CN101995520A - 天线测试装置及天线测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种天线测试装置，其包括一屏蔽箱、一分析仪、一发射探针及一接收探针，该发射探针及接收探针与该分析仪相连接，该屏蔽箱具有矩形波导结构，其具有一截止频率，该屏蔽箱内放置有一待测天线，该分析仪产生一频率小于该截止频率的测试信号，该发射探针接收并发射该测试信号至屏蔽箱内，该待测天线与发射探针相互耦合并产生一耦合信号，该接收探针接收并将该耦合信号回传给分析仪，该分析仪分析该测试信号及耦合信号以得到该待测天线的传输损耗值。本发明还揭露一种利用该天线测试装置测试天线性能的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种天线测试装置及天线测试方法，尤其涉及一种利用传输损耗进行测试的天线测试装置及利用该装置测试天线性能的方法。
背景技术
随着科技的不断发展及进步，移动电话等便携式电子装置于生活中得到广泛应用。在很多便携式电子装置上都设有天线，天线功能的优劣会直接影响其收发无线电信号的质量，故便携式电子装置出厂前一般都需要对其天线进行质量测试。
传统天线测试装置一般包括一屏蔽箱、一分析仪、一测试板，该屏蔽箱内放置有吸波材料，用于吸收来源于外界的杂波，以增强该屏蔽箱的屏蔽效果。该测试板上设置有一用于发送信号的发射探针、一接地探针及一用于与分析仪相连接的端口。该传统天线测试装置的测试原理为：先将一待测天线置于屏蔽箱内，将该发射探针及接地探针分别按压于该待测天线的一馈点及接地点；该分析仪发送一信号给测试板；该测试板接收并处理该信号以将信号通过发射探针传输给待测天线；该待测天线接收到发射探针传来的信号，并通过接地探针将该信号送至测试板进行处理；测试板将处理后的信号通过端口传送至分析仪；该分析仪将其发送的信号与接收到的信号进行对比分析以得出该待测天线的回波损耗值，并最终判断该待测天线的性能是否符合客户的要求。
然而，在使用上述现有测试装置进行测试的过程中，吸波材料的吸波能力、二探针与该待测天线的接触方式、测试板质量等因素都会影响该天线测试装置的准确性及稳定性。另，吸波材料及测试板在使用中需要不断更新，也会增加该天线测试装置的制造成本。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种成本较低且测试效果较佳的天线测试装置。
另，有必要提供一种利用该装置测试天线性能的方法。
一种天线测试装置，其包括一屏蔽箱、一分析仪、一发射探针及一接收探针，该发射探针及接收探针与该分析仪相连接，该屏蔽箱具有矩形波导结构，其具有一截止频率，该屏蔽箱内放置有一待测天线，该分析仪产生一频率小于该截止频率的测试信号，该发射探针接收并发射该测试信号至屏蔽箱内，该待测天线与发射探针相互耦合并产生一耦合信号，该接收探针接收并将该耦合信号回传给分析仪。该分析仪分析及处理该测试信号及耦合信号以得到该待测天线的传输损耗值。
一种天线测试方法，该方法包括如下步骤：
提供一天线测试装置，该天线测试装置包括一发射探针、一接收探针及一屏蔽箱；放置一标准天线于屏蔽箱内；传输一测试信号，并将该测试信号传输给发射探针；利用该标准天线对该发射探针产生的耦合作用而产生一耦合信号；根据该耦合信号与该测试信号之间的差异获得该标准天线的传输损耗值；比较传输损耗值是否与标准天线的理论值相等，若相等，则固定二探针的位置并记录该传输损耗值以作为一标准传输损耗值；若不等，则调节该二探针之间的相对位置，直至该传输损耗值与标准天线的理论值相等；取下标准天线，将一待测天线放置于屏蔽箱内；传输一测试信号，并将该测试信号传输给发射探针；利用该待测天线对发射探针产生的耦合作用而产生一耦合信号；根据该耦合信号及该测试信号之间的差异获得该待测天线的传输损耗值；比较该传输损耗值与标准传输损耗值的差值以判断该待测天线是否合格。
相较于现有技术，该天线测试装置利用待测天线对发射探针的耦合作用，使得通过接收探针回传至分析仪的耦合信号与测试信号之间产生一差异，通过分析处理该差异以得到该待测天线的传输损耗值，进而判断该待测天线的性能。该天线测试装置无须使用传统技术中必要的吸波材料及测试板等，大大节省了成本。另外，该屏蔽箱采用矩形波导的原理制成，具有较佳的屏蔽效果，从而使得天线测试装置具有较佳的准确性及稳定性。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的天线测试装置的分解示意图。
图2为图1所示天线测试装置的组装示意图。
