CN212364436U - 探针平台天线测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种探针平台天线测试系统，用于保证测试过程中被测天线和探针的稳定性，包括计算机、控制系统、测量仪表、射频单元、摇臂旋转台、测试探头、防震台、抱杆和探针台；在本实用新型中，被测件和探针台位于与竖直方向存在夹角的弯曲抱杆上，摇臂跟随外围旋转台进行旋转来对被测天线进行3D球面的扫描，同时在防震台上使用多种减震方式进行减震保持被测天线的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉一种电磁性能测试设备，特别是指一种探针平台天线测试系统。
背景技术
近几年毫米波天线市场不断扩大，这推动了测量行业开发新的高性能测试设备,以及研发更有效的测量方法。然而当今电子消费类毫米波的设备测试面临很多挑战，首先测试系统必须设计灵活以适用于各种毫米波设备，例如适用于工作于77GHZ的汽车雷达天线，工作于60GHz无线高清传输设备，WiGig设备，E波段回传和前传设备，片上ASIC系统等。其次，这些挑战还包括工作于毫米波频段的设备对测试精度要求高，需要可以测量多波束，可以测量芯片天线和ASIC系统片上天线，以及在获得高测试精度同时还需要考虑降低测试成本等。
在诸多毫米波设备中，在其中发挥重要作用的芯片天线或者封装天线也成为了未来行业发展的重要方向之一，那么对芯片天线的性能进行精准的测试就成为一个需要解决的问题，芯片天线的测试对环境要求极为严苛，环境中任何微小的变化都会对天线的测试有不同程度的影响，因此，在测量芯片天线的时候既要保证测试件本身的稳定，同时要保证测试环境的变化尽可能的小，也就是保证测试件本身的稳定性以及环境的稳定性。亟需一种成熟的方案来解决这些问题。
实用新型内容
为了克服上述缺陷，本实用新型提供一种探针平台天线测试系统，该探针平台天线测试系统提高了芯片天线测试的精确度以及稳定性，节省空间，测试成本低。
本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案：一种探针平台天线测试系统，包括控制系统、射频单元、测量仪表、防震台、抱杆、探针台和测试探头；
所述抱杆固定安装于所述防震台上，所述探针台能够固定安装于所述抱杆上，所述探针台上设有能够与被测天线电性连接进行馈电的电性连接件，所述测试探头与所述探针台上被测件正对，所述测量仪表通过所述射频单元与电性连接件和所述测试探头进行电性通信，所述控制系统控制所述测量仪表工作。
被测天线包括芯片天线、封装天线以及连接器天线，在测试过程中，被测天线放置在探针台上，电性连接件对天线上的CPW接口进行馈电。
另外，根据本实用新型公开的一种探针平台天线测试系统还具有如下附加技术特征：
进一步地，还包括摇臂旋转台，所述摇臂旋转台包括外围转台、竖直转台、摇臂、极化转轴、水平旋转驱动装置、竖直旋转驱动装置和极化旋转驱动装置。
进一步地，所述外围转台能够绕竖直转轴旋转的与所述防震台定位，所述竖直转台能够绕水平转轴旋转的安装于所述外围转台上，所述极化转轴能够绕竖直方向的转轴旋转的安装于所述摇臂上，所述摇臂呈偏心状态的固定安装于所述竖直转台上，所述摇臂圆盘上布局吸波材料，保证被测天线在摇臂旋转过程中背景环境的一致性，水平旋转驱动装置、竖直旋转驱动装置和极化旋转驱动装置分别驱动所述外围转台、竖直转台和极化转轴旋转，测试探头固定安装于极化转轴上。
极化转轴旋转使得测试探头的极化方向与被测天线的极化方向相匹配，在标准的
