号后期的处理都是基于lna放大后的信号进行的，所以低噪声的lna至关重要。
39.图1的右图为待测设备100(如手机)的平面示意。参见图1的右图，天线位于待测设备100左上角的位置。
40.对于给定的射频通路、以及给定的传导功率与天线的状态，sar的热点(或sar值最高点)位置是确定的，sar的分布是固定的(指sar的梯度图)，sar值(特指最大的sar值)也是
确定的。
41.如图1的右图所示，待测设备100左上角的虚线圈可以理解为等sar值分布图。同一椭圆线经过的位置sar值相同，椭圆离天线所在的中心位置越远，sar值越低。可以理解的是，射频电路的发射功率越高，sar的热点值越高(虚线椭圆圈的中心)；发射功率越低，sar的热点值越低。监管机构的要求是：sar值最高点的平均sar值不超过法规的要求，如：fcc为1.6w/kg，ce为2.0w/kg。
42.由于sar值与天线的传导功率成正比关系，目前业界解决sar超标的最常用手段是降低射频功率，或称功率回退。在实际使用过程中，可以根据天线的辐射功率调整sar值。在一些实现方式中，天线的辐射功率可以通过测量天线的正向的发射功率进行检测，也可以通过测量天线的反射功率进行检测。
43.由于天线是射频电路上最后一个阻抗元件，测量天线的反射功率，可以将外界对于天线本身性能的影响而导致sar的变化包含在内。
44.在通信设备的射频发射系统中，若负载发生失配，入射功率的一部分会被反射回到信号源。由于失配的情况不同，同样的入射信号，将产生不同大小的反射信号，失配的程度，通常用回波损耗(return loss，rl)来进行定量化描述，也称作反射损耗。如下式所示。
45.rl＝入射功率/反射功率
46.回波损耗为射频电路的入射功率与反射功率的比值，是从功率的角度来看待输入和输出的失配问题。例如，如果输入1mw(0dbm)功率给天线，若其中10％被反射(反弹)回来，回波损耗就是10db。在射频电路的元件阻抗、天线效率、天线的辐射场形等参数确定的情况下，射频电路的回波损耗也是固定的。
47.测量天线的反射功率有多种方式，可以测量天线的整个反射信号的功率，也可以对天线的反射信号的采样信号进行功率测量。
48.耦合器是一种功率分配器件，射频收发系统中，可以通过耦合器对信号进行“采样”。图2是定向耦合器的结构示意图，如图2所示，耦合通路的信号大小与通过耦合器的信号的大小成正比，耦合信号与输入信号的比值称为耦合系数，耦合器的耦合系数通常是固定的。越来越多的射频系统采用耦合器作为检测功率的一种手段。
49.耦合器有定向耦合器与双向耦合器，如图3所示，双向耦合器可以正向也可以反向输入信号进行功率耦合。
50.根据固定的回波损耗，针对射频信号的发射功率的调整依据可以是射频信号的反射功率。由于耦合器的耦合系数是固定的，针对反射功率的调整依据可以是耦合器的耦合端口的耦合信号的输出功率。该耦合信号可以是发往天线侧的发射信号的采样信号，也可以来自从天线侧的反射信号的采样信号。
51.因此，针对发射功率的调整依据可以是耦合器的耦合端口的耦合信号的功率。如图4所示，以定向耦合器的耦合形式为例，这种方式可以将外界对于天线本身性能的影响而导致sar的变化包含在内。
52.以上介绍了单个射频通路的sar的控制机理，但现实应用情况中，多射频系统极为普遍，有些多路射频信号的功率大小相同，例如上ul mimo，有些多路多射频信号的频率不同、功率大小不同。
53.ul mimo是目前lte/nr广泛应用的技术，其可以大幅提高上行的吞吐速率，在硬件
电路上，其具有完全独立的两路发射通路。如图5所示，ul mimo两路发射信号的功率大小相同，功率调整时，两路发射信号以同样的幅度提高或者降低。
54.通过检测射频电路发射信号的功率来调整sar值的大小，在具有多个发射电路的无线通信设备中，每个发射天线的信号功率都需要检测，就需要多个信号检测通路。为便于说明，结合图5，以基于ul mimo的两个射频通路的射频系统为例，介绍一种目前相关技术提供的测量多天线的耦合信号的反射功率的示例。
55.如图5所示，待测设备200的射频系统包括：射频收发器230、第一发射通路210、第一检测通路212、第二发射通路220和第二检测通路222等。
56.射频收发器230具有与第一发射通路210和第二发射通路220相连的端口，也具有第一检测通路212和第二检测通路222相连的端口。射频收发器230可以控制信号的发射频率和输入pa的功率大小。
57.第一发射通路210用于第一信号的发射接收，包括功率放大器、天线211等，也可以包括双工器、开关等器件，图中未示出。
58.第一接收检测通路212通过第一定向耦合器213与第一发射通路210相连，用于第一发射通路210的耦合信号的功率检测。第一接收检测通路212包括lan，也可以包括滤波器、混频器等器件，图5中未示出，可详见图8。
