CN202583335U - 阻抗调谐器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种阻抗调谐器，包括：壳体结构；设置在所述壳体结构内的信号传输线路；阻抗可变系统，所述阻抗可变系统设置在所述壳体结构中并耦合至所述信号传输线路以用于影响所述信号传输线路所呈现的阻抗，所述阻抗可变系统包括至少一个响应于电控信号的电气控制部件。

Description

阻抗调谐器

技术领域

本实用新型涉及一种阻抗调谐器。 

背景技术

目前需要一种系统来对RF设备呈现可调阻抗以用于各种应用，例如用于品质鉴定、测试和测量。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、运行可靠的阻抗调谐器。 

为此，本实用新型提出了一种阻抗调谐器，所述阻抗调谐器包括：壳体结构；设置在所述壳体结构内的信号传输线路；阻抗可变系统，所述阻抗可变系统设置在所述壳体结构中并耦合至所述信号传输线路以用于影响所述信号传输线路所呈现的阻抗，所述阻抗可变系统包括至少一个响应于电控信号的电气控制部件。 

优选地，所述阻抗可变系统包含金属探针。 

优选地，所述阻抗可变系统包含附接至滑动机构以改变所述部件相对于所述信号传输线路的位置的金属探针。 

优选地，所述阻抗可变系统包括一个或更多个可独立控制的部件。 

优选地，所述阻抗可变系统包括一个或更多个可独立控制的部件，并且所述部件设置为以手动方式定位。 

优选地，所述阻抗可变系统包括一个或更多个可独立控制的部件，并且所述部件设置为以通过来自嵌入式控制器的指令而定位。 

优选地，所述阻抗可变系统包括一个或更多个可独立控制的部件，并且所述部件设置为通过来自外部控制器的指令而定位。 

优选地，所述阻抗可变系统包括一个或更多个可独立控制的部件，其中，所述部件直接相对于所述壳体结构被初始化。 

优选地，所述阻抗可变系统包括一个或更多个可独立控制的部件，其中，所述部件之间相对于彼此进行初始化（归零）。 

优选地，所述阻抗调谐器用于改变在单频率测试下的设备（DUT）呈现的阻抗。 

优选地，所述阻抗调谐器用于改变在多频率测试下设备（DUT）呈现的阻抗。 

优选地，所述信号传输线路包括中央导体；所述阻抗可变系统包括：至少两个探针座，所述探针座安装成用于沿平行于所述中央导体的轴线移动，所述至少两个探针座包含承载第一探针的第一探针座和承载第二探针的第二探针座；座驱动系统，其连接至所述至少两个探针座，用于响应座驱动信号来沿所述轴线驱动所述至少两个探针座，所述座驱动系统包含用于沿所述轴线驱动所述第一探针座的第一驱动电机和用于沿所述轴线驱动所述第二探针座的第二驱动电机；探针驱动系统，其连接至所述第一探针和所述第二探针以沿着横向于所述中央导体的轴线移动所述探针；以及控制器，其用于控制所述座驱动系统的操作来定位所述探针座和所述探针。 

优选地，所述的调谐器，进一步包括调谐器底座和间隔开的第一和第二端壁。 

优选地，所述至少两个探针座包括第三探针座，所述第三探针座承载第三探针，并且该第三探针座被布置成沿所述轴线在所述第一探针座和第二探针座之间移动；所述座驱动系统包括用于沿所述轴线驱动所述第三探针座的第三驱动电机；所述探针驱动系统包括用于沿着横向于所述中央导体的方向驱动所述第三探针的第三驱动电机。 

优选地，所述第一电机和所述第二电机均为步进式电机。 

上述的阻抗调谐器具有结构简单、运行可靠的特点。 

附图说明

当结合附图阅读以下具体的描述时，本领域的技术人员从中将容易理解本实用新型所公开技术方案的特征和优点。 

图1A是阻抗调谐器平板线（slab line）和探针布置的示意性端视图。 

图1B为示出了探针运动的示意图，其中，调谐器探针做竖向(垂直于中央导体)运动和水平方向(平行于中央导体)运动。 

图2A为示出三座式阻抗调谐器的示例性实施例的特征的示意图。 

图2B为简化流程图，其示出用于对图2A中实施例的调谐器座的位置进行初始化的示例性的座初始化过程。 

图2C为两座阻抗调谐器的示例性实施例的电气示意框图。 

具体实施方式

阻抗调谐器可用于RF设备的品质鉴定、测试和测量。平板线调谐器(通常包括50欧姆的TEM平板线)具有一个或更多的可移动的失配探针。图1A和1B示出了一种简化形式的示例阻抗调谐器，该阻抗调谐器具有由中央导体10组成的信号输送线路，，该中央导体10被支承在传导性的接地面12、14之间，所述接地面相互对置，形成所述平板线。利用失配探针20的阻抗可变系统被支承成可以沿着中央导体运动或相对于中央导体水平地运动，以及也可以沿着横交于中央导体的方向运动或相对于中央导体竖向运动。如果失配探针移动到平板线的电场外，其几乎没有任何作用，使得平板线可以看做一个良好的50欧姆的线路。但是，如果失配探针移动靠近中央导体，电场将受到影响，引发失配。失配的程度主要通过调节探针与中央导体之间的距离来控制。失配的相位通过沿平行于中央导体的方向移动探针来控制。同样的影响也出现在其它的传输线路环境，例如波导环境。 

