CN101988938A - 天线测试系统、测试方法及测试治具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线测试系统包括有一电波收发器、一传输线及一匹配电路。电波收发器根据一操作频率，以输出一电波信号。传输线的一前测试端耦接于该电波收发器，一后测试端则经过匹配电路耦接于一天线。其中，前测试端与后测试端的距离为操作频率的1/4波长，且前测试端作为一测试仪器的测试点，后测试端则提供一短路手段给匹配电路与天线。本发明还公开了一种天线测试方法和天线测试治具。本发明可利用测试治具直接在前测试端进行天线的测试，而不需外加开关连接器。

Description

天线测试系统、测试方法及测试治具

技术领域

本发明涉及一种天线测试系统、测试方法及测试治具，特别是涉及一种在电波收发器与天线之间设置二个测试端点，通过测试端点直接测试天线的传导效率的测试系统、测试方法及测试治具。

背景技术

天线(Antenna)在无线通信产品中扮演着讯号收发的角色，因此无线电子产品在生产的过程中，必须对天线的收发功率进行测量。随着天线微小化技术的精进，其种类及结构也随时产生调整，当然对于天线收发射频信号的测量方法也就随着无线电子产品及天线而有所改变。

参考图1，为常用的天线测试系统示意图。如图1所示，天线测试系统1包括一待测装置10、一探针16及连接于探针16的电波测试装置17。其中，待测装置10包括一印刷电路板102，且印刷电路板102上设置有一电波收发器106、一切换开关103及一天线105。同时，相对于该切换开关103的印刷电路板102上，开设一测试孔104，以提供探针16穿射，进而触动切换开关103达到测量的目的。另外，为了提供探针16能够更稳固的透过测试孔104触动切换开关103，因此，通常在测试孔104与探针16之间设置有一开关连接器(switch connector)(未标示)。如此，在测试阶段，探针16即可以通过开关连接器更稳固的透过测试孔104触动切换开关103，达到测量目的。

所以，当无线通信产品在设计研发与量产测试时，必须在天线前端额外多置放一个开关连接器(switch connector)，以利于连接探针16做测试及除错(debug)的工作。但此类的开关连接器非常昂贵，且开关连接器较难制作全自动化测试治具，因此对于无线通信产品竞争力而言，前述的测试方法无疑是增加成本与测试时间。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种天线测试系统、测试方法及测试治具，可以省略传统所使用的开关连接器(switch connector)，以达到降低产品成本，缩短整体测试时间的目的。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：本发明的天线测试系统，用以测试一天线的传导效率，其包括有一电波收发器、一传输线及一匹配电路。其中，电波收发器根据一操作频率，输出一电波信号。传输线具有一前测试端与一后测试端，该前测试端耦接于电波收发器，并且，传输线距离设计为操作频率的1/4波长，其中，前测试端作为天线的传导效率的测量点。匹配电路耦接于传输线的后测试端与天线，其中后测试端提供一短路手段给匹配电路。

其中，该后测试端并联一电容器或一电感器或一微带传输线，以提供该短路手段给该匹配电路。

其中，该匹配电路为一π型电路。

其中，该前测试端外接一测试仪器。

其中，该测试仪器为一网络分析仪器或一频谱分析仪器。

另外，本发明的另一技术方案为一种天线测试方法，用以测试一天线的传导效率，其步骤包括有：首先，使一电波收发器根据一操作频率，输出一电波信号。然后，电波信号经由一传输线传送至该天线，其中该传输线的距离设计为操作频率的1/4波长。接下来，从传输线的一后测试端提供一短路手段给天线，再从传输线的一前测试端测试该天线收发电波信号的传导效率。

其中，该后测试端并联一电容器或一电感器或一微带传输线，以提供该短路手段给该天线。

其中，该前测试端耦接于该电波收发器，该后测试端耦接于该天线，并且该前测试端与该后测试端的距离为该操作频率的1/4波长。

其中，在测试该天线的传导效率步骤中，使用一测试仪器耦接该前测试端以进行测试。

其中，该测试仪器为一网络分析仪器或一频谱分析仪器。

本发明的又一技术方案为一种天线测试治具，用以承载该天线测试系统，天线测试治具包括有一侧板、一上板及一下板。上板固设于侧板，该上板具有一第一测试穿孔与一第二测试穿孔，其中，该第一测试穿孔与该第二测试穿孔之间的距离为该操作频率的1/4波长。下板则平行间隔该上板，并且同样固设于侧板，该下板用以承载该天线测试系统，其中，天线测试系统的前测试端间隔对应于第一测试穿孔，天线测试系统的后测试端则间隔对应于第二测试穿孔。