59.目前，检测通路通常的实现方法是直接对信号进行解调后检波，即本质上相似于射频通路的接收通路，有着完整的接收链路。图8是相关现有技术提供的一种射频系统的示意图，主要是为了展示检测通路的结构，图8只示出了一路射频通路。
60.如图8所示，接收检测通路530包括lan 521、滤波器522和混频器523等。其中，lna521与耦合器512相连，用以放大接收微弱的耦合信号。滤波器522与lna 521相连，主要用于滤除带内干扰源，如在lna 521等通路内产生的干扰信号。混频器523位于滤波器522与lna 521之后，处理经lna放大后的射频信号。
61.第二发射通路220用于第二信号的发射接收，包括功率放大器、天线221等，也可以包括双工器、开关等器件，图中未示出。
62.第二接收检测通路222通过第二定向耦合器223与第二发射通路220相连，用于第二发射通路220的耦合信号的功率检测。第二接收检测通路222包括lan，也可以包括滤波器、混频器等器件，图5中未示出。
63.图5的右图为待测设备200(如手机)的平面示意，待测设备200左上角的第一天线是代表天线211的位置示意，右下角的第二天线是代表天线221的位置示意。
64.在多个射频电路的无线通信设备中，多路信号反射功率的检测，需要多个信号检测通路。如果射频收发器检测端口的数量只有一个或者少于射频电路的数量，将无法实现对多天线的反射信号的功率检测。如图5所示，对于两路反射功率信号的检测，需要两路信号检测通路。如果射频收发器只支持一个独立的检测端口，将无法实现对多路天线的反射信号的功率检测。
65.需要说明的是，上文提及的两个射频通路的无线通信装置仅是一个示例，本技术实施例可应用于多个射频电路的信号检测通路受检测端口的限制的任意类型的场景。
66.因此，如何在多射频电路系统中，使检测通路不受检测端口限制的影响，开发适应多射频电路的信号功率检测方案是亟待解决的问题。
67.针对上述问题，本技术实施例提出一种射频系统，下面对本技术实施例进行详细描述。
68.有些多天线系统中，多路射频通路的发射功率大小相同，天线的布置距离也相同，射频电路相同的发射功率对应的sar值的大小相同。在同时工作时，可以单独检测一路，也可以对射频电路的发射功率合并检测。对各个射频通路的发射功率进行合并检测，需要将射频通路的耦合信号合并后接入检测通道。
69.在一些实现方式中，可以采用合路器对射频通路的信号合并，功分器是常用的一种合路器。功分器是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时称为合路器。
70.图6是本技术实施例提供的一种射频系统的示意图，以基于ul mimo的两相同发射频率射频电路的射频系统为例。图6的左图示出了待测设备300的射频系统，该射频系统包括：射频收发器340、第一射频通路310、第二射频通路320和检测通路330等。
71.射频收发器340具有第一发射端、第二发射端，也具有与检测通路330相连的检测端口。射频收发器340用于多路射频信号的收发和反馈检测信号的接收。
72.第一射频通路310的一端与射频收发器340的第一发射端相连，另一端与第一天线311相连。在第一射频通路310上设置有第一耦合器312，第一耦合器312位于第一天线311的入口侧。第一耦合器312用于对第一射频通路310中的射频信号进行采样，以输出第一耦合信号。
73.耦合器是从无线信号主干通道中提取出一小部分信号的射频器件，与功分器一样都属于功率分配器件，不同的是耦合器是不等功率的分配器件。
74.第二射频通路320的一端与射频收发器340的第二发射端相连，另一端与第二天线321相连，在第二射频通路320上设置有第二耦合器322，第二耦合器322位于第二天线321的入口侧。第二耦合器322用于对第二射频通路320中的射频信号进行采样，以输出第二耦合信号。
75.检测通路330上设置有功分器331。功分器331具有第一输入端、第二输入端以及一输出端，其中第一输入端与第一耦合器312相连，用于接收第一耦合信号；其第二输入端与第二耦合器322相连，用于接收第二耦合信号；其输出端与检测通路上的功率检测器332相连，用于向功率检测器332输出第一耦合信号和第二耦合信号的合路信号。
76.检测通路330的输出端与射频收发器340的检测端相连，将功率检测器332检测到的功率信息输入到射频收发器340的检测端口。
77.图6的右图为待测设备300(如手机)的平面示意，给出了第一天线311和第二天线321的位置示意，两支天线的距离相近。
