HAC技术在GSM手机中的应用

文章摘要：HAC 是 Hearing Aid Compliance的缩写，用来衡量手机和助听器一起工作的兼容能力。这项指标是为了保证有听力障碍的人也能和普通人一样使用手机。以GSM为代表的无线电话近年来得到了广泛的应用。但HAC的要求在近几年才逐渐浮现。在有些国家已经有了强制性要求，比如美国。中国也有了自己的HAC标准，但不是强制要求。相对于天线和射频电路的设计，HAC的设计难度要高出很多。本文将结合一些批量生产的产品为实例介绍在设计GSM手机时如何有效减小电场和磁场在特定区域的近场辐射从而达到能与助听器一起工作的能力。这里介绍的设计思路和方法也可以用于其它无线终端。基本架构介绍图1是一个简化了的手机结

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　　HAC 是 Hearing Aid Compliance的缩写，用来衡量手机和助听器一起工作的兼容能力。这项指标是为了保证有听力障碍的人也能和普通人一样使用手机。

　　以GSM为代表的无线电话近年来得到了广泛的应用。但HAC的要求在近几年才逐渐浮现。在有些国家已经有了强制性要求，比如美国。中国也有了自己的HAC标准，但不是强制要求。相对于天线和射频电路的设计，HAC的设计难度要高出很多。本文将结合一些批量生产的产品为实例介绍在设计GSM手机时如何有效减小电场和磁场在特定区域的近场辐射从而达到能与助听器一起工作的能力。这里介绍的设计思路和方法也可以用于其它无线终端。

　　基本架构介绍

　　图1是一个简化了的手机结构示意图，天线的位置在手机的下端，与手机的听筒分置于手机的两端。因此，如图1所示，在测试区域的电场和磁场需要降到HAC要求的标准以下。本文要讨论的就是一种能够降低测试区域的电场和磁场辐射的同时，又不降低天线辐射效率的技术。

　　图2 是一个关于这种技术的示意图。在图2中，金属片的长度必须小于印刷电路板1的长度。就是说印刷电路板1的边缘到测试区域必须有足够的空间。这是本项技术的关键点。在图2中，两块印刷线路板，包括上面的金属部件，至少要在连接点1和连接点2同时连接。这种连接能确保天线的谐振点不会改变。

　　在实践中，图2中的金属片有可能根据实际情况有所不同。但其基本工作原理是不会改变的，下面会详细阐述。

　　理论分析

　　下面将结合图1、图2、图3和图4来介绍这种技术的工作原理。图3是一个直板手机的电流分布图，图4是在直板手机上添加了本技术之后的电流分布图。

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　　模型2是基于模型1建立的。我们使用了一个38mm×2mm的缝隙把印刷电路板一分为二，同时增加了一个40mm×40mm的金属板(如图2)，金属板和印刷电路板之间的间距为4mm。模型和仿真结果见图6。

　　图5和图6 中的图是测试区域的电磁场的强度。比较图5和图6，可以明显地看出图6中的电磁场的值比较低。(请参照表1)

　　为了进一步验证这种技术的有效性，我们制作了验证用的实际模型来验证我们的设计思想。图7是增加了新技术的验证用模型图片。表2是电磁场测试结果。图8 是天线谐振点和发射效率的比较图。上面是谐振点的比较，下面部分是发射效率的比较。从测试结果中可以看出，这种技术和我们想像的一样。比较计算机仿真和测试后发现，不同点是：1)计算机仿真使用了一个频率，而测试中用了两个频率;2)测试频率和仿真频率不完全一致。但是，从测试结果可以看出，这种方案是工作的，而且能同时降低不同频段在测试区域的电磁场的值，也不影响天线的谐振点和发射效率，和我们设想的完全一致。

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