CN206057444U - 一种耦合测试天线 - Google Patents

Abstract

一种耦合测试天线，包括：宽频天线、金属背腔、宽频吸波材料、射频连接器；所述宽频天线，包括馈电同轴线Ⅰ和馈电同轴线Ⅱ，所述馈电同轴线Ⅰ与馈电同轴线Ⅱ进行对称馈电；所述射频连接器安装在宽频天线上，所述宽频天线与金属背腔相连，所述宽频吸波材料填充在宽频天线与金属背腔之间。本申请提高了耦合测试的效率、进而提高耦合测试的准确性与一致性、简化耦合测试工位的调试。

Description

一种耦合测试天线

技术领域

本实用新型属于测试天线性能技术领域，尤其涉及一种耦合测试天线。

背景技术

终端设备，如车载OBD无线终端、手机、笔记本、上网本等使用无线通信技术的终端，在生产组装完成后，都必须要对其进行整机耦合测试，以检测其无线性能。整机耦合测试主要是用整机模拟一个实际使用的环境，测试终端设备在无线环境下的射频性能，重点集中在天线性能检测，控制“信号弱”、“易掉线”、“找网慢或不找网”等品质不良终端设备流向市场，因此该测试环节是需要严格控制的。整机耦合测试系统，包含综合测试仪，如CMW500、微波屏蔽箱、带测试软件的电脑、耦合测试板、待测终端设备DUT等。整机耦合测试方法如下：将多天线终端放置在一个与综合测试仪器连接的耦合测试板上，然后通过终端设备开机、终端设备发送设备验证信息到综合测试仪器、手终端设备与综合测试仪器之间建立通信链路以及综合测试仪器判断天线性能，四个步骤完成终端设备的天线性能测试。上述的耦合测试板主要部分就是耦合测试天线，其天线性能关系着耦合测试的准确性、测试工位的调试难度、测试的效率和测试结果的一致性。

目前，生产时主要通过采用单一平板天线加耦合屏蔽箱进行耦合测试，以检验终端天线的装配及性能。检测产品天线性能的具体方法是：在耦合屏蔽箱里放置一个单一平板天线，然后把终端固定在平板天线的某一位置进行某一频段的耦合测试。对应的耦合测试天线，多使用PCB天线，频带较窄，方向性较强。但是，这种检测方法存在以下问题：每一次只能检测某一频段的天线性能，并不能够检验其它频段的天线性能。如果更改成耦合测试所有频段，由于单一平板天线是固定不动的，为了达到良好的耦合效果，必须针对每一个频段调试出一个良好的位置，因此需要终端相对于天线的位置，再进行耦合测试。理论可行的，但是在生产时候可操作性比较差，每测试一频段需调整一次终端位置，测量所有频段需调整多次，因此调试耗时长，测试产能低下。

原因之一，耦合天线的性能问题：天线的带宽不够，不足与覆盖终端天线的所有频段,比如现在的PCB耦合天线只覆盖0.8Ghz-2.6Ghz；天线的方向性指向太强，导致终端设备在耦合板工位的不同位置测试得到不同的数据；天线在整个频带内的方向图指向变化较大，导致需要在软件设置不同的插入损耗值。

实用新型内容

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种耦合测试天线，提高耦合测试的效率、进而提高耦合测试的准确性与一致性、简化耦合测试工位的调试。

一方面，本实用新型提供了一种耦合测试天线，包括：宽频天线、金属背腔、宽频吸波材料、射频连接器；所述宽频天线，包括馈电同轴线Ⅰ和馈电同轴线Ⅱ，所述馈电同轴线Ⅰ与馈电同轴线Ⅱ进行对称馈电；所述射频连接器安装在宽频天线上，所述宽频天线与金属背腔相连，所述宽频吸波材料填充在宽频天线与金属背腔之间。

优选的，所述射频连接器为SMA连接器或N头连接器或SMP连接器或MCX连接器中的一种。

优选的，所述宽频吸波材料为多层叠加在一起。

优选的，射频连接器的接地端与同轴馈电线Ⅰ的外导体连接，射频连接器的内导体与同轴馈电线Ⅰ的内导体连接，同轴馈电线Ⅰ的外导体焊接固定在宽频天线对应的露铜区域；同轴馈电线Ⅱ的外导体与同轴馈电线Ⅰ的内导体连接，同轴馈电线Ⅱ的外导体与宽频天线露铜区域相焊接固定。