78.射频系统根据耦合信号的功率检测结果，可以计算出天线的发射功率，而天线的发射功率与sar值的关系是对应的。因此，根据耦合信号的功率检测结果，可以控制第一天线和第二天线工作时的sar值。当计算的sar值小于标准要求的sar值时，不调整；当计算的sar值临近或大于标准要求的sar值时，降低第一天线和第二天线的发射功率，进而使sar值满足合规要求。
79.本技术实施例，检测通路通过对各个射频电路的耦合信号进行合并功率检测，将射频电路的功率检测结果用于射频系统工作时的sar值控制。只需要一路检测通路就可以
实现对多射频电路信号的功率检测，满足多路功率检测的使用需求。
80.有些多天线射频系统中，多路射频通路信号的频率不同，天线间的隔离度，天线的距离布置不同，功率大小也不同，因此射频电路相同的发射功率对应的sar的大小也不相同，需要单独检测。有些多天线系统中，虽然多路射频通路的发射功率大小相同，但相应天线的布置距离不同，射频通路的发射功率对sar值的影响不同。譬如，在有些mimo双天线系统中需要考虑增加两支天线间的隔离度，天线设计上通常会将两支天线的距离拉的比较远，此时可能会出现，相同的总反射射频功率的条件下，两支天线的sar值不相同。因此，在测试各天线的sar时，需要分别检测两个射频电路的天线的反射功率，如此可以确定当前的sar值是由哪只天线占主导作用。而使用合路器，则无法区分到底是那一路射频通路的sar值超标。
81.对各个射频通路的发射功率进行单独检测，需要将射频通路的耦合信号单独接入检测通道。在一些实现方式中，可以采用开关对各个射频通路的发射功率交替检测。图7是本技术实施例提供的一种射频系统的示意图。图7的左图示出了待测设备400的射频系统，该射频系统包括：射频收发器440、第一射频通路410、第二射频通路420和检测通路430等。
82.射频收发器440具有第一发射端和第二发射端，也具有与检测通路430相连的检测端口。射频收发器440用于多路射频信号的收发和反馈检测信号的接收。
83.第一射频通路410的一端与射频收发器440的第一发射端相连，另一端与第一天线411相连。在第一射频通路410上设置有第一耦合器412，第一耦合器412位于第一天线411的入口侧。第一耦合器412用于对第一射频通路410中的射频信号进行采样，以输出第一耦合信号。
84.第二射频通路420的一端与射频收发器440的第二发射端相连，另一端与第二天线421相连，在第二射频通路420上设置有第二耦合器422，第二耦合器422位于第二天线421的入口侧。第二耦合器422用于对第二射频通路420中的射频信号进行采样，以输出第二耦合信号。
85.检测通路430上设置有开关431和功率检测器432。
86.开关431具有第一输入端、第二输入端以及一输出端，其第一输入端与第一耦合器412相连，用于接收第一耦合信号；其第二输入端与第二耦合器422相连，用于接收第二耦合信号；其输出端与检测通路上的功率检测器432相连。当开关431控制第一输入端与输出端导通时，开关431通过其输出端向功率检测器432输出第一耦合信号；当开关431控制第二输入端与输出端导通时，开关431通过其输出端向功率检测器432输出第二耦合信号。
87.当开关431向功率检测器432输出第一耦合信号时，功率检测器432用于对第一耦合信号进行功率检测；当开关431切换到第二输入端，向功率检测器432输出第二耦合信号时，功率检测器432用于对第二耦合信号进行功率检测。
88.图7的右图为待测设备400(如手机)的平面示意，给出了第一天线411和第二天线421的位置示意，两支天线的距离拉的比较远。
89.射频系统根据耦合信号的功率交替检测结果，可以计算出各个天线的发射功率，而各个天线的发射功率与各自的sar值的关系是对应的。因此，根据耦合信号的功率检测结果，可以计算出第一天线和第二天线工作时的叠加sar值。当计算的叠加sar值小于标准要求的sar值时，不调整；当计算的叠加sar值临近或大于标准要求的sar值时，可以同时降低
第一天线和第二天线的发射功率，也可以降低占主导的第一天线的发射功率，进而使sar值满足合规要求。
90.采用开关来交替检测的方案，不仅适用于mimo这种同功率的场景，同样适用于上行载波聚合(uplink carrier aggregation，ul ca)等多通路非同频的射频前端方案。
91.载波聚合是一项将多个分量载波(component carrier，cc)分配给用户设备的技术，以增加可用于数据通信的带宽，从而增加该设备的数据吞吐量。每个分量载波的带宽可介于1.4-20mhz之间，以及，根据先进的长期演进标准，可以聚合多达5个分量载波来产生100mhz的最大聚合带宽。在实践中，支持载波聚合的大多数蜂窝服务运营商聚合两个或最多三个分量载波，预计将来若需要或期望更宽的带宽，可能会聚合三个以上的分量载波。
