CN105116175A - 基于自适应压片的通用宽带微波元器件测试夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于自适应压片的通用宽带微波元器件测试夹具，包括有底板，底板上左侧固定安装有固定块，右侧滑动安装有滑动块，固定块顶部焊接有输入渐变线微带板，滑动块顶部焊接有输出渐变线微带板，底板上位于固定块、滑动块之间安装有整体高度可调的载片台，底板上竖向安装有压片支持架，压片支持架顶部支撑有压片，压片横跨在载片台上方。本发明可以根据晶体管的宽度来调节载片台与滑动模块之间的距离，可以根据晶体管的高度调节载片台的高度，可以不更换压片的情况下适应不同晶体管尺寸压紧晶体管，具有良好的通用性。夹具在DC到8Ghz频段实现了较好的匹配，S11和S22均在-11dB以下。
Description
技术领域
本发明涉及微波元器件测试工装领域，具体是一种基于自适应压片的通用宽带微波元器件测试夹具。
背景技术
晶体管是微波毫米波电路中的核心元器件之一，在低噪声放大器、功率放大器、混频器等电路的设计中，需要精确测量晶体管的输入输出阻抗和静态工作点。微波电路与系统中只有做到阻抗的匹配才能获得较好的系统性能，而不同的晶体管，不同的应用方向对阻抗的测试要求不同，这时就需要特定的测试夹具将晶体管或芯片引入测试系统，方便各种射频接口和电源的衔接，同时能够很好的剥离夹具的寄生参数，并具有较好的通用性能。但是现在市面上存在的夹具有其缺点，根据晶体管尺寸的不同，大多数人采取的措施是制作多种尺寸的载片台和压片来适应不同的晶体管，这样做不仅需要根据不同晶体管或芯片设计不同的夹具结构，并且安装卸载的过程不方便，通用性不强。
发明内容本发明的目的是提供一种基于自适应压片的通用宽带微波元器件测试夹具，以解决现有技术微波元器件夹具通用性不强的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
基于自适应压片的通用宽带微波元器件测试夹具，其特征在于：包括有底板，底板上左侧固定安装有固定块，固定块右方的底板上沿左右方向直线滑动安装有滑动块，固定块顶部焊接有输入渐变线微带板，输入渐变线微带板上印制有输入宽带匹配微带电路，滑动块顶部焊接有输出渐变线微带板，输出渐变线微带板上印制有输出宽带匹配微带电路，且输入、输出渐变线微带板处于同一水平高度，底板上位于固定块、滑动块之间安装有整体高度可调的载片台，底板上位于载片台前、后方分别竖向安装有压片支持架，两压片支持架顶部共同支撑有压片，且压片沿前后方向横跨在载片台上方。
所述的基于自适应压片的通用宽带微波元器件测试夹具，其特征在于：所述输入、输出宽带匹配微带电路采用指数型渐变线设计，以实现宽带匹配，输入、输出宽带匹配微带电路的敏感位置以及馈电电路的敏感位置，均分别接入有可调电容。
所述的基于自适应压片的通用宽带微波元器件测试夹具，其特征在于：所述底板上设置有一对相互平行并沿左右水平方向延伸的T型导轨，两导轨各自左端分别延伸至紧挨固定块，两导轨各自右端分别延伸至底板边缘处，所述滑动块底部设置有一对沿左、右方向延伸的T型滑槽，滑动块通过底部T型滑槽滑动安装在T型导轨上，且滑动块底部T型滑槽与T型导轨之间间隙配合，滑动块朝向载片台的一侧设置有可部分容纳载片台的凹槽。
所述的基于自适应压片的通用宽带微波元器件测试夹具，其特征在于：所述载片台底部设有螺纹孔，载片台通过螺入底部螺纹孔中的螺杆安装在底板上，且载片台底部与底板之间可加设垫片，通过加设的垫片实现载片台整体高度可调。
所述的基于自适应压片的通用宽带微波元器件测试夹具，其特征在于：所述压片设置为倒置的凹字形，压片凹字形两端分别支撑在压片支持架上，压片横跨于载片台上方的中间位置设置有多个竖向贯通压片的直孔，直孔中插入有塑料圆柱体。可以通过调整圆形塑料棒的数量和位置，控制压块的形状，达到与被测晶体管形状吻合的目的，增加测试夹具的通用性。
本发明提出了一种可根据晶体管尺寸大小，调节压块形状的微波元器件测试夹具，与现有技术相比，无需对载片台和压片等结构进行反复拆卸就能满足不同晶体管尺寸的测试要求，提高了微波测试夹具的通用性。
