CN105940309A - 用于对由待测电子装置所辐射出的电磁场进行高分辨率空间扫描的扫描仪系统和方法 - Google Patents

用于对由待测电子装置所辐射出的电磁场进行高分辨率空间扫描的扫描仪系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种可操作用于对由待测电子装置(DUT)所辐射出的电磁场进行高分辨率空间扫描的扫描系统和方法。使用包括多个空间上分隔的切换式探针、分析器和电脑的探针阵列来测量由所述DUT辐射出的电磁场水平。致动器使所述探针阵列相对于所述DUT的位置改变小于或等于这些探针之间的分隔距离的距离，且再次测量并存储所述电磁场水平。

Description

用于对由待测电子装置所辐射出的电磁场进行高分辨率空间扫描的扫描仪 系统和方法
技术领域
本发明涉及电子装置的电磁兼容性测试和电磁干扰诊断，并且特别地涉及对由待测电子装置所产生的电磁场水平进行高分辨率空间扫描。
背景技术
电子装置(诸如印刷电路板)的性能中的EMC/EMI问题涉及由于装置组件之间的电磁干扰(EMI)使得装置组件电磁兼容性(EMC)的缺乏。EMC/EMI问题涉及产生传播穿过耦合路径至另一装置组件(接收器)的电磁场的装置组件(来源)。电磁场引发接收器辐射出与所期望接收器所辐射出的电磁场不同的电磁场。
为测试且诊断EMC/EMI问题，电子装置的设计师或制造商可使用扫描仪检测由电子装置所辐射出的电磁场水平。可执行频谱扫描以确定各个所要的频率下的电磁场水平。另外或替代地，可执行空间扫描以映像指定频率下、相对于电子装置的不同取样位置上的电磁场水平。以此方式，空间扫描可辅助识别装置中负责EMC/EMI问题的组件。
在空间扫描中，相对于装置组件的尺寸和间隔，空间扫描的取样位置之间的距离较小可以是优选的。例如，可需要小于一毫米的分辨率以鉴别由封装于在待测精巧移动电话中使用的印刷电路板上的微型化组件所辐射出的电磁场。然而，减少取样位置之间的间隔增加了给定扫描区域中取样位置的数目和完成空间扫描所需的时间。因为现有技术扫描器具有单一探针，所以必须将探针移动至各个且每一取样位置，此可使得执行具有数百或数千个取样位置的空间扫描非常耗时。
因此，此项技术中需要可操作以更高效地对电子装置执行高分辨率扫描的扫描仪系统。
发明内容
本发明提供一种用于对由电子装置所辐射出的电磁场执行高分辨率空间扫描的扫描仪系统和方法。
在一方面，本发明包括一种可操作用于对由待测电子装置(DUT)所辐射出的电磁场进行高分辨率空间扫描的扫描仪系统。所述扫描仪系统包括：探针阵列，其包括多个切换式探针，其中相邻的探针以分隔距离分开；分析器，其连接至所述探针阵列，用于基于由所述辐射出的电磁场在各探针中所引发的信号确定各探针位置上的电磁场水平；致动器，其用于将所述探针阵列相对于所述DUT的位置从第一阵列位置改变至第二阵列位置；和计算机，其包括处理器和内存。所述处理器可操作地连接至所述分析器和所述致动器，且所述内存组件储存可由所述处理器执行的一组指令以实施包括以下步骤的方法：
(a)当所述探针阵列处于所述第一阵列位置时，测量各探针上的电磁场水平，以在处于所述第一阵列位置时建立所述探针阵列中的各探针位置上的电磁场水平的第一数据集；
(b)控制所述致动器以将所述探针阵列相对于所述DUT的位置从所述第一阵列位置改变至所述第二阵列位置；并且
(c)当所述探针阵列处于所述第二阵列位置时，测量各探针上的电磁场水平，以在处于所述第二阵列位置时建立所述探针阵列中的各探针位置上的电磁场水平的第二数据集。
在一个实施例中，扫描仪系统进一步包括用于将DUT放置在其上的平坦扫描表面。所述扫描表面可形成包括探针阵列和致动器的外壳的顶部表面。
在一个实施例中，将探针阵列形成为印刷电路板的部分。
在一个实施例中，以大体上平坦的行和列的阵列配置探针。
