CN114509715B - 射频探针校准装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种射频探针校准装置，用于对第一探针单元及第二探针单元进行校准测试，包括架体、校准PCB板、定位载板及移动组件，移动组件及定位载板设置在架体内，且定位载板位于移动组件的下方，校准PCB板固定在定位载板上，且校准PCB板上设置有至少一个位于上表面的第一射频信号测试点以及至少一个位于下表面的第二射频信号测试点，第一射频信号测试点与第二射频信号测试点电连通，第一探针单元位于移动组件上，移动组件能够相对架体沿竖向移动并带动第一探针单元下移以与第一射频信号测试点接触，第二探针单元由下往上贯穿定位载板后与第二射频信号测试点接触。本发明解决了针对5G板端射频连接器开发的探针单元难以校准的问题。

Description

射频探针校准装置
技术领域
本发明涉及射频校准技术领域，尤其涉及一种射频探针校准装置。
背景技术
用于测试射频元器件的探针单元被制作出来之后，为保证其射频性能的一致性以及射频性能的准确性，需要制作一个校准装置来检查这个探针单元相关参数和射频性能。通常探针单元的校准都是使用金属材质和砷化镓等半导体材质合成并模拟待测射频元器件的形状来建造的，或者直接将待测射频元器件焊接在射频板上的。
但随着5G技术的发展，现在板端射频连接器(Board to board connector)的脚位间距和连接器本身空间都向较小方向发展。与此同时这个校准装置的需求的数量很少，但技术要求却很高，如果还是采用金属材质和砷化镓等半导体材质合成的来仿造制作，通常很难找到一个供应商愿意制作这个产品的，即使找到有加工能力的供应商，因其需求的数量很少，给出的价格基本上已经完全超出生产制作厂家可以接受的程度。而采用直接焊接在射频板上的方式，虽然较容易完成，但其适用性能很差，容易损坏。还有一个客观的现实是针对板端射频连接器的探针单元产品目前虽然国内没有开发出来，但国外已经有较为成熟的处理方式，日本的村田公司已经开始大批量的使用到他们自己制作的射频板端连接器的测试上，并被高通，联发科等外资企业指定为专用产品。由于有技术壁垒和技术封锁，我们很难得到他们的技术转让，无法得到他们的原有方式也就很难制作成一样的校准装置应用到我们国内开发的探针单元上。另外如果稳定性能不如国外产品和但价格却远超国外的同内产品，生产厂家也是难以接受的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种射频探针校准装置，解决了5G板端射频连接器开发的探针单元难以校准的问题，打破了国外对此技术的垄断，填补了国内针对用于测试板端射频连接器的探针单元相对应的校准装置在开发上的空白，并且结构设计巧妙，操作简单，生产成本低而稳定性较好。
为了达到上述目的，本发明提供了一种射频探针校准装置，用于对第一探针单元及第二探针单元进行校准测试，包括架体、校准PCB板、定位载板及移动组件，所述移动组件及所述定位载板均设置在所述架体内，且所述定位载板位于所述移动组件的下方，所述校准PCB板固定在所述定位载板上，且所述校准PCB板上设置有至少一个位于所述校准PCB板的上表面的第一射频信号测试点以及至少一个位于所述校准PCB板的下表面的第二射频信号测试点，所述第一射频信号测试点与所述第二射频信号测试点电连通，所述第一探针单元位于所述移动组件上，所述移动组件能够相对所述架体沿竖向移动并带动所述第一探针单元下移以与所述第一射频信号测试点接触，所述第二探针单元由下往上贯穿所述定位载板后与所述第二射频信号测试点接触。
可选的，所述射频探针校准装置还包括驱动组件，所述驱动组件固定在所述架体上并用于驱使所述移动组件沿竖向移动。
可选的，所述移动组件包括相连接的移动架及移动板，所述移动架位于所述移动板的上方且与所述驱动组件连接，所述第一探针单元位于所述移动板上，所述驱动组件驱使所述移动架沿竖向移动时带动所述移动板沿竖向移动。