坐标系中，固定外围转台的转轴在0度，竖直转台旋转360度，可以得到被测天线phi＝0平面上的电磁辐射数据，配合外围转台旋转180度，可以得到完整的3D球面的电磁辐射数据，从而得到被测天线完整的3D方向图，完成测试。其中水平旋转驱动装置、竖直旋转驱动装置和极化旋转驱动装置可以为伺服电机，也可以为其它旋转驱动装置，控制系统可以由计算机和电机驱动器等控制装置来实现对伺服电机的控制。
进一步地，所述的控制系统包括转台控制器单元、转台驱动单元、射频放大器、仪表切换单元等。
进一步地，所述测试仪表包括网络分析仪、示波器、频谱仪、矢量信号发生器、矢量信号分析仪。
进一步地，所述电性连接件为探针或射频连接器，根据被测天线的种类选择采用探针或射频连接器实现与被测天线连接通信。其中，探针用来给小型被测天线(如芯片天线)馈电(提供射频信号)，传统射频连接器的选用可以进行连接器测试。
进一步地，所述外围转台套设于防震台外侧，防震台下侧固定安装有配重底板，从而保证抱杆及其顶端探针台的稳定性。
进一步地，所述抱杆与探针台之间设有隔震带，增强探针台的防震效果，提高测试精度。
进一步地，所述探针台与抱杆之间采用磁悬浮技术保持定位或者所述探针台也可以通过其它防震设备直接固定在所述抱杆上或者通过其它防震设备直接固定在抱杆上。探针台通过磁悬浮定位的方式可以实现进一步防震。
进一步地，所述探针平台上还设有调节装置，调节装置包括X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块、X轴驱动装置、Y轴驱动装置和Z轴驱动装置，设X轴、Y轴和Z轴为三个相互垂直的方向，所述X轴滑块能够沿X轴滑动的定位于探针平台上，Y轴滑块能够沿Y轴方向滑动的定位于X轴滑块上，Z轴滑块能够沿Z轴方向滑动的定位于Y轴滑块上，X轴驱动装置、Y轴驱动装置和Z轴驱动装置分别驱动X轴滑块、Y轴滑块和Z轴滑块运动，探针固定安装于Z轴滑块上，所述调节装置通过三个相互垂直的滑块，使探针能够到达在三维空间内的任何位置，可以准确的给被测天线馈电。
进一步地，所述测试探头为双极化探头或单极化探头，当测试探头为单极化探头时，极化转轴通过能够90度旋转的旋转换极装置安装于摇臂上。测试探头可以采用单极化探头，此时需要在摇臂上增加一个可以进行90度旋转的旋转换极装置来转换极化，也可以采用双极化探头，双极化探头则无需采用旋转换极装置。
进一步地，所述抱杆固定于在防震台中心或固定于所述防震台边缘。抱杆固定在防震台中心可以保持被测天线在三维方向上除底部之外无截断区域，抱杆固定在防震台边缘可以保持被测天线在底部无截断区域，但在侧边会有截断区域，可以根据需求进行调整。
进一步地，所述抱杆为与竖直方向存在夹角的弯曲结构，使得所述抱杆顶端的探针平台下方没有任何遮挡。
进一步地，所述的探针平台天线测试系统还设有显微系统和机械手臂，所述显微系统包括显微镜以及摄像显示装置，摄像显示装置通过显微镜对被测天线以及探针的位置进行成像并显示在显示屏中，显微系统固定安装于机械手臂上，机械手臂能够使显微系统在有效范围内的任何位置从任何角度对探针台上的被测天线和探针进行成像。显微系统可以观察到被测天线以及探针的位置并将其放大显示在显示屏中，方便测试之前对探针以及被测天线的位置进行观察调整。整个显微系统安装在外围的一个机械手臂上，可以控制显微系统在有效范围内的任何位置从任何角度观察探针台，并且测试的时候可以收起来防止其影响测试结果。
进一步地，测试设备可放置于含有吸波材料的微波暗室内。