一种自动化阻抗调谐器，可采用诸如步进式电机的电动机来提供远程计算机控制，以相对于中央导体竖向地移动探针，以及沿中央导体水平地移动保持所述探针的座。通过向电机发送电流脉冲来控制该步进式电机，基于电机的机械构造，每一个电流脉冲将使得电机运动一个已知的量。这意味着只要持续供应电力，控制电路就能够对调谐器位置保持跟踪，而不需要任何直接的位置反馈。 

但是，当电源刚开启时，带有步进式电机的阻抗调谐器的位置是不知道的。于是执行称为初始化的步骤来确定所述位置并设置零点。所述 初始化包括沿一方向驱动电机直到遇到限位传感器。然后将位于该限位或位于该限位附近的位置设置为零，所有的随后的驱动都是相对于此零位置的。 

一些带有多个座的调谐器不具有座之间的壁(即在所述座之间没有壁)，从而允许座的行程范围重叠。在这种情况下，第一座在调谐器的一端处的固定极限处被初始化。第二座可被初始化至所述调谐器的另一端，或当第一座处于已知位置时，将第二座相对于第一座初始化。这种相关的初始化因此是可变的和频率相关的。对于三个或更多的座，当后面的座处于已知位置时，附加的座可相对于该后面的座来初始化。 

阻抗调谐器50的实施例的特征在图2A-2C中示出。该实施例与单座式或双座式调谐器系统相似，只是添加了第三探针座80，该实施例包含座电机(水平驱动)以及由座80承载的两个探针(在图2中未示出)，其中这两个探针分别带有探针电机(竖向驱动)。在示例性的实施例中，每一探针座可保持沿水平方向间隔开来的两个探针，并且每一探针座由探针电机(1和2)竖向地定位。在该实施例中，座1(60)电机(水平驱动)由电机控制电路驱动，并且座1探针1和座1探针2各自的电机(竖向驱动)由一电机控制电路驱动，所有电机控制电路都在控制器/计算机的控制之下。同样地，座2(70)电机(水平驱动)由电机控制电路驱动，并且座2探针1和座2探针2各自的电机(竖向驱动)由一电机控制电路驱动，所有电机控制电路均在控制器/计算机的控制之下。传感器信号可由控制器/计算机来处理，或由电机或电机控制电路来处理，这取决于实施方式。在其它实施例中，每个座可支承单一探针或支承多于两个的探针。 

图2C是简化了的电气原理框图，其示出用于示例性的两座式阻抗调谐器系统的电子或电气特征的示例性实施例；单座式调谐器将仅包含一个座，而三座式调谐器将添加特征：诸如第三座电机和用于由第三座承载的每个探针的探针电机。控制器/计算机可为距离阻抗调谐器50较远的设备或系统，或者在一些情况下，控制器/计算机设置在调谐器内。所述控制器/计算机往往是可编程的，并且包括应用软件，所述应用软件配置成控制调谐器的操作，例如，用于在各种测试模式下测试DUT(例如不 具有限制负载牵引和源牵引)、用于噪音参数测量、以及用于耐久性测试。控制器/计算机还包含调谐器驱动软件，所述驱动软件被设置成在应用软件的控制下为调谐器电机提供驱动指令。调谐器驱动软件包含被设置成在加电或复位情况下对调谐器进行初始化的调谐器初始化例程或算法。该实施例中的初始化例程实施座的初始化以确定座电机的初始或零位置。控制器/计算机被连接至接口电路，例如，USB或TCP/IP接口电路，该接口电路可连接用于座电机(水平驱动)和探针电机(竖向驱动)的所述电机控制电路、以及在示例性的实施例中可连接包含传感器62、72、74的传感器。 

在图2B的流程图中示出用于双座式调谐器系统50的初始化例程的示例性特征。在例程启动后，用于初始化座1(60)和2(70)二者的位置的单独子程序和软件线程能够启动并同时运行以将所述座初始化至各自的零位置。座1(60)的初始化包括发送电机驱动指令以使得用于座(60)的座电机朝端壁52移动座。类似地，座2(70)的初始化包括发送电机驱动指令以使得用于座70的座电机朝端壁54移动座70。所述两个座可被同时驱动，其原因在于各个座在由端壁52、54确定的固定位置处被初始化，尽管能够通过传感器销或端壁的内部特征的合适定位来在调谐器内建立其它的固定位置。初始化例程能够包括使得所述座递增地运动并接着停止，以在传感器动作之前减少座的运动。初始化一直进行直到两个座已到达由传感器62和72确定的固定的零位置。控制器将这些位置记录为零位置，从而座以后的定位基于这些零位置确定。在图2B中没有示出初始化例程的其他特征——例如探针位置的初始化，此探针位置的初始化也可使用传感器来指示探针在竖直方向上的上行程极限和/或下行程极限。 