92.目前常用的检测通路的实现方法是直接对信号进行解调后检波，即本质上相似于射频通路的接收通路，有着完整的接收链路。图8是相关现有技术提供的一种射频系统的示意图，主要是为了展示检测通路的结构，图8只示出了一路射频通路。如图8所示，该射频系统包括：射频收发器540、射频通路510和检测通路530等。
93.射频收发器540具有发射端和检测端，射频收发器540用于射频信号的收发和反馈检测信号的接收。
94.射频通路510的一端与发射端相连，另一端与天线511相连。在射频通路510上设置有耦合器512，耦合器512位于天线511的入口侧，用于对射频通路510中的射频信号进行采样，以输出耦合信号。
95.检测通路530通过耦合器512与射频通路510相连，用于耦合信号的功率检测。接收检测通路530包括lan 521、滤波器522和混频器523等器件。
96.lna 521与耦合器512相连，用以放大接收微弱的耦合信号。在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，后期的处理都是基于lna放大后的信号进行的，所以低噪声的lna在检测通路中至关重要。
97.滤波器522与lna 521相连，主要用于滤除带内干扰源，如在lna 521等通路内产生的干扰信号，将有用的信号与噪声分离，提高信号的抗干扰性及信噪比。滤波器522多采用利用声波共振效应实现滤波的声表面滤波器。
98.混频器523位于滤波器522与lna 521之后，处理经lna放大后的射频信号。混频器523通常由非线性元件和选频回路构成。
99.可见，检测通路对耦合信号进行降频和解调后进行功率检测。而整个接收检测通路的构成复杂，且链路上的滤波器、混频器等各种有源器件都有可能产生非线性，产生额外的谐波干扰，从而影响功率检测的精度。
100.针对检测通路的上述问题，本技术实施例提出一种基于射频功率计的检测通路。图9是本技术实施例提出的一种基于射频功率计的检测通路的射频系统的示意图。如图9所示，该射频系统包括：射频收发器640、射频通路610和检测通路630等。
101.射频收发器640具有发射端和检测端口，射频收发器640用于射频信号的收发和反馈检测信号的接收。
102.射频通路610的一端与射频收发器640的发射端相连，另一端与天线611相连。射频通路610上设置有耦合器612，耦合器612位于天线611的入口侧，用于对射频通路610中的射频信号进行采样，以输出耦合信号。
103.检测通路630通过耦合器612与射频通路610相连，用于耦合信号的功率检测。检测通路630上设置有射频功率计632，射频功率计632用于对耦合信号进行功率检测。
104.射频功率计是针对各种复杂波形的测量而设计的高性能高频功率计，可以有效解决复杂波形的功率和幅度测量问题，大幅提升了仪表的可用性和可靠性。
105.用射频功率计代替功率检测通路测量信号的功率，不需要再进行滤波、降频、解调等，去除了lna、混频器等主动非线性器件产生的非线性，降低了系统间的干扰。射频功率计可以直接得到耦合信号的功率大小，具有更高的精度和更小的误差，功率检测通路也更加简单，降低了硬件成本。
106.下面结合图10，以基于射频功率计的检测通路为例，给出多射频通路系统的一种具体的检测和控制方式。图10所示的实施例多射频通路系统，比如手机，ul mim系统中两射频通路的发射功率相同，sar值的控制是基于对发射频率合并后检测而实现的。sar值的控制方法有多种，可以采用传统的固定回退射频功率方法，也可以采用时间平均比吸收率(time average specific absorption rate，ta-sar)方法。
107.传统的固定回退射频功率的做法是：假设射频电路的最大发射功率是23dbm，sar回退机制被激活或者触发时，射频电路的发射功率以固定的回退值进行回退，如3db，回退之后的射频功率维持在20dbm发射。ta-sar方法实际上是在一个较长的时间窗口内，动态调整dut的传导发射功率，保证平均sar不超标的一种方法。ta-sar机制允许dut在某些时间段以高于p_limit(p_limit可以理解为sar值的上限值对应的射频功率大小，如果射频功率高于p_limit，相应的sar就会超出上限值)的功率发射，在某些时间段以低于p_limit功率来发射，但是在一定的时间窗口内的平均功率要小于或等于p_limit。
108.如图11所示，ta-sar机制允许dut在某些时间段以高于p_limit的瞬时发射功率p_3发射，在某些时间段以低于p_limit的瞬时发射功率p_1来发射，在某些时间段又以高于p_limit的瞬时发射功率p_2发射，但是在一定时间窗口内的平均功率(如图11的虚曲线所示)是小于或等于p_limit的。