可选的，所述驱动组件为肘夹，所述肘夹包括手持部、传动机构及升降轴，所述手持部位于所述架体的上方并通过所述传动机构与所述升降轴的顶部连接，所述升降轴的底部与所述移动架连接，当驱使所述手持部动作时，所述传动机构动作并带动所述升降轴沿竖向移动，进而带动所述移动架沿竖向移动。
可选的，所述射频探针校准装置还包括若干固定在所述架体内的导向杆，所述移动架上设置有导向孔，所述移动板上对应设置有缺口，所述导向杆沿竖向贯穿所述导向孔及所述缺口。
可选的，所述导向杆与所述导向孔通过滚珠轴承连接。
可选的，所述移动板上设置有若干第一定位柱，所述定位载板上对应开设有若干第一定位孔，所述移动板向下移动时所述第一定位柱插入对应的所述第一定位孔。
可选的，所述第一探针单元与所述移动板螺纹连接，所述第二探针单元与所述定位载板螺纹连接。
可选的，所述定位载板上设置有若干第二定位柱，所述校准PCB板上对应开设有若干第二定位孔，所述校准PCB板放置在所述定位载板上时所述第二定位柱插入对应的所述第二定位孔。
可选的，所述频探针校准装置还包括网络分析仪，所述网络分析仪通过线缆与所述第一探针单元及所述第二探针单元电连接。
在本发明提供的一种射频探针校准装置中，需要对探针单元进行测试时，先通过所述定位载板对所述校准PCB板进行固定，然后将所述第二探针单元由下往上贯穿所述定位载板后与所述第二射频信号测试点接触，以及将所述第一探针单元安装在所述移动组件上，通过驱使所述移动组件相对所述架体沿竖向移动能够带动所述第一探针单元下移以与所述第一射频信号测试点接触，当所述第一探针单元及所述第二探针单元同时与对应的所述第一射频信号测试点及所述第二射频信号测试点接触时，整个线路触发导通，从而实现对第一探针单元及第二探针单元的校准测试。本发明提供的射频探针校准装置能够解决针对5G板端射频连接器开发的探针单元难以校准的问题，打破了国外对此技术的垄断，填补了国内针对用于测试板端射频连接器的探针单元相对应的校准装置在开发上的空白，并且结构设计巧妙，操作简单，生产成本低而稳定性较好。
附图说明
本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：
图1为本发明实施例提供的射频探针校准装置的立体图；
图2为本发明实施例提供的射频探针校准装置的侧视图；
图3为本发明实施例提供的射频探针校准装置的局部放大图；
其中，附图标记为：
1-第一探针单元；2-第二探针单元；3-架体；4-校准PCB板；5-定位载板；6-移动组件；6-1-移动架；6-2-移动板；6-21-第一定位柱；7-驱动组件；7-1-手持部；7-2-传动机构；7-3-升降轴；8-导向杆；9-滚珠轴承。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本发明中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。如在本发明中所使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。如在本发明中所使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征。
请参照图1-图2，图1为本发明实施例提供的射频探针校准装置的立体图；
图2为本发明实施例提供的射频探针校准装置的侧视图。本实施例提供了一种射频探针校准装置，用于对第一探针单元1及第二探针单元2进行校准测试，包括架体3、校准PCB板4、定位载板5及移动组件6，所述移动组件6及所述定位载板5均设置在所述架体3内，且所述定位载板5位于所述移动组件6的下方，所述校准PCB板4固定在所述定位载板5上，且所述校准PCB板4上设置有至少一个位于所述校准PCB板4的上表面的第一射频信号测试点以及至少一个位于所述校准PCB板4的下表面的第二射频信号测试点，所述第一射频信号测试点与所述第二射频信号测试点电连通，所述第一探针单元1位于所述移动组件6上，所述移动组件6能够相对所述架体3沿竖向移动并带动所述第一探针单元1下移以与所述第一射频信号测试点接触，所述第二探针单元2由下往上贯穿所述定位载板5后与所述第二射频信号测试点接触。