在替代性的实施例中，初始化例程能够包括对座的依次的初始化，使得例如在开始对座70初始化之前，首先完成对座60的初始化。这会增加初始化时间，但在一些应用能够被更容易地实施。 

在示例性的两座式调谐器系统中，所述调谐器包括壳体结构，所述零部件(例如，所述信号传输线路和所述阻抗可变系统)设置在所述壳体结构内。 

调谐器校准也称为调谐器品质鉴定，其是一种方法——在该方法中测量阻抗调谐器的散射参数(S参数)，并将之记录为阻抗承载系统的状态的函数。在阻抗变化系统包括金属探针(也称为RF探针或RF块)的情况下，校准将为把S参数记录为探针位置的函数。S参数往往基于矢量网络分析仪或其他类似仪器来测量，并且以数字文件格式的方式保存，可保存在计算机上或保存在调谐器自身内。校准能够以单频率进行或基于多频率而进行，并且能够被保存为单个数字文件或多个数字文件。 

尽管上文已描述和绘示了题述实用新型的特定实施例，但是本领域的技术人员可对其进行各种润饰和变更，而不会脱离本实用新型的范围和精神。 

Claims (15)

1.一种阻抗调谐器，包括：

壳体结构；

设置在所述壳体结构内的信号传输线路；

阻抗可变系统，所述阻抗可变系统设置在所述壳体结构中并耦合至所述信号传输线路以用于影响所述信号传输线路所呈现的阻抗，所述阻抗可变系统包括至少一个响应于电控信号的电气控制部件。

2.根据权利要求1所述的调谐器，其特征在于，所述阻抗可变系统包含金属探针。

3.根据权利要求1所述的调谐器，其特征在于，所述阻抗可变系统包含附接至滑动机构以改变所述部件相对于所述信号传输线路的位置的金属探针。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的调谐器，其特征在于，所述阻抗可变系统包括一个或更多个可独立控制的部件。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的调谐器，其特征在于，所述阻抗可变系统包括一个或更多个可独立控制的部件，并且所述部件设置为以手动方式定位。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的调谐器，其特征在于，所述阻抗可变系统包括一个或更多个可独立控制的部件，并且所述部件设置为以通过来自嵌入式控制器的指令而定位。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的调谐器，其特征在于，所述阻抗可变系统包括一个或更多个可独立控制的部件，并且所述部件设置为通过来自外部控制器的指令而定位。 

8.根据权利要求1-3中任一项所述的调谐器，其特征在于，所述阻抗可变系统包括一个或更多个可独立控制的部件，其中，所述部件直接相对于所述壳体结构被初始化。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的调谐器，其特征在于，所述阻抗可变系统包括一个或更多个可独立控制的部件，其中，所述部件之间相对于彼此进行初始化。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的调谐器，其特征在于，所述阻抗调谐器用于改变在单频率测试下的设备呈现的阻抗。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的调谐器，其特征在于，所述阻抗调谐器用于改变在多频率测试下设备呈现的阻抗。

12.根据权利要求1所述的阻抗调谐器，其中，所述信号传输线路包括中央导体；所述阻抗可变系统包括：

至少两个探针座，所述探针座安装成用于沿平行于所述中央导体的轴线移动，所述至少两个探针座包含承载第一探针的第一探针座和承载第二探针的第二探针座；

座驱动系统，其连接至所述至少两个探针座，用于响应座驱动信号来沿所述轴线驱动所述至少两个探针座，所述座驱动系统包含用于沿所述轴线驱动所述第一探针座的第一驱动电机和用于沿所述轴线驱动所述第二探针座的第二驱动电机；

探针驱动系统，其连接至所述第一探针和所述第二探针以沿着横向于所述中央导体的轴线移动所述探针；以及

控制器，其用于控制所述座驱动系统的操作来定位所述探针座和所述探针。

13.根据权利要求12所述的阻抗调谐器，其特征在于，进一步包括 调谐器底座和间隔开的第一和第二端壁。

14.根据权利要求12所述的阻抗调谐器，其特征在于，

所述至少两个探针座包括第三探针座，所述第三探针座承载第三探针，并且该第三探针座被布置成沿所述轴线在所述第一探针座和第二探针座之间移动；

所述座驱动系统包括用于沿所述轴线驱动所述第三探针座的第三驱动电机；

所述探针驱动系统包括用于沿着横向于所述中央导体的方向驱动所述第三探针的第三驱动电机。

15.根据权利要求12-14中任一项所述的阻抗调谐器，其特征在于，所述第一电机和所述第二电机均为步进式电机。 

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