109.目前主要采用ta-sar方法。在图10所示的实施例中，mimo各发射通路的功率相同，采用ta-sar的控制方法。本技术实施例的射频系统包括：射频收发器340、第一射频通路310、第二射频通路320和检测通路330等。
110.射频收发器340具有第一发射端和第二发射端，也具有与检测通路330相连的检测端口。射频收发器340用于多路射频信号的收发和反馈检测信号的接收。
111.第一射频通路310的一端与第一发射端相连，另一端与第一天线311相连。在第一射频通路310上设置有第一耦合器312，第一耦合器312位于第一天线311的入口侧。第一耦合器312用于对第一射频通路310中的射频信号进行采样，以输出第一耦合信号。
112.第二射频通路320的一端与第二发射端相连，另一端与第二天线321相连，在第二射频通路320上设置有第二耦合器322，第二耦合器322位于第二天线321的入口侧。第二耦合器322用于对第二射频通路320中的射频信号进行采样，以输出第二耦合信号。
113.检测通路330上设置有功分器331。功分器331具有第一输入端、第二输入端以及一输出端，其第一输入端与第一耦合器312相连，用于接收第一耦合信号；其第二输入端与第二耦合器322相连，用于接收第二耦合信号；其输出端与检测通路上的射频功率计333相连，用于向射频功率计333输出第一耦合信号和第二耦合信号的合路信号。
114.检测通路330的输出端与射频收发器340的检测端相连，将射频功率计333检测到的功率信息输入到射频收发器340检测端口。
115.下面详细地阐述本技术实施例的工作过程，主要分为以下三个步骤：
116.步骤一：预先存储不同反射功率对应的sar值的测试数据
117.在同一状态下，通过测试mimo两支天线不同反射功率对应的sar值，这里的sar值是两支天线同时工作时的最大值，即两支天线的sar叠加后的最大sar值。得到一组表格如表1所示，并存入存储器。存储器可以是手机存储器，也可以是云存储器。
118.表1
[0119][0120]
这里的不同状态是指人体模型、人头模型和局部模型不同模型状态下的sar，即标准sar的测试模型。
[0121]
步骤二：两支天线的反射功率的检测
[0122]
射频收发器340实时检测经射频功率计333测量的两支天线的反射功率之和。
[0123]
步骤三：ta-sar值的调整控制
[0124]
根据测量的两支天线的反射功率之和，从预存表格的对应关系中找到对应的sar值，即实时sar值，并在法规要求的窗口内，计算平均sar值。
[0125]
当平均sar值低于目标ta-sar值时，不对dut的发射功率进行调整。
[0126]
当平均sar值接近目标ta-sar值时，软件强制控制两个射频发射通路同时降低发射功率，如此反射功率也相应降低，进而实现sar值降低。控制可以由dut根据收到的网络端的功率控制信令来进行控制，也可以由dut根据本地端的功率控制信令来进行控制。
[0127]
如图12所示，因为手机的射频电路的发射功率一直发生变化，sar值也发生变化。系统监测两支天线在平均时间窗口内的平均sar值，并根据需要调整两个射频电路的发射功率，在法规要求的时间窗口内，使平均sar值低于目标ta-sar值，确保ta-sar合规。
[0128]
下面结合图13，以基于射频功率计的检测通路为例，给出射频系统的另一种具体的检测和控制方式。在图13所示的实施例中，两射频通路的发射功率不同，ta-sar值的控制是基于对两条线发射频率交替检测而实现的。本技术实施例的射频系统包括：射频收发器440、第一射频通路410、第二射频通路420和检测通路430等。
[0129]
射频收发器440具有第一发射端和第二发射端，也具有与检测通路430相连的检测端口。射频收发器440用于多路射频信号的收发和反馈检测信号的接收。
[0130]
第一射频通路410的一端与射频收发器440的第一发射端相连，另一端与第一天线411相连。在第一射频通路410上设置有第一耦合器412，第一耦合器412位于第一天线411的入口侧。第一耦合器412用于对第一射频通路410中的射频信号进行采样，以输出第一耦合信号。
[0131]
第二射频通路420的一端与射频收发器440的第二发射端相连，另一端与第二天线
421相连，在第二射频通路420上设置有第二耦合器422，第二耦合器422位于第二天线421的入口侧。第二耦合器422用于对第二射频通路420中的射频信号进行采样，以输出第二耦合信号。
[0132]
检测通路430上设置有开关431和射频功率计433。
[0133]
