Những bước tiến trong quản lý, Phần 1: Đổi mới ăng- ten di động để tối đa hóa an toàn cho người dùng và hiệu năng của thiết bị.

Bức xạ tần số vô tuyến (RF) (đôi khi được gọi là “bức xạ điện thoại di động”) đại diện cho một trong những ảnh hưởng môi trường phổ biến nhất hiện nay. Giữa những mối quan tâm ngày càng tăng, Samsung Electronics đã và đang làm việc để thiết kế smartphone và công nghệ thiết bị đeo nhằm giảm thiểu mức độ tiếp xúc RF càng nhiều càng tốt.

Bằng cách thiết lập các tiêu chuẩn nội bộ về Tỷ lệ hấp thu riêng (SAR), tăng cường các mẫu thiết kế ăng-ten và duy trì sự hợp tác bền chặt giữa các nhóm trong các giai đoạn phát triển sản phẩm, công ty đã có thể sản xuất hàng loạt các thiết bị di động có mức SAR thấp nhất trên thị trường.

Trong phần đầu tiên của loạt bài “Những bước tiến trong quản lý”, chúng ta sẽ có cái nhìn rõ hơn về một số sáng kiến của Samsung trong quá trình đạt được thành tựu này.

Vậy chính xác SAR là gì?

Khi sóng điện từ được tiếp nhận và truyền đi bằng một thiết bị không dây, chảng hạn như điện thoại thông minh, thì một phần năng lượng RF thoát ra môi trường xung quanh sẽ có thể bị hấp thụ bởi người đang sử dụng sản phẩm. SAR là tỷ lệ mà ở đó các mô sinh học của con người – chẳng hạn như các tế bào trong cơ thể và đầu – sẽ hấp thụ các tín hiệu RF.

SAR cung cấp một phương pháp trực diện bằng cách đo lường tỷ lệ RF của các thiết bị di động để đảm bảo tỷ lệ này nằm trong khoảng an toàn căn cứ trên các tiêu chuẩn đã được khai triển bởi các tổ chức khoa học độc lập thông qua việc đánh giá toàn diện các nghiên cứu khoa học.

Tại Hoa Kỳ, Uỷ ban Truyền thông Liên bang (FCC) yêu cầu tất cả sản phẩm điện thoại phải có mức SAR ở mức dưới 1,6 watt / kg, trung bình trên 1 gram so với mô thực tế – một nguyên tắc dựa trên các tiêu chuẩn phát triển bởi IEEE, NCRP và bổ sung từ các cơ quan liên bang khác. Tương tự như vậy, Nhật Bản, Trung Quốc và hầu hết các quốc gia châu Âu đều tuân thủ các nguyên tắc do Ủy ban Quốc tế về Bảo vệ Bức xạ Không ion hóa (ICNIRP) quy định giới hạn SAR ở mức 2 W / kg trung bình trên 10 gram mô thực tế.

 * Các mức SAR được chỉ ra trong biểu đồ này dựa trên thiết bị của Hoa Kỳ. Mức SAR có thể khác nhau theo từng dòng sản phẩm và vùng. Để biết thêm thông tin, vui lòng truy cập: https://www.samsung.com/sar/

Samsung cam kết đảm bảo an toàn cho người dùng với mức SAR tối đa chỉ bằng một nửa so với các tiêu chuẩn quốc tế đã đề cập trước đó. Điều này được nhấn mạnh trong biểu đồ trên với danh sách các điện thoại thông minh của công ty ra mắt vào năm 2017 cùng mức SAR tương ứng. Những mức SAR trên là mức thấp nhất trên thị trường hiện nay.

Để đạt được mức SAR thấp nhất, Samsung đã vận dụng nhiều nguồn lực cho việc nghiên cứu và phát triển, đặc biệt là trong lĩnh vực thiết kế ăng-ten. Bởi vì sóng RF từ điện thoại di động sẽ được phát ra từ ăng-ten, và một khi ăng-ten càng gần với các mô trên cơ thể thì họ sẽ càng dễ tiếp xúc với năng lượng RF nhiều hơn.

Dẫn đầu trong việc cải tiến Ăng-ten

Trong năm 2006, Samsung đã thông qua một hệ thống ăng-ten cải tiến nhằm tăng cường vấn đề an toàn thiết bị bằng việc duy trì mức SAR thấp hơn đáng kể so với những sản phẩm khác đồng thời nâng cao hiệu suất RF chung. Có một phương pháp mà công ty đã thành công trong việc hoàn thành mục tiêu này đó là tạo vị trí ưu tiên cho ăng-ten trong thiết kế điện thoại thông minh.

“Vị trí của ăng- ten là đặc biệt quan trọng. Một vị trí khác biệt có thể làm giảm mức SAR bằng một tỷ lệ lớn “, Yoonjae Lee, thuộc phòng R&D cho thiết bị di động Antenna Group thuộc Samsung Electronics cho biết. “Vị trí ăng-ten phải được quyết định trong giai đoạn lập kế hoạch sản phẩm vì chúng sẽ khó thay đổi vị trí sau này.”