其中，该上板为一印刷电路板。

其中，该第二测试穿孔电性并联一电容器或一电感器或一微带传输线。

本发明的积极进步效果在于：本发明的天线测试系统、测试方法及测试治具，利用阻抗匹配原理，耦接一传输线于天线与电波收发器之间。并且，在传输线上设置一后测试端与一前测试端，且后测试端与前测试端的距离设计为操作频率的1/4波长。本发明在测试天线收发电波信号的传导效率时，使后测试端形成短路(short)状态，同时，经过操作频率的1/4波长后的前测试端将形成开路(open)状态。如此，即可利用测试治具直接在前测试端进行天线的测试，而不需外加开关连接器(switch connector)。

以上的概述与接下来的详细说明均为举例说明，是为了进一步说明本发明的申请专利范围。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与图示加以阐述。

附图说明

图1为常用的天线测试系统示意图；

图2为本发明较佳实施例的天线测试系统示意图；

图3为本发明的天线测试系统的史密斯图；

图4为本发明较佳实施例的天线测试治具的结构示意图；

图5A为本发明较佳实施例的回返损失实际测试图；及

图5B为本发明较佳实施例的回返损失模拟测试图。

附图标记说明：

现有技术：

天线测试系统 1

待测装置 10

印刷电路板 102

切换开关 103

测试孔 104

天线 105

电波收发器 106

探针 16

电波测试装置 17

本发明：

测试系统 2

天线 3

电波收发器 20

传输线 22

匹配电路 24

前测试端 A

后测试端 B

电波信号 S1

天线测试治具 4

侧板 40

上板 42

下板 44

第一测试穿孔 420

第二测试穿孔 422

回返损失实际曲线 50

回返损失仿真曲线 52

最低点 m1、m2

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

参考图2，为本发明较佳实施例的天线测试系统示意图。如图2所示，测试系统2用以测试一天线3的传导效率，其中，测试系统2包括有一电波收发器20、一传输线22及一匹配电路24。

再参考图2，电波收发器20耦接于传输线22的一前测试端A，同时，传输线22的一后测试端B则通过匹配电路24耦接于天线3。其中，电波收发器20根据一操作频率Fs输出一电波信号S1，而电波收发器20所发射出的电波信号S1经由传输线22与匹配电路24送至天线3。同时，在传输线22上，前测试端A与后测试端B之间的距离，设计成为操作频率Fs之1/4波长。另外，后测试端B于测试时，用以提供一短路手段给匹配电路24与天线3。而前测试端A于测试时，作为一测试点，以提供一测试仪器(未标示)测试天线3的传导效率。前述的测试仪器可以为一网络分析仪器或一频谱分析仪器。

再参考图2，前述后测试端B可以通过并联一电容器、并联一电感器或并联一微带传输线(micro stripe-line)，以提供短路手段给匹配电路24与天线3。同时，匹配电路24可以为一π型电路。

配合图2，参考图3。图3为本发明的天线测试系统的史密斯图。从图3可以得知，天线测试系统2中的前测试端A与后测试端B所测得的阻抗匹配。其中，当后测试端B并联一电容器或并联一电感器或并联一微带传输线(micro stripe-line)时，从史密斯图可以得知，后测试端B的位置为短路(short)状态。另外，由于后测试端B与前测试端A之间的距离，设计为操作频率Fs之1/4波长，因此，从史密斯图可以得知，前测试端A的位置为开路(open)状态。如此，在测试天线3的传导效率时，可以将后测试端B予以短路，同时，直接将测试仪器耦接在前测试端A以测试天线3的传导效率，而不需要额外的开关连接器(switch connector)。

配合图2，参考图4。图4为本发明较佳实施例的天线测试治具的结构示意图。如图4所示，天线测试治具4包含有一侧板40、一上板42及一下板44。上板42与下板44平行间隔固设于侧板40，其中，上板42具有一第一测试穿孔420与一第二测试穿孔422，且第一测试穿孔420与第二测试穿孔422之间的距离为该操作频率Fs的1/4波长。另外，下板44用以承载天线测试系统2，当天线测试系统2置入下板44时，天线测试系统2的前测试端A间隔对应于上板42的第一测试穿孔420，同时，天线测试系统2的后测试端B则间隔对应于上板42的第二测试穿孔422。

再参考图4，前述的上板42为一印刷电路板(PCB)，且其上的第二测试穿孔422则电性并联一电容器、一电感器或一微带传输线(micro stripe-line)。

参考图2与图4，在测试天线3的传导效率时，天线测试系统2被放置在天线测试治具4的下板44上，同时，使天线测试系统2的前测试端A对应上板42的第一测试穿孔420，使后测试端B对应上板42的第二测试穿孔422。