开关431具有第一输入端、第二输入端以及一输出端，其第一输入端与第一耦合器412相连，用于接收第一耦合信号；其第二输入端与第二耦合器422相连，用于接收第二耦合信号；其输出端与检测通路上的射频功率计433相连。当开关431控制第一输入端与输出端导通时，开关431通过其输出端向射频功率计433输出第一耦合信号；当开关431控制第二输入端与输出端导通时，开关431通过其输出端向射频功率计433输出第二耦合信号。
[0134]
当开关431向射频功率计433输出第一耦合信号时，射频功率计433用于对第一耦合信号进行功率检测；当开关431切换到第二输入端，向射频功率计433输出第二耦合信号时，射频功率计433用于对第二耦合信号进行功率检测。
[0135]
射频功率计433的输出端与射频收发器440的检测端相连，将检测到的功率信息输入到射频收发器440检测端口。
[0136]
下面详细地阐述本技术实施例的工作过程，主要分为以下三个步骤：
[0137]
步骤一：预先存储两个天线不同反射功率分别对应的sar值的测试数据
[0138]
在同一状态下，通过测试第一天线411与第二天线421不同的反射功率分别对应的sar值，这里的sar值是两支天线独立工作时的值，即两支天线sar单独发射时的最大sar值。得到一组表格如表2所示，并存入存储器。存储器可以是手机存储器，也可以是云存储器。
[0139]
这里的不同状态是指人体模型、人头模型和局部模型不同模型状态下的sar，即标准sar的测试模型。
[0140]
表2
[0141][0142]
步骤二：两路反射功率的交替检测
[0143]
射频收发器440实时检测经射频功率计433交替测量的第一天线411与第二天线421的反射功率，并从表格的对应关系中找到各自对应的sar值，即实时sar值，并计算两路叠加的平均sar值。
[0144]
步骤三：ta-sar值的调整控制
[0145]
在一些实现方式中，可以同时调整第一天线411与第二天线421的发射功率，也可以只调整占主导sar值的天线的发射功率。占主导sar值的天线，即第一天线411与第二天线421同时工作时对应的sar值较大的那个天线。
[0146]
当叠加的平均sar值低于目标ta-sar值时，不对dut的发射功率进行调整。
[0147]
当叠加的平均sar值接近目标ta-sar值时，控制软件可以强制控制两个射频电路
同时降低发射功率，控制软件也可以强制控制占主导的射频电路单独降低发射功率，如此反射功率也相应降低，进而实现sar值降低。控制可以由dut根据收到的网络端的功率控制信令来进行控制，也可以由dut根据本地端的功率控制信令来进行控制。
[0148]
通过以上控制，在法规要求的窗口内，使两路叠加的平均sar值低于目标ta-sar值。
[0149]
无线通信设备在不同状态下，适用的标准sar的测试模型不同，即人体模型、人头模型和局部模型不同模型状态下的sar的安全值不同。
[0150]
无线通信设备需要先明确当前的工作状态，确定sar值的适用模型，在确定sar值的适用模之后，根据射频功率调整sar值合规。无线通信设备可以通过传感器检测当前的状态，在一些实现方式中，在天线到射频端增加sar传感器，sar传感器可以通过天线感应周边电容是否变化，进而确定人体是否接近电子设备。
[0151]
通常，由于不同的物质，例如人体、金属、木头，水泥等，在接近移动终端时，引起的天线信号的电性特征的变化是不同的，而且不同的物质对天线信号的电性特征的影响具有唯一性。当天线信号的电性特征发生变化，射频电路相应的回波损耗也发生变化，进而可以通过检测天线回波损耗的变化，识别设备当前的状态。
[0152]
天线的回波损耗也称为天线的反射系数(s11参数)，可以通过射频电路的发射功率与反射功率的比值来确定，也可以通过检测天线的输入功率与反射功率的比值来确定。通常，在不同场景下，天线的信号强度是不同的，耦合之后生成的耦合信号也不同。在一些实现方式中，可以通过双向耦合器对天线信号进行耦合的方式，感知天线信号的变化，进而引起回波损耗的变化，根据回波损耗的变化实现不同场景状态的识别。
[0153]
下面结合图13，以基于回波损耗的状态识别为例，给出多射频系统的一种具体的检测和控制方式。在图13所示的实施例中，两射频电路的发射功率不同，ta-sar值的控制为是基于对发射频率交替检测而实现的。本技术实施例的射频系统的组成部分上文已有介绍，不再详述。
[0154]
下面详细地叙述本技术实施例的工作过程，主要分为以下几个步骤：
[0155]
步骤一：预先存储不同状态下两支天线不同反射功率分别对应的sar值的测试数据
[0156]
