中興Axon 30 Ultra和聯想YOGA Pad Pro，一個是手機里的當紅旗艦機、一個是平板電腦屆的佼佼者，在平行的時空中，TA們因為同一顆“芯”產生了交集，一顆非常重要但又往往被忽略的“芯”——SAR Sensor。今天，小為要和大家好好嘮嘮手機輻射和SAR Sensor的那些事！

隨著手機、平板電腦等無線通信設備的迅速發(fā)展，來自無線通信設備的電磁波（EM）對人體的輻射已引起廣泛關注。眾所周知，頭部長期暴露于過量的電磁波輻射可能會導致健康問題，例如頭痛，甚至更嚴重地增加患腦癌的風險。那如何衡量RF(Radio Frequency)對人體的影響呢？這時候，SAR就成為了衡量標準。

1.什么是SAR？

SAR的英文全稱為Specific Absorption Rate，中文一般稱為電磁波吸收比值或比吸收率，是手機或無線產品的電磁波能量吸收比值，其定義為：在外電磁場的作用下，人體內將產生感應電磁場，而由于人體各種器官均為有耗介質，因此體內電磁場將會產生電流，導致吸收和耗散電磁能量。簡單來說，其實SAR是用于描述RF輻射吸收的劑量學術語，其表示單位為：瓦特每千克（W/Kg）。

SAR* Limit (2 W/kg)?Correctly Explained

RF輻射的危害

同時，在上海市市場監(jiān)管局對本市所銷售的手機產品進行的質量監(jiān)督抽查中，也針對部分不合格手機作出不合格解讀——所有提供公眾靠近人體頭部使用的移動電話應標識下列內容：在產品說明書中應以黑體字表示：“本產品電磁輻射比吸收率(SAR)最大值為X.X W/Kg，符合國家標準GB 21288-2007的要求。”并鼓勵在產品外包裝上標明電磁輻射比吸收率(SAR)最大值(X代表數字0-9)。另外，在產品說明書上應標明心臟起搏器、助聽器、植入耳蝸等使用者在使用本產品時需注意的事項。由此可見，基于現有的研究，盡管沒有完全明確RF輻射的危害，但依然需要通過標準或其他方式來為消費者提供充分的安全保障。除了明確SAR值，通過采用SAR Sensor也能為用戶提供一定程度的保護。

SAR Sensor的作用

艾為SAR?Sensor——無聲安全衛(wèi)士

為了給SAR安規(guī)事業(yè)貢獻出艾為芯的一份力量，艾為自主設計、研發(fā)了一系列高性能的SAR Sensor，能實現高靈敏度和高可靠性的人體接近檢測。

艾為SAR Sensor采用的是自電容檢測技術 ——測量Sensor電極相對于大地的電容變化（人體可視為一個大地）。其中，Sensor電極是一個金屬片電極，在手機上通常復用手機內部的天線。相比互電容檢測技術（如手機觸摸屏采用的通常是該技術），自電容檢測除了具有能復用手機天線的優(yōu)勢，還具有高靈敏度的絕對優(yōu)勢，更適用于降SAR應用（如FCC Head SAR測試標準中，要求頭部模型距離手機10mm時SAR不大于2w/kg；對于手機廠商來說，為實現更好的效果，通常要求距離15~20mm時，SAR Sensor就能上報人體接近事件）。

一些常用材料的典型介電常數如下表所示：

SAR Sensor的應用中，為了實現高靈敏度的檢測，需要攻克一系列的挑戰(zhàn)。

1. 隨著5G的發(fā)展，天線尺寸越來越小，對靈敏度的挑戰(zhàn)越來越大；

艾為SAR Sensor的增益可根據應用場景靈活配置，測量范圍從±0.55pF~±9.9pF可靈活配置。

2. SAR Sensor溫度對數據漂移的影響比較大，溫補效果成為最大挑戰(zhàn)

·?SAR Sensor通常復用手機天線，電容寄生較大一般在60~200pF左右，電容具有溫度特性，會隨著溫度的變化而變化；

·?5G手機天線的數量越來越多，對多通道的SAR Sensor需求增加，跨板和長的走線也越來越常見，這會形成更大的寄生電容，噪聲干擾及溫漂也會更嚴重；

·?測量通道和參考通道熱傳導存在較大差異，線性溫補效果難以滿足需求；

針對SAR Sensor溫補挑戰(zhàn)，艾為自主研發(fā)了自適應溫度補償算法及專利，實現較為理想的溫補效果，有效解決了溫補效果達標的難題。

艾為SAR Sensor的特性介紹

☆3/5通道 高性能SAR Sensor

·?21bit 高分辨率，最小分辨率 1aF

·?支持最大220pF 寄生電容抵消

·?電容測量范圍 ±0.55pf ~ ±9.9pF

·?高信噪比 （SNR >5 , 25mm2，20->19mm)

☆各通道獨立配置：檢測/屏蔽

☆自適應補溫算法

☆支持中斷上報及輪詢模式

☆VCC: 寬電源范圍（1.7~3.6V）

☆低功耗：

?? Active Mode：32uA

?? Doze Mode：7.5uA

?? Deep Sleep Mode：3.5uA

其中，包含著人手接近的電容量和PCB走線等環(huán)境寄生電容的大??；?為SAR Sensor自動校準得到的補償電容大?。ㄗ畲笱a償電容可達220pF），，因此?；是測量量程, ±0.55pF~±9.9pF，靈活可配置。

DSP模塊：該模塊包括了32bit超低功耗MCU和固件程序，用來處理AFE模塊輸出的RawData，完成多重數據濾波、自適應溫度補償、高性能基線跟蹤等算法，最終輸出人體接近狀態(tài)和中斷，從而讓主機能夠快速的調整天線發(fā)射功率。

艾為 高性能 SAR Sensor 典型應用圖

其實，SAR Sensor除了復用天線做降SAR應用外，還有其他一些豐富的應用場景，如：

3.手機上手勢觸控識別—— 如調節(jié)音量、喚醒APP、自動聚焦等。