在一个实施例中，探针包括第一探针和具有与所述第一探针不同的极化的第二探针。当探针阵列处于第二阵列位置时所述第二探针相对于DUT的位置可大体上相同于当探针阵列处于第一阵列位置时所述第一探针相对于DUT的位置。
在一个实施例中，第一阵列位置与第二阵列位置之间的距离小于或大体上等于相邻的探针的分隔距离。
在一个实施例中，分析器是频谱分析器。
在一个实施例中，致动器移动探针阵列，同时DUT保持静止。在另一实施例中，所述致动器移动DUT，同时探针阵列保持静止。
在一个实施例中，所述致动器包括：细长第一轨道；第一滑动构件，其可沿着所述第一轨道移动且附接至所述探针阵列；和第一马达，其与所述第一滑动构件驱动啮合，用于使所述第一滑动构件沿着所述第一轨道移动。所述致动器可进一步包括：细长第二轨道，其以一定角度布置于所述第一轨道上；第二滑动构件，其可沿着所述第二轨道移动且附接至所述细长第一轨道；和第二马达，其与所述第二滑动构件驱动啮合，用于使所述第二滑动构件沿着所述第二轨道移动。
在一个实施例中，扫描仪系统进一步包括信号调节器，所述信号调节器可操作地连接至探针阵列和分析器，用于在由所述分析器传输之前放大或衰减在各探针中所引发的信号。
在另一方面，本发明包括一种用于对由待测电子装置(DUT)所辐射出的电磁场进行高分辨率空间扫描的方法。所述方法包括以下步骤：
(a)提供包括多个切换式探针的探针阵列，其中相邻的探针以分隔距离分开；
(b)相对于所述DUT，将所述探针阵列定位于第一阵列位置。
(c)当所述探针阵列处于所述第一阵列位置时，测量各探针上的电磁场水平，以在处于所述第一阵列位置时建立所述探针阵列中的各探针位置上的电磁场水平的第一数据集。
(d)将所述探针阵列相对于所述DUT的位置变为第二阵列位置；并且
(e)当所述探针阵列处于所述第二阵列位置时，测量各探针上的电磁场水平，以在处于所述第二阵列位置时建立所述探针阵列中的各探针位置上的电磁场水平的第二数据集。
在一个实施例中，DUT处于扫描表面上，同时将探针阵列从第一阵列位置移动至第二阵列位置。
在一个实施例中，探针包括第一探针和具有与所述第一探针不同的极化的第二探针。当探针阵列处于第二阵列位置时所述第二探针相对于DUT的位置可大体上相同于当探针阵列处于第一阵列位置时所述第一探针相对于DUT的位置。
在一个实施例中，第一阵列位置与第二阵列位置之间的距离小于相邻的探针的分隔距离、较佳地小于或等于相邻的探针的分隔距离的一半且更较佳地小于或等于1.5mm、或小于或等于相邻的探针的分隔距离的1/5。
在一个实施例中，在频率范围内执行测量第一阵列位置和第二阵列位置之一或二者中的电磁场水平的步骤。
因为第一阵列位置与第二阵列位置之间的距离可小于探针之间的分隔距离，所以可使所述扫描仪系统的有效分辨率小于探针之间的分隔距离。可在零与所述致动器的位置精度限度之间调整所增加的分辨率的量。计算机可大体上自动化扫描程序且可交错从不同探针阵列位置上的扫描所得的数据集，且造成显示设备示出电磁场水平在DUT的不同位置上的空间分布。
附图说明
在附图中，类似参考数字指定类似组件。附图不一定按比例，而是重点在于本发明的原理。另外，所描绘的多个实施例是利用本发明的基本概念的多个可能配置的一者。如下简要描述附图。
图1示出了本发明的扫描仪系统的一个实施例外部的透视图，其中DUT放置在扫描表面上。
图2示出了图1中所示出的扫描仪系统外部的分解透视图，图中移除了所述外壳的顶部部分。
图3示出了图1中所示出的扫描仪系统内部的俯视透视图，图中移除了外壳的顶部部分和扫描表面。
图4示出了图1中所示的扫描仪系统内部的俯视透视图，图中移除了外壳的顶部部分、扫描表面、分析器、信号调节器和计算机。
图5示出了图1中所示的扫描仪系统内部的仰视透视图，图中移除了外壳的底部部分、分析器、信号调节器和计算机。
图6示出了本发明的扫描仪系统的一个实施例的切换式探针阵列和信号调节器的示意图。
图7示出了在本发明的扫描仪系统的一个实施例中，探针阵列具有方形半环形探针的部分。