通过测试无线设备在不同状态下，第一天线411与第二天线421的反射功率分别对应的sar值，这里的sar值是两支天线独立工作时的值，即两支天线sar单独发射时的最大sar值。得到一组表格如表3所示，并预先存储在移动终端的存储器中，作为判断sar的不同测试模型的依据。需要指出的是，上述预存的特征可以是存储在移动终端，也可以是在移动终端从云服务器获取的。
[0157]
表3
[0158][0159]
这里的不同状态是指人体模型、人头模型和局部模型不同模型状态下的sar，即标准sar的测试模型。
[0160]
步骤二：两路反射功率的交替检测，识别状态
[0161]
射频收发器440实时检测经射频功率计433交替测量的第一天线411与第二天线421的耦合信号的功率，计算出反射功率，根据检测的发射功率和反射功率，计算出天线的回波损耗，并从表格的对应关系中找到对应的状态。
[0162]
步骤三：根据检测的反射功率，计算两路叠加的平均sar值
[0163]
在对应的状态下，根据第一天线411与第二天线421的反射功率，并从表格的对应关系中找到各自对应的sar值，即实时sar值，计算两路叠加的平均sar值。
[0164]
步骤四：ta-sar值的控制
[0165]
ta-sar值的控制，可以同时调整第一天线411与第二天线421的发射功率。在一些实现方式中，也可以只调整占主导sar值的天线的发射功率。占主导sar值的天线，即第一天线411与第二天线421同时工作时对应的sar值较大的那个天线。
[0166]
当叠加的平均sar值低于目标ta-sar值时，不对dut的发射功率进行调整。
[0167]
当叠加的平均sar值接近目标ta-sar值时，控制软件可以强制控制两个射频发射电路同时降低发射功率，控制软件也可以强制控制占主导的射频发射电路单独降低发射功率，如此反射功率也相应降低，进而实现sar值降低。控制可以由dut根据收到的网络端的功率控制信令来进行控制，也可以由dut根据本地端的功率控制信令来进行控制。
[0168]
通过以上步骤，在法规要求的窗口内，使两路叠加的平均sar值低于目标ta-sar值。
[0169]
图14是本技术实施例提供的无线通信设备的示意性结构图。图14所示的无线通信设备700可以是指向用户提供语音和/或数据连通性的设备，可以用于连接人、物和机，例如
具有无线连接功能的手持式设备、车载设备等。本技术的实施例中的无线通信设备例如可以是手机(mobile phone)、平板电脑(pad)、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(mobile internet device，mid)、可穿戴设备，虚拟现实(virtual reality，vr)设备、增强现实(augmented reality，ar)设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程手术(remote medical surgery)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端等。
[0170]
参见图14，该无线通信设备700可以包括基频系统710和射频系统720。基频系统710可用于生成的基带信号。射频系统720可用于根据基频系统710生成的基带信号生成射频信号。射频系统720可以采用前文任一实施例描述的射频系统。
[0171]
上文结合图1至图14，详细描述了本技术的系统实施例，下面结合图15至图17，详细描述本技术的sar值调控方法实施例。应理解，方法实施例的描述与系统实施例的描述相互对应，因此，未详细描述的部分可以参见前面系统实施例。
[0172]
图15是本技术实施例提供的sar值调控方法的示意性流程图。图15的方法可应用于前文任一实施例提及的射频系统。
[0173]
该射频系统可以包括：射频收发器，具有第一发射端、第二发射端以及一检测端；第一射频通路，第一射频通路的一端与第一发射端相连，第一射频通路的另一端与第一天线相连，其中第一射频通路上设置有第一耦合器，第一耦合器用于对第一射频通路中的射频信号进行采样，以输出第一耦合信号；第二射频通路，第二射频通路的一端与第二发射端相连，第二射频通路的另一端与第二天线相连，其中第二射频通路上设置有第二耦合器，第二耦合器用于对第二射频通路中的射频信号进行采样，以输出第二耦合信号；检测通路，与检测端相连，检测通路上设置有功率检测器，功率检测器用于对第一耦合信号和第二耦合信号进行功率检测，并通过检测端输出功率检测的检测结果至射频收发器。
[0174]
图15的方法可以包括步骤s1510和步骤s1520，下面对这些步骤进行详细地举例说明。
[0175]
在步骤s1510，根据检测结果获取电子设备的sar值。该sar值可以是电子设备实时的sar值。
[0176]