需要对探针单元进行测试时，先通过所述定位载板5对所述校准PCB板4进行固定，然后将所述第二探针单元2由下往上贯穿所述定位载板5后与所述第二射频信号测试点接触，以及将所述第一探针单元1安装在所述移动组件6上，通过驱使所述移动组件6相对所述架体3沿竖向移动能够带动所述第一探针单元1下移以与所述第一射频信号测试点接触，当所述第一探针单元1及所述第二探针单元2同时与对应的所述第一射频信号测试点及所述第二射频信号测试点接触时，整个线路触发导通，相关的参数信号可通过网络分析仪进行显示，并可使用所述网络分析仪器的校准原则进行校准，从而实现对所述第一探针单元1及所述第二探针单元2的校准测试。本发明提供的射频探针校准装置能够解决针对5G板端射频连接器开发的探针单元难以校准的问题，打破了国外对此技术的垄断，填补了国内针对用于测试板端射频连接器的探针单元相对应的校准装置在开发上的空白，并且该射频探针校准装置结构设计巧妙，操作简单，生产成本低而稳定性较好。
本实施例中，所述校准PCB板4为1:1仿真5G板端射频连接器的射频信号采集点，最大拓展点位为30个，当然，后续例如其它的更先进的射频连接器生产使用，也可以针对性模拟其射频信号采集点对所述校准PCB板4的射频信号测试点进行调整，本申请对此不作限制。此外，除了设置射频信号测试点之外，所述校准PCB板4上还可以设置电源采集点，仿真校准闭合回路单元等测试结构，可用于多种不同产品的仿真测试，通用性更强。应当理解的是，所述校准PCB板4上的射频测试点可根据需要测量的探针单元的型号进行设计，同一个所述校准PCB板4上可设置多个不同的射频测试点，用于实现不同型号的探针单元的校准测试。当然，针对多个不同的探针单元，也可以对应设计不同的校准PCB板4，由于校准PCB板4是放置在所述定位载板5上的，只需要更换不同的校准PCB板4即可实现不同的探针单元的校准，通用性更强。
进一步的，所述定位载板5上设置有若干第二定位柱，所述校准PCB板4上对应开设有若干第二定位孔，所述校准PCB板4放置在所述定位载板5上时所述第二定位柱插入对应的所述第二定位孔。所述第二定位柱用于对所述校准PCB板4进行定位以及限位，以保证所述校准PCB板4上的射频测试点的定位精度，进而保证后续所述探针单元与所述射频测试点的点对点接触精度。本申请对于所述第二定位柱及第二定位孔的数量以及分布方式不作任何限制，只要所述第二定位柱与所述第二定位孔能够一一对应即可。例如所述第二定位柱及第二定位孔的数量均为四个，四个所述第二定位柱分别位于所述定位载板5的四个顶角，四个所述第二定位孔分别位于所述校准PCB板4的四个顶角。
本实施例中，所述架体3包括底板、顶板及四根立柱，四根所述立柱分别位于所述底板的四个顶角，用于连接所述顶板与所述底板，所述顶板及所述顶板上还可以开设若干通孔，以便于减轻所述架体3的重量以及降低其生产成本。所述留住与所述顶板及所述底板可通过螺纹连接、焊接等方式进行连接，本申请对此不作任何限制。
所述射频探针校准装置还包括驱动组件7，所述驱动组件7固定在所述架体3上并用于驱使所述移动组件6沿竖向移动。
请继续参照图1-图2，所述移动组件6包括相连接的移动架6-1及移动板6-2，所述移动架6-1位于所述移动板6-2的上方且与所述驱动组件7连接，所述第一探针单元1位于所述移动板6-2上，所述驱动组件7驱使所述移动架6-1沿竖向移动时带动所述移动板6-2沿竖向移动。本实施例中，所述移动架6-1与所述移动板6-2的两侧可通过连接块进行连接，中间具有一定的间距，以便于安装所述第一探针单元1。