图8A至图8D是由本发明的扫描仪系统的一个实施例所执行的空间扫描的取样位置的模式的示意绘图。
图9示出了对应于图8D中所示的取样位置的模式的电磁场水平数据的示意绘图。
图10示出了本发明的方法的一个实施例的步骤的流程图。
具体实施方式
本发明包括用于对由待测电子装置所辐射出的电磁场进行高分辨率空间扫描的扫描仪系统与方法。当描述本发明时，未在本文中限定的全部术语具有它们共享的技术认知的意义。就下文描述涉及本发明的一个特定实施例或特定用途而言，其仅旨在图解说明且不限制本发明。如在所附权利要求书中所定义，下文描述旨在覆盖包含在本发明的精神和范畴中的全部替代、修改和等效物。
如本文所使用，“电子装置”的意思是具有能够辐射出电磁场，不论功率或范围，且不论是否产生或引发此电磁场的包括一个或多个组件的任意装置。电子装置包含但不限于印刷电路板。
如本文所使用，“待测装置”或“DUT”的意思是产生待由本发明的扫描仪系统扫描的所辐射出的电磁场的电子装置。
在一个实施例中，本发明的扫描仪系统具有探针阵列，所述探针阵列具有用于感测由待测电子装置(DUT)所辐射出的电磁场的多个分开的切换式探针。致动器或致动器的组合相对于DUT将探针阵列移动至连续位置，所述连续位置优选地以小于或等于探针之间的分隔距离的距离分开。因此，可使扫描仪系统的有效分辨率小于探针之间的分隔距离。可在零与致动器的位置精度限度之间调整所增加的分辨率因子。在探针阵列的各连续位置上，分析器(诸如频谱分析器)接收由所辐射出的电磁场在探针中所引发的信号，以确定电磁场水平。可透过使用计算机来大体上自动化扫描程序，所述计算机包括控制致动器和分析器且储存反射探针阵列的各连续位置上的各探针的位置和各探针上的电磁场水平的数据集的组件。计算机可包括交错数据集且造成显示设备显示交错结果以示出电磁场水平在相对于DUT的不同位置上的空间分布的组件。
在图1至图5中所示的本发明的扫描仪系统(10)的一个实施例中，扫描仪系统(10)包括外壳(12)、采取扫描表面(18)的形式的DUT保持装置、具有多个切换式探针的探针阵列(20)、致动器(30)、信号调节器(40)、分析器(50)和计算机(60)。如下文所描述，可操作地连接致动器(30)、信号调节器(40)、分析器(50)和计算机(60)以执行功能。在附图中所示的一个实施例中，外壳(12)内包括信号调节器(40)、分析器(50)和计算机(60)。在其他实施例中，信号调节器(40)、分析器(50)和计算机(60)均可包括外壳(12)外部所包括的组件或部分处于外壳(12)内且部分处于外壳(12)外部的组件。
在图1至图5中所示的实施例中，外壳(12)包括探针阵列(20)和致动器(30)，且也可包括信号调节器(40)、分析器(50)和计算机(60)。在附图中所示的实施例中，外壳(12)是盒状容器，由可使用插入至对准槽或插孔(15)中的螺钉和销钉连接在一起的底部部分(14)和顶部部分(16)形成，所述对准槽或插孔(15)形成于所述底部部分(14)和顶部部分(16)中。外壳(12)的底部和侧壁由非导电阳极氧化铝制成。外壳(12)的顶部部分(16)限定开口(17)以显露扫描表面(18)。外壳(12)也限定一个或多个端口(19)，端口(19)用于将计算机(60)或扫描仪系统(10)的其他内部化组件连接至外部电源、扫描仪系统(10)的外部化组件或外部输出装置(诸如另一计算机或显示设备)。
DUT保持装置可包括用于将DUT保持在相对于探针阵列(20)的静止位置的任意合适的装置。在附图中所示的一个实施例中，DUT保持装置包括提供其上可放置DUT的表面的扫描表面(18)。在附图中所示的实施例中，扫描表面(18)由薄、扁平的玻璃膜制成，其最小化对电磁辐射传播的干扰。玻璃膜支撑于辊(21)上，可相对于外壳(12)的底部部分(14)垂直调整辊(21)以使扫描表面(18)水平校平。透过外壳(12)的玻璃盖通过顶部开口(17)显露扫描表面(18)。在其他实施例中，DUT保持装置可包括支架、座架或夹持型装置。