本发明依靠指数型渐变线的宽带匹配形式将50欧姆阻抗匹配到10～40欧姆，实现了DC至8Ghz的频段内较好的匹配，S11和S22均在-11dB以下。通过在载片台底部添减垫片的方式，实现了不需要拆卸载片台就可以调节载片台的高度，来适应不同晶体管的高度的测试要求。通过在压片的中间位置覆盖高密度的的直孔的形式，可插入与晶体管尺寸相同的塑料圆柱体来压紧不同尺寸晶体管，从而实现更换晶体管时不需要拆卸压片的测试要求。通过沿着导轨做一维滑动的滑动块，实现不需更换载片台就能适应不同晶体管宽度的测试要求。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明底板结构示意图。
图3为本发明T型导轨结构示意图。
图4为本发明载片台结构示意图。
图5为本发明输入渐变线微带板电路板图。
图6为本发明输出渐变线微带板电路板图。
图7为本发明固定块结构示意图。
图8为本发明滑动块结构示意图。
图9为本发明压片结构示意图。
图10为本发明压片支持架结构示意图。
具体实施方式
如图1-图10所示，基于自适应压片的通用宽带微波元器件测试夹具，包括有底板1，底板1上左侧固定安装有固定块2，固定块2右方的底板1上沿左右方向直线滑动安装有滑动块3，固定块2顶部焊接有输入渐变线微带板，输入渐变线微带板上印制有输入宽带匹配微带电路，滑动块3顶部焊接有输出渐变线微带板，输出渐变线微带板上印制有输出宽带匹配微带电路，且输入、输出渐变线微带板处于同一水平高度，底板1上位于固定块2、滑动块3之间安装有整体高度可调的载片台4，底板1上位于载片台4前、后方分别竖向安装有压片支持架5，两压片支持架5顶部共同支撑有压片6，且压片6沿前后方向横跨在载片台4上方。
输入、输出宽带匹配微带电路采用指数型渐变线设计，以实现宽带匹配，输入、输出宽带匹配微带电路的敏感位置以及馈电电路的敏感位置，均分别接入有可调电容。
底板1上设置有一对相互平行并沿左右水平方向延伸的T型导轨7，两导轨7各自左端分别延伸至紧挨固定块2，两导轨7各自右端分别延伸至底板1边缘处，滑动块3底部设置有一对沿左、右方向延伸的T型滑槽8，滑动块3通过底部T型滑槽8滑动安装在T型导轨7上，且滑动块3底部T型滑槽8与T型导轨7之间间隙配合，滑动块3朝向载片台4的一侧设置有可部分容纳载片台4的凹槽。
载片台4底部设有螺纹孔，载片台4通过螺入底部螺纹孔中的螺杆安装在底板1上，且载片台4底部与底板1之间可加设垫片，通过加设的垫片实现载片台4整体高度可调。
压片6设置为倒置的凹字形，压片6凹字形两端分别支撑在压片支持架5上，压片6横跨于载片台4上方的中间位置设置有多个竖向贯通压6块的直孔9，直孔9中插入有塑料圆柱体。
本发明中，输入、输出渐变线微带板板材采用罗杰斯5880，板厚为0.787mm，板长为80mm，板宽为60mm，采用指数型渐变线阻抗匹配结构对50欧姆微带线和30欧姆微带线进行预匹配。输入渐变线微带板上除了有阻抗匹配结构外还有馈电结构，接地板和接地岛，接地板和接地岛上有用于接地的通孔，通孔直径为1mm，板上用于和结构件固定的通孔直径为1.5mm。微带线采用先敷铜再镀金的工艺，基板背面敷铜，敷铜厚度为35um，所有通孔全部金属化。起支撑作用的结构件的材料是铝，表面采用抗氧化处理，固定模块，载片台和两条平行导轨均固定在底板上，滑动块放置在导轨上并可以沿着导轨做一维运动，固定块和滑动块在微带板固定孔对应位置有螺纹孔，固定块和滑动块远离载片台的一侧的相应位置装有SMA接头用来连接矢量网络分析仪。压片横跨载片台用来固定晶体管，压片靠两个对称的压片架支撑，压片支持架固定在底板上，通过螺钉装卸并且可以通过螺钉深度调节压片高度。测试夹具在DC到8Ghz的频段内S11和S22均在-11dB以下，实现了较好的匹配。
本发明中：
（1）输入输出宽带匹配微带电路设计
输入输出宽带匹配微带电路设计的核心是扩展夹具的测试带宽，并且能够根据不同测试需要对匹配电路进行调节。在较宽的频带范围内进行阻抗匹配，常用的是渐变线匹配设计，本发明采用指数型渐变线来实现宽带匹配，指数渐变线参量根据精确计算和仿真得出，能够在DC到8GHz的频段内达到较好的匹配，保证微波信号能够较好的在50欧姆标准微带线和晶体管输入输出管脚（10-40欧姆）之间传输。