优选的，所述宽频天线上有丝印线。

优选的，所述宽频天线为PCB平面渐开线螺旋天线，采用厚度为2.0mm的FR4板材。

作为进一步优选的，PCB平面渐开线螺旋天线能替换为阿基米德平面螺旋天线、平面等角螺旋天线。

作为进一步优选的，所述金属背腔内部的腔体深度为中心频率介质波长的1/4。

本实用新型由于采用以上技术方法，能够取得如下的技术效果：

(1)本实用新型的耦合测试天线工作频段较宽，可以覆盖0.6Ghz～6.0Ghz整个频段，使得在耦合测试工位中不需要更换耦合测试天线也能测试完终端设备的所有天线；或者使得在实际耦合测试的多个工位合并成一个工位，提高了测试效率。

(2)本实用新型的耦合测试天线方向图覆盖均匀，在耦合板丝印线划定区域内都能较好的进行整机耦合测试，简化了耦合测试工位的调试。

(3)使用了本实用新型的耦合测试天线的耦合测试一致性好，能够快速进行终端设备的天线一致性检测。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为耦合测试天线的结合示意图；

图2为耦合测试天线的分解图；

图3为实施例1中PCB平面渐开线螺旋天线的主视图；

图4为实施例1中PCB平面渐开线螺旋天线的后视图；图中阴影部分为天线的覆铜区域。

图5为实施例1中带有同轴馈电线的PCB平面渐开线螺旋天线的后视图；

图中序号说明：101、PCB平面渐开线螺旋天线，102、宽频吸波材料，103、金属背腔，104、射频连接器，105、PCB平面渐开线螺旋天线的露铜区域，106、同轴馈电线Ⅰ，107、同轴馈电线Ⅱ。

具体实施方式

为使本实用新型的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

实施例1

如图3-5所示，本实施例提供一种耦合测试天线，包括：PCB平面渐开线螺旋天线101、金属背腔103、宽频吸波材料102、射频连接器104；所述PCB平面渐开线螺旋天线101，包括馈电同轴线Ⅰ和馈电同轴线Ⅱ，所述馈电同轴线Ⅰ与馈电同轴线Ⅱ进行对称馈电；所述射频连接器104安装在PCB平面渐开线螺旋天线101上，所述PCB平面渐开线螺旋天线101与金属背腔103相连，所述宽频吸波材料102填充在PCB平面渐开线螺旋天线101与金属背腔103之间。

射频连接器104的接地端与同轴馈电线Ⅰ106的外导体连接，射频连接器104的内导体与同轴馈电线Ⅰ106的内导体连接，同轴馈电线Ⅰ106的外导体焊接固定在PCB平面渐开线螺旋天线101的PCB板上对应的露铜区域105；同轴馈电线Ⅱ107的外导体与同轴馈电线Ⅰ106的内导体连接，同轴馈电线Ⅱ107的外导体与PCB平面渐开线螺旋天线101的PCB上的露铜区域105相焊接固定。

作为进一步改进的，所述射频连接器104为SMA连接器或N头连接器或SMP连接器或MCX连接器中的一种，所述宽频吸波材料102为多层叠加在一起，以达到全频段覆盖的目的。所述PCB平面渐开线螺旋天线101上有丝印线，划定在该区域内进行耦合测试时会比较准确、调试工位也较容易，方便产线工作人员操作；所述PCB平面渐开线螺旋天线101，采用厚度为2.0mm的FR4板材；所述金属背腔103内部的腔体深度大约为中心频率介质波长的1/4。

图2所示的金属背腔103的作用是让PCB平面渐开线螺旋天线101从双向辐射变成单向辐射。由于PCB平面渐开线螺旋天线101自身的辐射是沿着PCB上下面的双向均匀对称辐射，加入金属背腔103后其背向辐射被反射至正面，实现了单向辐射的性能。宽频吸波材料102作用是对PCB平面渐开线螺旋天线101的背向辐射进行衰减，包含背向入射波的衰减和经过金属背腔103反射后的反射波的衰减。由于耦合测试天线只需要正面的均匀辐射，加入金属背腔103后其正面辐射方向性系数增大了一倍，会导致其辐射方向图不平坦，导致在耦合板上测试时各个位置差异较大，因而通过加入吸波材料对其背向辐射进行衰减。

实施例2

本实施例提供一种耦合测试天线，包括：阿基米德平面螺旋天线、金属背腔103、宽频吸波材料102、射频连接器104；所述阿基米德平面螺旋天线，包括馈电同轴线Ⅰ和馈电同轴线Ⅱ，所述馈电同轴线Ⅰ与馈电同轴线Ⅱ进行对称馈电；所述射频连接器104安装在阿基米德平面螺旋天线上，所述阿基米德平面螺旋天线与金属背腔103相连，所述宽频吸波材料102填充在阿基米德平面螺旋天线与金属背腔103之间。