图3为图2所示天线测试装置测试天线性能的流程图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明较佳实施例的天线测试装置100可用于测试移动电话等便携式电子装置内的天线。该天线测试装置100包括一屏蔽箱10、一发射探针22、一接收探针24、一分析仪30及一显示仪40。
该屏蔽箱10呈长方体结构，其包括一承载板12及一盖体14。该承载板12呈一平板状结构，用于承载一标准天线或待测天线，且其上可进一步设置一与该标准天线或待测天线形状对应的容置部(图未示)，用于稳定地容置该标准天线或待测天线。该盖体14为一端开口的矩形体，其罩设于承载板12上。所述盖体14上与承载板12垂直的一表面上开设有若干容置孔142，该等容置孔142贯通该表面，并与发射探针22及接收探针24对应。
所述屏蔽箱10由铝制成，且其具体尺寸为30*50*120mm，其璧厚约为1-2mm。该屏蔽箱10的具体结构满足矩形波导的原理，其等效于一高通滤波器，具有一截止频率f，即频率小于截止频率f的低频信号无法通过。在目前的天线设计中，天线的最高频率一般为3GHz。因此在本发明较佳实施例中，将屏蔽箱10的信号的截止频率f设置为4GHz或更高的数值。这样，通过发射探针22所发射的电磁波信号相对于该屏蔽箱10形成的矩形波导而言都是低频信号，从而使该电磁波信号在屏蔽箱10内传播时几乎不会产生能量损耗，其电磁波信号的变化只会受到待测天线对其的耦合作用的影响，使得该屏蔽箱10具有较佳的屏蔽效果，并保证天线测试的准确性及稳定性。
该发射探针22及接收探针24均由金属等导电材料制成，如铜、铝等。其具体长度或者尺寸根据不同类型的待测天线进行调整。该发射探针22及接收探针24的一端分别通过电缆、转接头等固定连接至分析仪30上，用以接收分析仪30传来的信号及将信号反馈给分析仪30。该发射探针22及接收探针24中未连接至分析仪30的另一端的外轮廓与该容置孔142的形状相匹配，以便将该二探针分别套设于二容置孔142内。通过将发射探针22及接收探针24分别套设于不同的容置孔142内，可以调节该发射探针22及接收探针24之间的距离。当不再需要调节发射探针22及接收探针24之间的距离时，可通过焊接等方式将发射探针22及接收探针24分别固定于其中二容置孔142内。
该分析仪30可以为现有的用于发送及接收无线电测试信号并进行信号处理的设备，如矢量网络分析仪。该分析仪30上设置有一信号输出端口32及一信号输入端口34。信号输出端口32与发射探针22电性连接，以传输一信号给探针22。信号输入端口34与接收探针24电性连接，以接收接收探针24反馈回来的信号。该分析仪30上还设置有一第三端口36，第三端口36可通过网线等与所述显示仪40相连。该分析仪30将接收到的信号进行处理后通过第三端口36将数据传送至显示仪40进行显示。
显示仪40用于将分析仪30传来的数据进行显示，以供用户观测。该显示仪40可以为计算机或与计算机具有相同功能的电子设备。
请一并参阅图2，组装该天线测试装置100时，先分别将发射探针22、接收探针24中未连接至分析仪30上的另一端套设于二容置孔142内。然后将分析仪30的第三端口36通过网线等电性连接至显示仪40。因为发射探针22及接收探针24均由金属等导电材料制成，故二者可以分别等效为一发射天线及一接收天线。当分析仪30发送一测试信号给发射探针22时，置入屏蔽箱10内的一标准天线或待测天线与发射探针22耦合，耦合后，接收探针24将耦合信号通过信号输入端口34反馈给分析仪30。该分析仪30读取反馈回来的信号，因为该标准天线或待测天线对发射探针22的耦合作用，使得该分析仪30发送的测试信号及接收到的耦合信号之间会存在一差异，通过分析及处理该差异，以得到一标准天线或待测天线的传输损耗值，并送至显示仪40。用户即可通过显示仪40上显示的传输损耗值以判断天线的性能。
请参阅图3，利用该天线测试装置100测试天线的性能时，其具体包括以下步骤：
步骤S1：放置一标准天线于屏蔽箱10内的容置部，该标准天线具有确保符合测试通过的标准参数。
步骤S2：调节分析仪30，使分析仪30产生一测试信号，并将该信号通过信号输出端口32传输给发射探针22。
步骤S3：所述标准天线与发射探针22耦合并产生一耦合信号。
步骤S4：所述接收探针24将耦合信号通过信号输入端口34反馈给分析仪30，分析仪30将接收到的耦合信号与发送的测试信号进行分析处理，以得到该标准天线的一传输损耗值，并将该传输损耗值传至显示仪40，以供用户判断。
步骤S5：判断显示仪40上显示的传输损耗值与标准天线的理论传输损耗值是否一致。若是，则执行步骤S6；若不是，则执行步骤S7。
步骤S6：停止调节发射探针22及接收探针24之间的相对位置，固定此状态下的发射探针22、接收探针24并记录该传输损耗值以作为一标准传输损耗值。