（2）载片台设计
为了避免不同高度被测器件要单独设计载片台的弊端，本发明中载片台的高度和宽度设计为可调。载片台由底面的螺纹孔和螺杆固定在底板上，可通过在螺杆上加入不同数量的垫片对载片台的高度进行调整，以适应不同被测器件的高度，使得待测器件的输入输出引脚与微带电路在同一个水平面上。
（3）压片设计
常见的晶体管测试夹具中，其压片的结构尺寸需根据不同晶体管的形状和尺寸单独设计，不具有通用性。本设计中的压片可以根据晶体管的尺寸进行自适应调节，大大增加压片的通用性。压片的形状类似于倒置的凹字，在压片的中间位置覆盖高密度的直孔，孔的直径是1mm，圆心之间的距离为2mm。根据需要在不同孔处插入不同高度的塑料圆柱体，即可形成不同形状和尺寸的压片，与晶体管和芯片的形状形成对应，将被测器件的底盘，引脚等部位紧压在微带电路或金属地上。
（4）滑块及导轨设计
用于输入输出微带板分别安装在固定金属模块和滑动金属模块上。固定金属模块利用四孔3mm螺孔固定在底板上，两条T型导轨平行放置在底板上，一端紧挨固定模块，另一端靠近底板边缘。每条导轨利用四孔3mm螺孔固定在底板上，滑动模块与导轨相对应的位置挖出T型槽，槽与导轨之间留有一定空隙，使滑动模块能够在沿着导轨无阻碍的做一维滑动，在滑动模块的侧面有用来固定滑动模块的螺纹孔，当滑动模块移动到指定位置时，在螺纹孔中拧入螺钉即可固定滑动模块。滑动模块与载片台对应位置挖出比载片台大小稍大的凹槽，可根据晶体管的宽度来改变滑动模块的位置以使晶体管引脚能够搭在输出微带板上。
（5）测试夹具底板设计
测试夹具底板用于测试滑块、载片台、导轨、压片等部件的定位和固定。采用铝制板，根据相应部件的位置和应用特点，在底板上钻定位孔，孔深略高于螺杆高度，同时在底板背面四角粘贴一定面积的防滑垫。
Claims (6)
1.基于自适应压片的通用宽带微波元器件测试夹具，其特征在于：包括有底板，底板上左侧固定安装有固定块，固定块右方的底板上沿左右方向直线滑动安装有滑动块，固定块顶部焊接有输入渐变线微带板，输入渐变线微带板上印制有输入宽带匹配微带电路，滑动块顶部焊接有输出渐变线微带板，输出渐变线微带板上印制有输出宽带匹配微带电路，且输入、输出渐变线微带板处于同一水平高度，底板上位于固定块、滑动块之间安装有整体高度可调的载片台，底板上位于载片台前、后方分别竖向安装有压片支持架，两压片支持架顶部共同支撑有压片，且压片沿前后方向横跨在载片台上方。
2.根据权利要求1所述的基于自适应压片的通用宽带微波元器件测试夹具，其特征在于：所述输入、输出宽带匹配微带电路采用指数型渐变线设计，以实现宽带匹配，输入、输出宽带匹配微带电路的敏感位置以及馈电电路的敏感位置，均分别接入有可调电容。
3.根据权利要求1所述的基于自适应压片的通用宽带微波元器件测试夹具，其特征在于：所述底板上设置有一对相互平行并沿左右水平方向延伸的T型导轨，两导轨各自左端分别延伸至紧挨固定块，两导轨各自右端分别延伸至底板边缘处，所述滑动块底部设置有一对沿左、右方向延伸的T型滑槽，滑动块通过底部T型滑槽滑动安装在T型导轨上，且滑动块底部T型滑槽与T型导轨之间间隙配合，滑动块朝向载片台的一侧设置有可部分容纳载片台的凹槽。
4.根据权利要求1所述的基于自适应压片的通用宽带微波元器件测试夹具，其特征在于：所述载片台底部设有螺纹孔，载片台通过螺入底部螺纹孔中的螺杆安装在底板上，且载片台底部与底板之间可加设垫片，通过加设的垫片实现载片台整体高度可调。
5.根据权利要求1所述的基于自适应压片的通用宽带微波元器件测试夹具，其特征在于：所述压片设置为倒置的凹字形，压片凹字形两端分别支撑在压片支持架上，压片横跨于载片台上方的中间位置设置有多个竖向贯通压片的直孔，直孔中插入有塑料圆柱体。
6.可以通过调整圆形塑料棒的数量和位置，控制压块的形状，达到与被测晶体管形状吻合的目的，增加测试夹具的通用性。
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