然后，利用耦接于测试仪器的一探针(未标示)从上板42的第二测试穿孔422插入，当探针接触到天线测试系统2的后测试端B时，探针会将与第二测试穿孔422电性并联的一电容器、一电感器或一微带传输线(micro stripe-line)耦接到天线测试系统2的后测试端B，进而让天线测试系统2的后测试端B在测试时形成短路(short)状态，让原本50欧姆的阻抗变成0欧姆。

另外，利用耦接于测试仪器的另一探针(未标示)从上板42的第一测试穿孔420插入。当另一探针接触到天线测试系统2的前测试端A时，即可以测试到天线3的传导效率。如此，在测试天线3的传导效率时，让后测试端B形成短路状态，同时，于前测试端A进行测试天线3的传导效率，不需要额外的开关连接器(switch connector)，也同样可以准确的测量天线3的传导效率。所以，本发明可以省略传统所使用的开关连接器(switch connector)，以达到降低产品成本，缩短整体测试时间的目的。

请参考图5A与图5B。其中，图5A为本发明较佳实施例的回返损失实际测试图。图5B为本发明较佳实施例的回返损失模拟测试图。如图5A与图5B所示，本发明所实际测试出来天线3的回返损失实际曲线50与利用ADS仿真器仿真测试出来的回返损失仿真曲线52相当接近(比对二者最低点m1与m2的功率值dB，约为-16.684)。由此可见，本发明的天线测试系统及其方法，在实际的应用上既可以省略开关连接器，同时，也能够非常准确的测试天线3的传导效率。

综上所述，本发明的测试系统利用阻抗匹配原理，耦接一传输线于天线与电波收发器之间。并且，在传输线上设置一后测试端与一前测试端，且后测试端与前测试端的距离设计为操作频率的1/4波长。同时，在测试天线收发电波信号的传导效率时，使后测试端形成短路(short)状态，同时，经过操作频率的1/4波长后的前测试端将形成开路(open)状态。如此，即可利用测试治具直接在前测试端进行天线的测试，而不需外加开关连接器(switch connector)。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (13)

1.一种天线测试系统，用以测试一天线的传导效率，其特征在于，包括：

一电波收发器，根据一操作频率，输出一电波信号；

一传输线，具有一前测试端与一后测试端，该前测试端耦接于该电波收发器，其中，该前测试端与该后测试端的距离为该操作频率的1/4波长；及

一匹配电路，耦接于该传输线的该后测试端与该天线，其中该后测试端提供一短路手段给该匹配电路与该天线。

2.如权利要求1所述的天线测试系统，其特征在于，该后测试端并联一电容器或一电感器或一微带传输线，以提供该短路手段给该匹配电路。

3.如权利要求1所述的天线测试系统，其特征在于，该匹配电路为一π型电路。

4.如权利要求1所述的天线测试系统，其特征在于，该前测试端外接一测试仪器。

5.如权利要求4所述的天线测试系统，其特征在于，该测试仪器为一网络分析仪器或一频谱分析仪器。

6.一种天线测试方法，用以测试一天线的传导效率，其特征在于，包括：

使一电波收发器根据一操作频率，输出一电波信号；

经由一传输线，该电波信号传送至该天线，其中该传输线的距离为该操作频率的1/4波长；

从该传输线的一后测试端，提供一短路手段给该天线；及

从该传输线的一前测试端，测试该天线收发该电波信号的传导效率。

7.如权利要求6所述的天线测试方法，其特征在于，该后测试端并联一电容器或一电感器或一微带传输线，以提供该短路手段给该天线。

8.如权利要求6所述的天线测试方法，其特征在于，该前测试端耦接于该电波收发器，该后测试端耦接于该天线，并且该前测试端与该后测试端的距离为该操作频率的1/4波长。

9.如权利要求8所述的天线测试方法，其特征在于，在测试该天线的传导效率步骤中，使用一测试仪器耦接该前测试端以进行测试。

10.如权利要求9所述的天线测试方法，其特征在于，该测试仪器为一网络分析仪器或一频谱分析仪器。

11.一种天线测试治具，承载如权利要求1所述的该天线测试系统，其特征在于，包括：

一侧板；

一上板，固设于该侧板，该上板具有一第一测试穿孔与一第二测试穿孔，其中，该第一测试穿孔与该第二测试穿孔之间的距离为该操作频率的1/4波长；及

一下板，平行间隔该上板，以及固设于该侧板，该下板用以承载该天线测试系统，其中，该前测试端间隔对应该第一测试穿孔，该后测试端间隔对应该第二测试穿孔。

12.如权利要求11所述的天线测试治具，其特征在于，该上板为一印刷电路板。

13.如权利要求12所述的天线测试治具，其特征在于，该第二测试穿孔电性并联一电容器或一电感器或一微带传输线。

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