Trong vài năm qua, Samsung đã tập trung nỗ lực vào việc lắp ráp các ăng-ten TX – có liên kết chặt chẽ ở mức SAR cao hơn – nằm ở đáy điện thoại. Làm như vậy, bức xạ điện thoại di động được hướng ra khỏi phần đầu của người dùng, nơi năng lượng RF gây ra những mối lo ngại lớn nhất về sức khoẻ.

Nhưng gần đây, xu hướng thiết kế đã thay đổi để thích hợp với thân máy kim loại và màn hình hiển thị lớn hơn, vì thế mà việc đặt vị trí ăng-ten lại càng trở nên khó khăn hơn.

Với những thiết bị hiện nay, khung kim loại phía ngoài của phần thân điện thoại lại cũng chính là phần ăng-ten. Vì vậy, vị trí ăng-ten và thiết kế tổng thể của điện thoại phải được xem xét đồng thời, đòi hỏi sự hợp tác chặt chẽ của nhiều nhóm. Để hỗ trợ cho quá trình này, Samsung tiến hành một số mô phỏng sử dụng các phần mềm và công cụ độc quyền để xác định vị trí tốt nhất cho ăng-ten dựa trên thiết kế của điện thoại mà không cần phải sử dụng mẫu thiết bị.

Bên cạnh vị trí ăng ten, một số vật liệu thiết bị và thậm chí cả các hóa chất có trong lớp vỏ màu của sản phẩm có thể ảnh hưởng lên mức SAR cũng như hiệu suất của ăng ten, làm phức tạp thêm tiến trình phát triển sản phẩm. Kết quả là Antenna Group phải hoạt động chặt chẽ với các đội ngũ thiết kế khác nhau, bao gồm nhóm màu sắc, chất liệu và hoàn thiện (CMF).

Ông Lee phát biểu: “Khi đội ngũ CMF đề xuất việc sử dụng vật liệu mới – trong trường hợp này là của Galaxy Note8 – nhóm thiết kế phải phân tích chi tiết chất liệu. Sauddos, Antenna Group sẽ tiến hành nhiều thử nghiệm khác nhau để xác định mọi khả năng có thể xảy ra khi vật liệu ảnh hưởng đến hoạt động của ăng ten.”

Khi quá trình phát triển sản phẩm càng đi sâu, Samsung sẽ kiểm tra mức SAR ở từng giai đoạn và xem xét tỷ lệ đầu ra cao nhất khi phần thân của thiết bị và phần đầu của người dùng tiếp xúc gần. Nếu trong bất cứ giai đoạn phát triển nào của sản phẩm, mức SAR dự kiến của một sản phẩm vượt ra khỏi các quy chuẩn của công ty, thì quá trình này sẽ bị ngưng lại và điều chỉnh cho đến khi mức SAR đạt yêu cầu.

Để kiểm tra mức SAR của thiết bị di động, Samsung tiến hành quét 2D và 3D bằng chất liệu dạng lỏng đặc biệt có cùng mức độ thẩm thấu và dẫn điện giống với mô của cơ thể người. Các phép đo được thực hiện ở các tần số khác nhau đại diện cho các dải tần số mà thiết bị có thể truyền đi.

Samsung cũng đã áp dụng các bí quyết về ăng-ten cho các thiết bị có thể mang trên người, có mức SAR thấp hơn đáng kể so với các sản phẩm của những công ty đối thủ.

Ông Inyoung Lee thuộc phòng R&D cho thiết bị di động Antenna Group thuộc Samsung Electronics cho biết: “Có nhiều nhà sản xuất thiết bị đeo khác đang gặp khó khăn với loạt mức SAR. Dù họ có cố gắng sử dụng vật liệu và vị trí thích hợp cho ăng-ten song vẫn thiếu các bản quyền công nghệ thích hợp. Tuy vậy, thiết kế ăng-ten của Samsung thì hoàn toàn khác so với các thương hiệu khác. Vì thế, chúng tôi có thể duy trì mức SAR thấp nhưng vẫn đảm bảo hiệu suất ăng-ten tối ưu. ”

Nỗ lực không ngừng

Với nỗ lực duy trì trong việc cải tiến ăng-ten trong tương lai. Vào đầu năm nay, Samsung đã thành lập Antenna Design Studio, một sáng kiến mà công ty hy vọng sẽ giúp hệ thống hóa thiết kế ăng-ten bằng cách tích hợp nhiều bộ phận khác nhau – bao gồm việc mô phỏng phần mềm và kiểm tra phần cứng – nhằm giảm thiểu các giai đoạn trùng lặp và xác định được hiệu suất cao nhất.

Công ty cũng đã thành lập một đội thanh tra nội bộ để xác định rõ lĩnh vực chuyên môn nào cần thiết với mục đích nâng cao thiết kế ăng ten (dẫn đến tiếp tục hạ thấp mức SAR) và đang làm việc liên tục để phát triển lực lượng nhân công của mình bao gồm các kỹ thuật viên và chuyên viên về ăng-ten.

Bằng cách này, công ty sẽ phấn đấu tiếp tục dẫn đầu ngành điện thoại thông minh thông qua việc phát triển anten trong quá trình sản xuất thiết bị di động với mức SAR thấp nhất có thể.