探针阵列(20)包含多个切换式探针，其均可操作以感测DUT的不同区域上由DUT所辐射出的电磁场。所述探针以分隔距离分开使得各探针相邻的扫描表面(18)的空间上相异的位置，且因此当被放置在扫描表面(18)上时占用相对于DUT的相异位置。
在图8A中所示的一个实施例中，按照行和列间隔相等的矩形阵列配置探针阵列(20)的探针(22)。探针(22)形成定位于外壳(12)内、在扫描表面(18)下方且大体上平行于扫描表面(18)的大体上平坦的矩形阵列表面。在未示出的其他实施例中，可按照另一阵列配置如圆形配置来配置探针。
在一个实施例中，将探针阵列(20)制造成印刷电路板(PCB)的部分。在一个实施例中，PCB具有配置在大约21.8cm×31.6cm的矩形扫描区域上、中心至中心的分隔距离为7.5mm且处于29行和45列中的1218个探针。
在于图6中示意性示出的一个实施例中，PCB的这些探针(22)连接于固态开关(24)的树状结构中，所述树状结构允许探针(22)的快速电子开关，且导致信号调节器(40)产生单RF输出(42)。
在一个实施例中，各探针(22)是2mm×2mm的方形环状磁场探针。这些探针的尺寸意味着可将大量探针放置在较小空间中，建立高密度阵列。这些探针的尺寸也意味着它们不是高效辐射体，使得应紧邻(通常小于2.5cm)探针阵列(20)放置DUT。
在图7中所示的一个实施例中，由形成探针阵列(20)的印刷电路板上的方形半环形形成各探针(22)。这些探针(22)的方形半环形的定向造成磁场在某些方向或极化上的低灵敏度，藉此建立探针(22)的“盲点”，此会影响扫描结果。为减轻效应，在一个实施例中，探针阵列(20)中在相邻的行或列中的探针的定向可不同，例如其可相对于彼此变换90度。下文进一步描述用于使用此探针阵列减少盲点效应的技术的一个实施例。
致动器(30)可以用于使探针阵列(20)在第一阵列位置与第二阵列位置之间相对于DUT移动、或使DUT相对于探针阵列移动或使探针阵列(20)和DUT两者相对于彼此移动的任意合适的电动机构。在一个实施例中，如图4和图5中所示，致动器(30)移动探针阵列(20)，同时DUT在扫描表面(18)上保持静止。致动器(30)包括十字滑动机构，所述机构包括第一和第二电动马达(31、32)、细长第一和第二线性轨道(33、34)和第一和第二滑动构件(35、36)。第一轨道(33)固定至外壳(12)的底部部分(14)内部。第一马达(31)与第一滑动构件(35)驱动啮合以使其沿着第一轨道(33)的细长方向滑动。第二轨道(34)固定至第一滑动构件(35)，且如此与第一滑动构件(35)沿着第一轨道(33)滑动。第二马达(32)与第二滑动构件(36)驱动啮合以使其沿着第二轨道(34)的细长方向滑动。探针阵列(20)附接至第二滑动构件(36)，且如此与第二滑动构件(36)沿着第二轨道(34)滑动。在一个实施例中，第一和第二轨道(33、34)大体上布置成彼此垂直，以允许探针阵列(20)在大体上水平的平面中在大体上垂直的方向上独立移动，使得可选择性地将探针阵列(20)定位于任意所要的相对于放置在扫描表面(18)上的DUT的位置上。在未示出的其他实施例中，致动器(30)可移动DUT保持装置，同时探针阵列(20)保持静止。在未示出的另一实施例中，致动器(30)可移动探针阵列(20)和DUT两者。
第一阵列位置和第二阵列位置对应于探针阵列(20)相对于扫描表面(18)的空间上相异的位置，使得相较于在探针阵列(20)处于第二阵列位置时，当探针阵列(20)处于第一阵列位置时，探针阵列(20)的各探针(22)投影至扫描表面(18)上的不同点上。