在一些实施例中，可以预先存储电子设备的使用状态、检测端的检测结果以及sar值三者之间的映射关系信息，然后，可以根据电子设备的使用状态、检测端的检测结果，通过查找该映射关系信息，即可获取电子设备的sar值。
[0177]
以检测端的检测结果为天线的反射功率的检测结果为例，则这里提到的映射关系信息可以为表1所示的映射关系表(表1参见前文)。在检测端检测到天线的反射功率之后，可以结合电子设备的使用状态，通过查找表1，即可确定电子设备的sar值。
[0178]
在步骤s1520，根据电子设备的sar值，调整第一天线和/或第二天线的发射功率。在一些实施例中，步骤s1520可以对单位时间内的平均sar值进行控制，以使电子设备在单位时间内的平均sar值小于或等于预设阈值。该单位时间可以是法规要求的一个时间窗口或时间周期。该单位时间内的平均sar值可以为该法规要求的时间窗口内的最大值。以fcc标准为例，对于3ghz以下的射频信号，要求100秒的时间窗口内的平均sar值不得超出1.6w/kg的上限要求。因此，为了满足fcc标准的要求，则可以对电子设备在100秒内的平均sar值
进行控制，使得其小于或等于1.6w/kg。
[0179]
图16是本技术实施例提供的一种功率合路检测的sar值调控方法的示意性流程图，该方法的状态是确定的。如图16所示，该方法包括步骤s1610至步骤s1660。
[0180]
在步骤s1610，预先存储同一状态下两支天线不同反射功率对应的sar值的测试数据。
[0181]
在步骤s1620，检测两支天线的反射功率之和。
[0182]
在步骤s1630，根据检测的反射功率之和，以及预先存储天线的发射功率与sar值的映射关系，计算ta-sar值。
[0183]
在步骤s1640，判断计算的平均sar值是否低于目标ta-sar值？如果是，进入步骤1550；如果不满足预设条件，则进入步骤1660。
[0184]
在步骤s1650，不对dut的发射功率进行调整。
[0185]
在步骤s1660，控制两个射频发射通路同时降低发射功率，从而控制ta-sar满足合规要求。
[0186]
在某些实现方式中，采用多路射频信号的功率交替检测的方式，图17是本技术实施例提供的另一种sar值调控方法的示意性流程图。如图17所示，该方法包括步骤s1710至步骤s1770。
[0187]
在步骤s1710，预先存储不同状态下两支天线不同反射功率对应的sar值的测试数据。
[0188]
在步骤s1720，交替检测两支天线的耦合信号的功率。
[0189]
在步骤s1730，根据检测天线的耦合信号的功率，计算出反射功率，根据检测的发射功率和反射功率，计算出天线的回波损耗。根据回波损耗，以及预先存储的回波损耗与状态的映射关系，识别出状态模型。
[0190]
在步骤s1740，根据检测的耦合信号的功率，以及预先存储的某一状态下两个天线的发射功率与sar值的映射关系，计算出实时的叠加平均sar值。
[0191]
在步骤s1750，判断计算的叠加平均sar值是否低于目标ta-sar值？如果是，进入步骤1760；如果不满足预设条件，则进入步骤1770。
[0192]
在步骤s1760，不对dut的发射功率进行调整。
[0193]
在步骤s1770，控制两个射频通路同时降低发射功率。在一些实现方式中，也可以控制占主导的射频通路降低发射功率，从而控制平均sar值满足合规要求。
[0194]
本技术实施例采用了一种射频系统及sar值调控方法，检测通路与多个射频通路分别相连，对各个射频通路的耦合信号进行交替功率或合并检测，将射频通路的功率检测结果用于射频系统工作时的sar值控制。与相关技术采用的多路检测通道相比，只需要一路检测通道就可以实现对多天线射频系统的功率检测，满足多路功率检测的使用需求，也降低了硬件成本。本技术实施例采用射频功率计代替功率检测通路测量信号的功率，不需要再进行滤波、降频、解调等，去除了lna、混频器等主动非线性器件产生的非线性，降低了系统间的干扰，可以直接得到耦合信号的功率大小，具有更小的误差。
[0195]
应理解，在本技术的各种实施例中，“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
[0196]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0197]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0198]
另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0199]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。