在本实用新型中，被测天线放置在探针台上，电性连接件对天线上的CPW接口进行馈电，极化转轴旋转使得测试探头的极化方向与被测天线的极化方向相匹配，通过计算机发出指令传至测量仪表，控制模块，被测件，被测件转台实现相应的控制功能，进而可以得到完整的3D球面的电磁辐射数据，从而得到被测天线3D方向图，完成测试。该测试系统可以根据被测天线的种类选择采用探针或射频连接器实现与被测天线连接通信。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过圆盘状竖直转台安装摇臂，在测试过程中，被测件和探针台位于与竖直方向存在夹角的弯曲抱杆上并保持不动，保证被测天线侧面的反射环境比较稳定，摇臂跟随外围旋转台进行旋转来对被测天线进行3D球面的扫描，同时在防震台上使用多种减震方式进行减震，保持了被测天线的稳定性，使用稳定的探针来进行馈电，提高了芯片天线测试的精确度以及稳定性。同时系统包含传统射频连接器，可以进行连接器测试，节省了空间和成本。
附图说明
图1为本实用新型探针平台天线测试系统的装置框图；
图2为本实用新型探针平台天线测试系统中抱杆位于防震台中心的实例图；
图3为本实用新型探针平台天线测试系统中抱杆位于防震台边缘，摇臂位于摇臂旋转台的上方的实例图；
图4为本实用新型探针平台天线测试系统中抱杆位于防震台边缘，摇臂位于摇臂旋转台的下方的实例图。
具体实施方式
如图1所示，一种探针平台天线测试系统，其中包括：计算机1、控制系统2、射频单元3、测量仪表4、摇臂旋转台5、防震台6、抱杆7、探针台8、测试探头9和被测件10；所述抱杆7固定安装于所述防震台6上，所述探针台8能够固定安装于所述抱杆7上，所述探针台8上设有能够与被测天线电性连接进行馈电的电性连接件，所述测试探头9与所述探针台8上被测件10正对，所述测量仪表4通过所述射频单元3与电性连接件和所述测试探头9进行电性通信，所述控制系统2控制摇臂旋转台5旋转，所述控制系统2控制所述测量仪表4工作。
需要说明的是，被测件包括芯片天线、封装天线以及连接器天线，可以根据被测天线的种类选择采用探针或射频连接器实现与被测天线连接通信，探针用来给小型被测天线(如芯片天线)馈电(提供射频信号)，传统射频连接器的选用可以进行连接器测试；探针台通过磁悬浮定位的方式实现进一步防震，此外探针台也可以通过其它防震设备直接固定在抱杆上；所述探针平台上设有调节装置，调节装置通过三个相互垂直的滑块，使探针能够到达在三维空间内的任何位置。用来调节探针的位置使探针可以准确的给被测天线馈电。
在测试过程中，计算机1通过GPIB或者USB等标准接口与测试仪表(例如网络分析仪)相连；通过控制接口与控制装置(例如转台控制器、转台驱动器等)相连；测试仪表通过射频接口与各射频单元相连；计算机可以控制各种测试仪表，射频设备，控制装置等，进而可以得到完整的3D球面的电磁辐射数据，从而得到被测天线完整的3D方向图。
具体实施案例如下:
实施例1：如图2所示，所述防震台6下侧固定安装有配重底板，配重底板为500kg的配重钢板，摇臂圆盘54上布有与背景颜色一致的吸波材料55，所述探针台8与抱杆7之间采用磁悬浮技术保持定位，保证抱杆7及其顶端探针台8的稳定性，抱杆7固定在防震台6中心，可以保持被测天线10在三维方向上除底部之外无截断区域。
在测试中，被测天线放置在探针台上，通过探针或者射频线连接来天线上的CPW接口进行馈电，极化转轴53旋转使得测试探头的极化方向与被测天线的极化方向相匹配，在标准的
坐标系中，固定外围转台51的转轴在0度，竖直转台52旋转360度，可以得到被测天线
平面上的电磁辐射数据，配合外围转台旋转180度，可以得到完整的3D球面的电磁辐射数据，从而得到被测天线完整的3D方向图，完成测试。