射频连接器104的接地端与同轴馈电线Ⅰ106的外导体连接，射频连接器104的内导体与同轴馈电线Ⅰ106的内导体连接，同轴馈电线Ⅰ106的外导体焊接固定在阿基米德平面螺旋天线的PCB板上对应的露铜区域105；同轴馈电线Ⅱ107的外导体与同轴馈电线Ⅰ106的内导体连接，同轴馈电线Ⅱ107的外导体与阿基米德平面螺旋天线的PCB上的露铜区域105相焊接固定。

作为进一步改进的，所述射频连接器104为SMA连接器或N头连接器或SMP连接器或MCX连接器中的一种，所述宽频吸波材料102为多层叠加在一起，以达到全频段覆盖的目的。所述阿基米德平面螺旋天线上有丝印线，划定在该区域内进行耦合测试时会比较准确、调试工位也较容易，方便产线工作人员操作；所述阿基米德平面螺旋天线，采用厚度为2.0mm的FR4板材；所述金属背腔103内部的腔体深度大约为中心频率介质波长的1/4。

实施例3

本实施例提供一种耦合测试天线，包括：平面等角螺旋天线、金属背腔103、宽频吸波材料102、射频连接器104；所述平面等角螺旋天线，包括馈电同轴线Ⅰ和馈电同轴线Ⅱ，所述馈电同轴线Ⅰ与馈电同轴线Ⅱ进行对称馈电；所述射频连接器104安装在平面等角螺旋天线上，所述平面等角螺旋天线与金属背腔103相连，所述宽频吸波材料102填充在平面等角螺旋天线与金属背腔103之间。

射频连接器104的接地端与同轴馈电线Ⅰ106的外导体连接，射频连接器104的内导体与同轴馈电线Ⅰ106的内导体连接，同轴馈电线Ⅰ106的外导体焊接固定在平面等角螺旋天线的PCB板上对应的露铜区域105；同轴馈电线Ⅱ107的外导体与同轴馈电线Ⅰ106的内导体连接，同轴馈电线Ⅱ107的外导体与平面等角螺旋天线的PCB上的露铜区域105相焊接固定。

作为进一步改进的，所述射频连接器104为SMA连接器或N头连接器或SMP连接器或MCX连接器中的一种，所述宽频吸波材料102为多层叠加在一起，以达到全频段覆盖的目的。所述平面等角螺旋天线上有丝印线，划定在该区域内进行耦合测试时会比较准确、调试工位也较容易，方便产线工作人员操作；所述平面等角螺旋天线，采用厚度为2.0mm的FR4板材；所述金属背腔103内部的腔体深度大约为中心频率介质波长的1/4。

图1为本实用新型耦合测试天线的结构示意图；在上述实施例中，耦合测试天线通过金属螺丝穿过金属背腔103两侧的螺丝孔与耦合测试系统的屏蔽箱固定；耦合测试天线的射频连接器104通过射频连接线与耦合测试系统的综合测试仪连接。上述实施例采用的同轴线对称馈电方式，实际使用时不限于对称馈电或者单侧馈电。在特定条件下也可采用单侧馈电的方案，其实际效果也可满足耦合测试系统的要求。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耦合测试天线，其特征在于，包括：宽频天线、金属背腔、宽频吸波材料、射频连接器；所述宽频天线，包括馈电同轴线Ⅰ和馈电同轴线Ⅱ，所述馈电同轴线Ⅰ与馈电同轴线Ⅱ进行对称馈电；所述射频连接器安装在宽频天线上，所述宽频天线与金属背腔相连，所述宽频吸波材料填充在宽频天线与金属背腔之间。

2.根据权利要求1所述一种耦合测试天线，其特征在于，所述射频连接器为SMA连接器或N头连接器或SMP连接器或MCX连接器中的一种。

3.根据权利要求1所述一种耦合测试天线，其特征在于，所述宽频吸波材料为多层叠加在一起。

4.根据权利要求1-3任一项所述一种耦合测试天线，其特征在于，射频连接器的接地端与同轴馈电线Ⅰ的外导体连接，射频连接器的内导体与同轴馈电线Ⅰ的内导体连接，同轴馈电线Ⅰ的外导体焊接固定在宽频天线对应的露铜区域；同轴馈电线Ⅱ的外导体与同轴馈电线Ⅰ的内导体连接，同轴馈电线Ⅱ的外导体与宽频天线对应的露铜区域相焊接固定。

5.根据权利要求4所述一种耦合测试天线，其特征在于，所述宽频天线上有丝印线。

6.根据权利要求1所述一种耦合测试天线，其特征在于，所述宽频天线为PCB平面渐开线螺旋天线，采用厚度为2.0mm的FR4板材。

7.根据权利要求1所述一种耦合测试天线，其特征在于，PCB平面渐开线螺旋天线能替换为阿基米德平面螺旋天线、平面等角螺旋天线。

8.根据权利要求6或7所述一种耦合测试天线，其特征在于，所述金属背腔内部的腔体深度为中心频率介质波长的1/4。