可针对任意所要的空间分辨率选择第一阵列位置与第二阵列位置之间的距离。在一个实施例中，第一阵列位置和第二阵列位置以小于探针阵列(20)中的探针的分隔距离的距离分开。在另一实施例中，第一和第二阵列位置以大体上等于探针阵列(20)中的相邻的行或列的探针之间的分隔距离的距离分开。因此，若极化探针(如上所述，诸如方形半环形探针)形成探针且相邻的探针相对于彼此变换定向使得极化不同，则当探针阵列(20)处于第一阵列位置时可由极化的探针测量扫描表面(18)的特定空间位置上的电磁场，且当探针阵列(20)处于第二阵列位置时可由不同极化的相邻的探针测量扫描表面(18)的特定空间位置上的电磁场。
在将由DUT所辐射出的电磁场在探针阵列(20)的探针中所引发的信号传输至分析器(50)之前，信号调节器(40)接收所述信号。信号调节器(40)可包括用于放大信号的一个或多个放大器、用于衰减信号的一个或多个衰减器或放大器和衰减器的组合，以确保信号处于分析器(50)的振幅范围内。
分析器(50)基于由所辐射出的电磁场在各探针(22)中所引发的信号测量各探针位置上由DUT所辐射出的电磁场水平。在一个实施例中，分析器(50)可以是在频率范围内测量电磁场水平的频谱分析器。分析器的技术已为本领域技术人员所熟知且非本发明的部分。适用于本发明的分析器的非限制性示例包含由Agilent Technologies Canada Inc.TM(现为Keysight TechnologiesTM)(密西沙加，安大略，加拿大)所制造的模型系列名称为PSA、PXA、MXA、CXA、EXA、N9912A和9918A的频谱分析器。
计算机(60)包含处理器和内存组件。处理器可操作地连接至致动器(30)、信号调节器(40)和分析器(50)。内存组件储存可由处理器执行的一组指令，以在使用扫描仪系统(10)期间实施本发明的方法。扫描仪系统(10)的用户可程序化所储存的指令。
功能上，计算机(60)具有致动器模块以确定探针阵列(20)的位置且控制致动器(30)对探针阵列(20)的移动。在附图中所示的一个实施例中，致动器模块控制至马达(31、32)的电源供应，使得分别沿着第一和第二轨道(33、34)以较小(例如，0.1mm)增量移动第一和第二滑动构件(35、36)。在一个实施例中，计算机(60)的致动器模块可允许用户将扫描的空间分辨率设定为所要的值，或选择默认空间分辨率值，诸如0.50mm、0.75mm、1.50mm、2.50mm、3.75mm或7.50mm。
计算机(60)也具有分析器探针模块以控制探针阵列(20)和分析器(50)，以确定探针阵列(20)的各探针(22)上的电磁场水平。分析器探针模块以循序方式电子地开关探针阵列(20)的个别探针，以确定由各探针(22)所检测的电磁场。在一个实施例中，计算机(60)的分析器探针模块通过从切换式探针阵列(20)解除嵌入RF路径损失(例如，由于由探针阵列所引入的非连续性)且将自RF路径中的探针阵列(20)所传导的信号水平转变为由探针阵列(20)所检测的电磁场的辐射水平，以校正RF路径中的任意损失。通过个别地校准各探针及其RF路径来进行这些校正以为各探针确定补偿数据，可储存所述补偿数据且在扫描仪系统(10)的运行时间将其应用至测量结果。计算机(60)可以被配置成根据美国专利第7,672,640号中所描述的方法处理信号数据，在允许的情况下，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。
在一个实施例中，计算机(60)也具有显示模块，所述显示模块控制显示设备(例如，计算机监视器)以按照人类可读的形式从探针分析器模块输出数据。
现参考图8A至图8D、图9和图10，透过简化示例描述使用本发明的扫描仪系统(10)对由DUT所辐射出的电磁场执行空间扫描。在图8A至图8D中，正反“列方向”分别指代向上和向下的方向，同时正反“行方向”分别指代向右和向左的方向。在此简化示例中，探针阵列(20)总计具有布置在2行和2列的平坦矩形阵列中且中心至中心间隔7.5mm的四个探针(22)。将了解，实际上，探针阵列(20)可具有覆盖更大扫描区域的更大数目的探针。在图8A中，4个点指示四个探针(22)的起动位置，各者在其自有的测量为7.5mm×7.5mm的单元内居中。