进一步的，所述驱动组件7为肘夹，所述肘夹包括手持部7-1、传动机构7-2及升降轴7-3，所述手持部7-1位于所述架体3的上方并通过所述传动机构7-2与所述升降轴7-3的顶部连接，所述升降轴7-3的底部与所述移动架6-1连接，当驱使所述手持部7-1动作时，所述传动机构7-2动作并带动所述升降轴7-3沿竖向移动，进而带动所述移动架6-1沿竖向移动。
肘夹是使用曲柄连杆机构的原理来固定物品的夹具，具有一定的自锁性，当需要对所述探针单元(所述第一探针单元1及所述第二探针单元2)进行校准时，施加给所述手持部7-1一个向上的力(例如通过人力施加)，所述手持部7-1通过所述传动机构7-2带动所述升降轴7-3下降，以使所述第一探针单元1向下移动并与所述第一射频信号测试点接触；当校准完成后，施加给所述手持部7-1一个向下的力，所述手持部7-1通过所述传动机构7-2带动所述升降轴7-3上升，以便于所述第一探针单元1并进行拆卸。肘夹的结构简单，操作方便，夹紧力稳定且工作效率高，是较佳的选择。当然，也可以采用其它的方式来驱动所述移动架6-1沿竖向移动，例如气缸，并且还可以通过在气缸上设置编码器等位移检测单元来监控其伸缩杆的行程，本申请对此不作任何限制。
本实施例中，所述移动架6-1包括上层板、下层板及中间连接体，所述上层板通过所述中间连接体与所述下层板连接固定，所述肘夹的升降轴7-3由上往下顺次贯穿所述上层板及所述下层板且与所述下层板连接固定。
请继续参照图1及图2，所述射频探针校准装置还包括若干固定在所述架体3内的导向杆8，所述移动架6-1上设置有导向孔，所述移动板6-2上对应设置有缺口，所述导向杆8沿竖向贯穿所述导向孔及所述缺口。所述导向杆8用于对所述移动架6-1进行导向和限位，进而对所述第一探针单元1的移动进行导向和限位，从而使所述第一探针单元1能够与所述第一射频信号测试点精确对准接触。本实施例中，所述导向杆8为四根，四根所述导向杆8分别设置在所述移动架6-1的四个顶角处，当然，本申请对于所述导向杆8的数量及分布方式不作限制，可根据实际需求进行调整。
进一步的，所述导向杆8与所述导向孔通过滚珠轴承9连接。通过在所述导向杆8与所述导向孔之间设置滚珠轴承9能够以滚动方式来降低动力传递过程中的摩擦力，提高机械动力的传递效率，同时还能保证所述第一探针单元1向下运动时与所述第一射频测试点的点对点接触精度。
请参照图1及图3，所述移动板6-2上设置有若干第一定位柱6-21，所述定位载板5上对应开设有若干第一定位孔，所述移动板6-2向下移动时所述第一定位柱6-21插入对应的所述第一定位孔。所述第一定位柱6-21及所述第二定位孔用于对所述移动板6-2的运动进行导向和限位，进而对所述第一探针单元1的运动进行导向和限位，从而进一步提高所述第一探针单元1与所述第一射频测试点的点对点接触精度。
所述探针单元可以是双头探针结构，也可以是单头探针结构，本申请对此不作限制。本实施例中，本实施例中，所述探针单元包括主体、针头、针尾及端部法兰，所述针头和所述针尾分别设置在所述主体的两端且能够相对所述主体沿轴向滑动，同时所述针头和所述针尾与所述主体通过复位弹簧进行连接，所述针头用于接触所述第一射频测试点或所述第二射频测试点，所述针尾通过线缆连接网络分析仪。所述主体的端部还设置有端部法兰，所述端部法兰用于固定安装所述探针单元。
本实施例中，所述第一探针单元1的端部法兰与所述移动板6-2上对应设置有螺纹孔，所述第二探针单元2的端部法兰与所述定位载板5上对应设置有螺纹连接，通过螺栓等紧固件旋入对应的所述螺纹孔即可实现所述第一探针单元1与所述移动板6-2的螺纹连接以及所述第二探针单元2与所述定位载板5的螺纹连接。通过螺纹连接的方式对所述探针单元进行固定，安装及拆卸方便，且安装稳定性好。
本实施例中，所述频探针校准装置还包括网络分析仪(图中未示出)，所述网络分析仪通过线缆与所述第一探针单元1及所述第二探针单元2电连接。网络分析仪一种能在宽频带内进行扫描测量以确定网络参量的综合性微波测量仪器，当所述第一探针单元1及所述第二探针单元2同时与对应的所述第一射频信号测试点及所述第二射频信号测试点接触时，整个线路触发导通，网络分析仪器根据设定好的校准原则对所述第一探针单元1及所述第二探针单元2的散射参数进行测试，并以扫频方式给出各散射参数的幅度、相位频率特性，从而实现对第一探针单元1及第二探针单元2的校准测试。