步骤S7：调节发射探针22及接收探针24于容置孔142内的位置，使该发射探针22、接收探针24之间的相对位置发生变化，同时返回步骤S2。
步骤S8：取下标准天线，装设一待测天线于容置部内。
步骤S9：调节分析仪30，使分析仪30产生一测试信号，并将该测试信号通过信号输出端口32传输给发射探针22。
步骤S10：所述待测天线与发射探针22耦合并产生一耦合信号。
步骤S11：所述接收探针24将耦合信号反馈给分析仪30，分析仪30将耦合信号与测试信号进行分析处理，以得到该待测天线的一传输损耗值，并将该传输损耗值与该标准传输损耗值的差值传至显示仪40，以供用户分析判断该待测天线是否合格。
可以理解，该屏蔽箱10也可以由不锈钢、铜、银等多种导电材料制成。
显然，本发明的天线测试装置100仅通过设置一屏蔽箱10、一发射探针22及一接收探针24，该二探针均由金属等导电材料制成，在测试时可以等效为用于发射及接收的天线。在进行天线的性能测试时，通过一分析仪30发射一测试信号给发射探针22，利用待测天线对发射探针22的耦合作用，以使通过接收探针24回传至分析仪30的耦合信号与测试信号之间产生一差异，通过分析处理该差异以得到该待测天线的传输损耗值，进而判断该待测天线的性能。本发明无须使用传统技术中的吸波材料及测试板等，大大节省了成本。
另外，因为该屏蔽箱10采用矩形波导的原理制成，具有较佳的屏蔽效果，从而使得天线测试装置100具有较佳的准确性及稳定性。
另外，本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其他形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (9)
1.一种天线测试装置，包括一分析仪、一发射探针及一接收探针，所述发射探针及接收探针与所述分析仪相连接；其特征在于：所述天线测试装置还包括一用于放置一待测天线的屏蔽箱，所述屏蔽箱具有矩形波导结构，其具有一截止频率，所述分析仪产生一频率小于所述截止频率的测试信号，所述发射探针接收并发射所述测试信号至屏蔽箱内，所述待测天线与发射探针相互耦合并产生一耦合信号，所述接收探针接收并将所述耦合信号回传至所述分析仪，所述分析仪分析所述测试信号及耦合信号以得到所述待测天线的传输损耗值。
2.如权利要求1所述的天线测试装置，其特征在于：所述屏蔽箱包括一用于承载所述待测天线的承载板及一盖体，所述盖体罩设于所述承载板上。
3.如权利要求2所述的天线测试装置，其特征在于：所述承载板上设置有一容置部，其形状与所述待测天线的形状匹配，用于容置所述待测天线。
4.如权利要求2所述的天线测试装置，其特征在于：所述盖体上与所述承载板垂直的一表面上开设有若干容置孔，用于容置所述二探针。
5.如权利要求4所述的天线测试装置，其特征在于：所述分析仪上设置有一信号输出端口及一信号输入端口，所述发射探针及所述接收探针一端分别装设于所述信号输出端口及所述信号输入端口上，所述发射探针及所述接收探针的另一端分别装设于所述若干容置孔中任意二个之内。
6.如权利要求5所述的天线测试装置，其特征在于：所述分析仪上还设置有一第三端口，所述分析仪通过所述第三端口与一显示仪连接。
7.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：所述屏蔽箱的截止频率为4GHz。
8.一种天线测试方法，该方法包括如下步骤：
提供一天线测试装置，所述天线测试装置包括一发射探针、一接收探针、一屏蔽箱；
放置一待测天线于屏蔽箱内；
传输一测试信号，并将所述测试信号传输给发射探针；
利用待测天线对所述发射探针产生的耦合作用而产生一耦合信号；
根据所述耦合信号及所述测试信号之间的差异获得所述待测天
线的传输损耗值；
根据所述传输损耗值与一标准传输损耗值的差值分析及判断所述待测天线是否合格。
9.如权利要求8所述的天线测试方法，其特征在于：所述天线测试方法在放置一待测天线于屏蔽箱内的步骤之前还包括一预调所述天线测试装置步骤，该预调所述天线测试装置步骤包括以下子步骤：
放置一标准天线于屏蔽箱内；
传输一测试信号，并将所述测试信号传输给发射探针；
利用标准天线对所述发射探针产生的耦合作用而产生一耦合信号；
根据所述耦合信号与所述测试信号之间的差异获得所述标准天线的传输损耗值；
判断传输损耗值是否与所述标准天线的理论值相等，若相等，则固定所述二探针的位置并记录所述传输损耗值作为所述标准传输损耗值；若不等，则调节所述二探针之间的相对位置，直至所述传输损耗值与所述标准天线的理论值相等；
取出所述标准天线。
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