为开始空间扫描，用户将DUT放置在扫描表面(18)上且供电给DUT以辐射出电磁场(步骤200)。一旦将DUT放置在扫描表面(18)上，DUT的位置即保持不变直至完成空间扫描为止。在此方式中，探针阵列(20)相对于扫描表面(18)的任意后续移动将导致探针与DUT之间从第一阵列位置至第二阵列位置的可预测相对移动。
下一步，用户程序化具有所要的扫描分辨率水平的计算机(60)，扫描分辨率水平指代空间扫描中取样点之间的间隔(步骤210)。在此示例中，用户选择在行方向上1.5mm且在列方向上1.5mm的扫描分辨率。扫描分辨率在列和行方向上不需相同。一旦已选定此信息，用户即命令计算机(60)开始扫描程序(步骤220)。在一个维度中的扫描分辨率因子等于“d/n”，其中“d”是探针分隔距离且“n”是扫描分辨率水平。在此示例中，各行和列的维度中的扫描分辨率因子为7.5/1.5，且针对网格的扫描分辨率因子是(7.5/1.5)2。换言之，使用相同的探针阵列(20)，整体扫描分辨率将比静态扫描分辨率大25倍。
计算机(60)的致动器模块基于选定的扫描分辨率水平来确定取样位置的模式(步骤230)。在此示例中，具有选定的1.5mm的扫描分辨率水平，各探针将具有其单元内n＝25取样位置的扫描模式，其中取样部分隔开1.5mm。将在图8B中标识为位置11的第一取样位置定位于正列方向上距单元的左下角0.75mm和正行方向上距单元的左下角0.75mm处。此取样位置模式提供取样点的平均分布，且防止探针重叠至相邻的探针的单元中。
如在图8B中所示，计算机(60)的致动器模块接着控制致动器(30)以将探针阵列(20)移动至第一阵列位置(步骤240)。四个点指示当探针阵列(20)处于第一阵列位置时，四个探针相对于扫描表面(18)的取样位置。计算机(60)接着确定探针的位置且控制分析器(50)，以基于由所辐射出的电磁场在所述探针之一中所引发的信号，确定所述探针上的电磁场水平(步骤250)。计算机(60)将各探针的位置和各探针上相关的所确定的电磁场水平储存于第一数据集中(步骤260)。计算机(60)如图8C中所示在正列方向上移动探针阵列(20)以针对第二至第五阵列位置来重复此程序。视需要，计算机(60)通过在正行方向上且在正列方向上以1.5mm的增量移动探针阵列(20)，以针对第六至第二十五阵列位置来重复此程序。在图8D中所示的一个实施例中，在正反两个列方向上移动探针阵列(20)以追踪蛇形路径，且因此最小化探针阵列(20)的必需移动量。
针对探针阵列(20)的各位置，计算机(60)的分析器探针模块以循序方式电子地开关各探针，以确定探针阵列(20)中的各探针上的电磁场水平。若需要的话，则计算机(60)的分析器探针模块也可解除嵌入RF路径损失，且将所传导的信号水平转变为辐射水平。在已执行二十五个空间扫描之后，计算机(60)通过交错数据以进行具有100个样本点(即，4×(5×5))的单一空间扫描来处理所得的二十五个数据集(步骤270)。
计算机(60)的显示模块可接着促使输出装置(诸如计算机监视器)以图形示出扫描数据。例如，在如图9所示的一个实施例中，可在对应于扫描位置的阵列的阵列中在空间上显示电磁场水平。电磁场水平的不同范围可由不同颜色表示以产生电磁场水平针对DUT的映射。
相较于使用单一探针，探针阵列(20)中的探针的空间分离和探针阵列(20)的子间隔移动的组合效应允许扫描仪系统(10)使扫描时间缩减“1/探针阵列中的探针的数目”。减少探针阵列(20)的子间隔移动增加扫描仪系统(10)的空间分辨率，但也增加执行扫描必需的运行时间。因此，在实施例中，计算机(60)可以被配置成执行算法，以在空间上解释探针测量位置之间的信号参数。随着系统移动至较高分辨率扫描，这些算法不太关键，因为所估计的结果可由实际测量资料替换。