综上，本发明实施例提供了一种射频探针校准装置，通过在所述校准PCB板1:1仿真5G板端射频连接器的射频信号采集点，当所述第一探针单元及所述第二探针单元同时与对应的所述第一射频信号测试点及所述第二射频信号测试点接触时，整个线路触发导通，参数信号可通过网络分析仪进行显示，并可使用网络分析仪器的校准原则进行校准，从而实现对第一探针单元及第二探针单元的校准测试。本发明提供的射频探针校准装置能够解决针对5G板端射频连接器开发的探针单元难以校准的问题，打破了国外对此技术的垄断，填补了国内针对用于测试板端射频连接器的探针单元相对应的校准装置在开发上的空白，并且结构设计巧妙，操作简单，生产成本低而稳定性较好。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种射频探针校准装置，用于对第一探针单元及第二探针单元进行校准测试，其特征在于，包括架体、校准PCB板、定位载板及移动组件，所述移动组件及所述定位载板均设置在所述架体内，且所述定位载板位于所述移动组件的下方，所述校准PCB板固定在所述定位载板上，且所述校准PCB板上设置有至少一个位于所述校准PCB板的上表面的第一射频信号测试点以及至少一个位于所述校准PCB板的下表面的第二射频信号测试点，所述第一射频信号测试点与所述第二射频信号测试点电连通，所述第一探针单元位于所述移动组件上，所述移动组件能够相对所述架体沿竖向移动并带动所述第一探针单元下移以与所述第一射频信号测试点接触，所述第二探针单元由下往上贯穿所述定位载板后与所述第二射频信号测试点接触。
2.如权利要求1所述的射频探针校准装置，其特征在于，所述射频探针校准装置还包括驱动组件，所述驱动组件固定在所述架体上并用于驱使所述移动组件沿竖向移动。
3.如权利要求2所述的射频探针校准装置，其特征在于，所述移动组件包括相连接的移动架及移动板，所述移动架位于所述移动板的上方且与所述驱动组件连接，所述第一探针单元位于所述移动板上，所述驱动组件驱使所述移动架沿竖向移动时带动所述移动板沿竖向移动。
4.如权利要求3所述的射频探针校准装置，其特征在于，所述驱动组件为肘夹，所述肘夹包括手持部、传动机构及升降轴，所述手持部位于所述架体的上方并通过所述传动机构与所述升降轴的顶部连接，所述升降轴的底部与所述移动架连接，当驱使所述手持部动作时，所述传动机构动作并带动所述升降轴沿竖向移动，进而带动所述移动架沿竖向移动。
5.如权利要求3所述的射频探针校准装置，其特征在于，所述射频探针校准装置还包括若干固定在所述架体内的导向杆，所述移动架上设置有导向孔，所述移动板上对应设置有缺口，所述导向杆沿竖向贯穿所述导向孔及所述缺口。
6.如权利要求5所述的射频探针校准装置，其特征在于，所述导向杆与所述导向孔通过滚珠轴承连接。
7.如权利要求3所述的射频探针校准装置，其特征在于，所述移动板上设置有若干第一定位柱，所述定位载板上对应开设有若干第一定位孔，所述移动板向下移动时所述第一定位柱插入对应的所述第一定位孔。
8.如权利要求3所述的射频探针校准装置，其特征在于，所述第一探针单元与所述移动板螺纹连接，所述第二探针单元与所述定位载板螺纹连接。
9.如权利要求1所述的射频探针校准装置，其特征在于，所述定位载板上设置有若干第二定位柱，所述校准PCB板上对应开设有若干第二定位孔，所述校准PCB板放置在所述定位载板上时所述第二定位柱插入对应的所述第二定位孔。
10.如权利要求1所述的射频探针校准装置，其特征在于，所述频探针校准装置还包括网络分析仪，所述网络分析仪通过线缆与所述第一探针单元及所述第二探针单元电连接。
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