可选地，扫描仪系统(10)可减少由探针的任意极化所造成的盲点效应，前提是探针阵列(20)包括不同定向的探针。例如，在图8A中，探针可以是方形半环形探针，其中使最初处于列“A”中的探针从最初处于列“B”中的探针极性变换90度。若使用者想要减少盲点效应，则致动器(30)使探针阵列(20)在正列方向上移动7.5mm的分隔距离(步骤290)，使得最初处于列“A”中的探针位于列“B”中。之后，重复上文所描述的空间扫描程序以建立针对列“B”中的扫描位置的“变换的”数据集(步骤300)。可比较此变换的数据集与在变换之前产生的数据集(即，“未变换”数据集)，以确定各取样位置上的最小“峰值保持”电磁场水平(步骤310)。因为各取样位置现将具有来自两个可能的平坦极化的每个上的探针的测量，所以来自这两个测量的峰值保持将大约等于真实的最大可能信号。可替代地，可使用匹配极化分离“未变换”和“变换的”数据集以建立电磁场的极化视图(步骤310)。在此情况下，算法不寻找峰值信号而是将具有相同极化的全部测量归在一起。由于列的变换，在处于起始阵列位置除列“A”以外的空间上相异的位置的每个上的两个可能的平坦极化的每个中将存在测量。若将探针阵列(20)变换至左边与探针阵列(20)的起始位置分开一列的距离，则也可以不同极化测量此第一列“A”。
一旦已交错数据集，计算机(60)的显示模块即可促使显示设备将交错数据显示在对应于不同取样位置的系列网格点中，其中经颜色编码的区域指示取样点上电磁场针对不同频率的密度(步骤320)。可处理扫描数据以根据已知方法(在允许的情况下)其的全部内容以引用的方式并入本文的美国专利第6,268,738号中所描述的方法)建立频谱空间跨距。
使用扫描仪系统(10)以上文所描述的方式执行空间扫描可提供若干个潜在优势。第一，扫描仪系统(10)可以用于实现小于探针分隔距离的有效分辨率。在上文所描述的示例中，尽管探针分隔距离是7.5mm，然而扫描仪系统(10)具有1.5mm的有效分辨率。第二，通过控制致动器(30)的移动可改变扫描仪系统(10)的有效分辨率。第三，相较于存在取样位置，扫描仪系统(10)可需要更少探针阵列(20)的移动。在上文所描述的示例中，仅需探针阵列(20)移动二十五次以产生具有一百个取样位置的空间扫描。第四，不需使探针阵列(20)移动超过探针之间的分隔距离。在上文所描述的示例中，若盲点不减少，则需探针阵列(20)在列和行方向上移动不到7.5mm，因为移动超过此范围将导致取样位置冗余。此可允许使内部致动器(30)保持相对精巧且可使其更易控制探针阵列(20)的精细运动。
如本领域技术人员将明白，在不偏离本文所主张的本发明的范围的情况下可对上述具体公开内容进行各种修改、调适和变型。

Claims (20)

1.一种可操作用于对由待测电子装置(DUT)所辐射出的电磁场进行高分辨率空间扫描的扫描仪系统，所述扫描仪系统包括：
(a)探针阵列，其包括多个切换式探针，其中相邻的探针以分隔距离分开；
(b)分析器，其连接至所述探针阵列，用于基于由所述辐射出的电磁场在各探针中所引发的信号来确定各探针位置上的电磁场水平；
(c)致动器，用于将所述探针阵列相对于所述DUT的位置从第一阵列位置改变至第二阵列位置；
(d)计算机，其包括处理器和内存，其中所述处理器可操作地连接至所述分析器和所述致动器，且其中所述内存组件储存可由所述处理器执行的一组指令以实施包括以下步骤的方法：
(i)当所述探针阵列处于所述第一阵列位置时，测量各探针上的电磁场水平，以在处于所述第一阵列位置时建立所述探针阵列中的各探针位置上的电磁场水平的第一数据集；
(ii)控制所述致动器以将所述探针阵列相对于所述DUT的位置从所述第一阵列位置改变至所述第二阵列位置；并且
(iii)当所述探针阵列处于所述第二阵列位置时，测量各探针上的电磁场水平，以在处于所述第二阵列位置时建立所述探针阵列中的各探针位置上的电磁场水平的第二数据集。
2.根据权利要求1所述的扫描仪系统，其进一步包括用于将所述DUT放置于其上的平坦扫描表面。
3.根据权利要求2所述的扫描仪系统，其中所述扫描表面形成包括所述探针阵列和所述致动器的外壳的顶部表面。
4.根据权利要求1所述的扫描仪系统，其中将所述探针阵列形成为印刷电路板的部分。
5.根据权利要求1所述的扫描仪系统，其中以大体上平坦的行和列的阵列来配置所述探针。
6.根据权利要求1所述的扫描仪系统，其中所述探针包括第一探针和具有与所述第一探针不同的极化的第二探针。
7.根据权利要求6所述的扫描仪系统，其中当所述探针阵列处于所述第二阵列位置时，所述第二探针相对于所述DUT的位置大体上相同于当所述探针阵列处于所述第一阵列位置时所述第一探针相对于所述DUT的位置。
8.根据权利要求1所述的扫描仪系统，其中所述第一阵列位置与所述第二阵列位置之间的距离小于所述相邻的探针的分隔距离。
9.根据权利要求8所述的扫描仪系统，其中所述第一阵列位置与所述第二阵列位置之间的所述距离小于相邻的探针的所述分隔距离的一半。
10.根据权利要求9所述的扫描仪系统，其中所述第一阵列位置与所述第二阵列位置之间的所述距离小于或等于1.5mm，或小于或等于相邻的探针的所述分隔距离的1/5。
11.根据权利要求1所述的扫描仪系统，其中所述分析器是频谱分析器。
12.根据权利要求1所述的扫描仪系统，其中所述致动器包括：
(a)细长第一轨道；
(b)第一滑动构件，其可沿着所述第一轨道移动且经附接至所述探针阵列；和
(c)第一马达，其与所述第一滑动构件驱动啮合，用于使所述第一滑动构件沿着所述第一轨道移动。
13.根据权利要求12所述的扫描仪系统，其中所述致动器进一步包括：
(a)细长第二轨道，其以一定角度布置于所述第一轨道上；
(b)第二滑动构件，其可沿着所述第二轨道移动且经附接至所述细长第一轨道；和
(c)第二马达，其与所述第二滑动构件驱动啮合，用于使所述第二滑动构件沿着所述第二轨道移动。
14.根据权利要求1所述的扫描仪系统，进一步包括信号调节器，所述信号调节器可操作地连接至所述探针阵列和所述分析器，用于在由所述分析器传输之前放大或衰减在各探针中所引发的信号。
15.一种用于对由待测电子装置(DUT)所辐射出的电磁场进行高分辨率空间扫描的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)提供包括多个切换式探针的探针阵列，其中相邻的探针以分隔距离分开；
(b)相对于所述DUT，将所述探针阵列定位于第一阵列位置；
(c)当所述探针阵列处于所述第一阵列位置时，测量各探针上的电磁场水平，以在处于所述第一阵列位置时建立所述探针阵列中的各探针位置上的电磁场水平的第一数据集；
(d)将所述探针阵列相对于所述DUT的位置变为第二阵列位置；并且
(e)当所述探针阵列处于所述第二阵列位置时，测量各探针上的电磁场水平，以在处于所述第二阵列位置时建立所述探针阵列中的各探针位置上的电磁场水平的第二数据集。
16.根据权利要求15的方法，其中所述DUT处于扫描表面上，同时将所述探针阵列从所述第一阵列位置移动至所述第二阵列位置。
17.根据权利要求15的方法，其中所述探针包括第一探针和具有与所述第一探针不同的极化的第二探针，且当所述探针阵列处于所述第二阵列位置时，所述第二探针相对于所述DUT的所述位置大体上相同于当所述探针阵列处于所述第一阵列位置时所述第一探针相对于所述DUT的所述位置。
18.根据权利要求15的方法，其中所述第一阵列位置与所述第二阵列位置之间的距离小于所述相邻的探针的分隔距离。
19.根据权利要求18的方法，其中所述第一阵列位置与所述第二阵列位置之间的距离小于或等于1.5mm，或小于或等于相邻的探针的分隔距离的1/5。
20.根据权利要求15的方法，其中在频率范围内执行测量所述第一阵列位置和所述第二阵列位置之一或二者的电磁场水平的步骤。
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