实施例2：如图3和图4所示，所述防震台6下侧固定安装有500kg配重底板，摇臂圆盘54上布局吸波材料55，保证被测天线在摇臂旋转过程中背景环境的一致性，探针台8与抱杆7之间设有隔离带，抱杆7固定在防震台6边缘，抱杆7为与竖直方向存在夹角的弯曲结构，弯曲的形状使得抱杆顶端的探针平台下方没有任何遮挡，但在侧边会有截断区域，可以根据测试需求进行调整。
在测试中，被测天线放置在探针台上，通过探针或者射频线对该测试天线进行馈电，极化转轴53旋转使得测试探头的极化方向与被测天线的极化方向相匹配，在标准的
坐标系中，固定外围转台51的转轴在0度，竖直转台52旋转360度，可以得到被测天线
平面上的电磁辐射数据，配合外围转台旋转180度，从而得到被测天线完整的3D方向图，完成测试。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种探针平台天线测试系统，其特征在于：包括控制系统(2)、射频单元(3)、测量仪表(4)、防震台(6)、抱杆(7)、探针台(8)和测试探头(9)；
所述抱杆(7)固定安装于所述防震台(6)上，所述探针台(8)能够固定安装于所述抱杆(7)上，所述探针台(8)上设有能够与被测天线电性连接进行馈电的电性连接件，所述测试探头(9)与所述探针台(8)上被测件(10)正对，所述测量仪表(4)通过所述射频单元(3)与电性连接件和所述测试探头(9)进行电性通信，所述控制系统(2)控制所述测量仪表(4)工作。
2.根据权利要求1所述的探针平台天线测试系统，其特征在于：还包括摇臂旋转台(5)，所述摇臂旋转台(5)包括外围转台(51)、竖直转台(52)、极化转轴(53)、摇臂(54)、水平旋转驱动装置、竖直旋转驱动装置和极化旋转驱动装置，所述外围转台(51)能够绕竖直转轴旋转的与所述防震台(6)定位，所述竖直转台(52)能够绕水平转轴旋转的安装于所述外围转台(51)上，所述极化转轴(53)能够绕竖直方向的转轴旋转的安装于所述摇臂(54)上，所述摇臂(54)呈偏心状态的固定安装于所述竖直转台(52)上，所述摇臂(54)圆盘上布局吸波材料(55)，水平旋转驱动装置、竖直旋转驱动装置和极化旋转驱动装置分别驱动所述外围转台(51)、竖直转台(52)和极化转轴(53)旋转，测试探头固定安装于极化转轴上。
3.根据权利要求1所述的探针平台天线测试系统，其特征在于：所述电性连接件为探针(81)或射频连接器。
4.根据权利要求2所述的探针平台天线测试系统，其特征在于：所述外围转台(51)套设于所述防震台(6)外侧，所述防震台(6)下侧固定安装有配重底板。
5.根据权利要求1所述的探针平台天线测试系统，其特征在于：所述抱杆(7)与所述探针台(8)之间设有隔震带，所述抱杆(7)与探针台(8)之间采用磁悬浮技术保持定位或者通过防震设备直接固定在抱杆上。
6.根据权利要求1所述的探针平台天线测试系统，其特征在于：所述探针台(8)上还设有调节装置，调节装置包括X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块、X轴驱动装置、Y轴驱动装置和Z轴驱动装置，设X轴、Y轴和Z轴为三个相互垂直的方向，所述X轴滑块能够沿X轴滑动的定位于探针平台上，Y轴滑块能够沿Y轴方向滑动的定位于X轴滑块上，Z轴滑块能够沿Z轴方向滑动的定位于Y轴滑块上，X轴驱动装置、Y轴驱动装置和Z轴驱动装置分别驱动X轴滑块、Y轴滑块和Z轴滑块运动，探针固定安装于Z轴滑块上，所述调节装置通过三个相互垂直的滑块，使探针能够到达在三维空间内的任何位置。
7.根据权利要求4所述的探针平台天线测试系统，其特征在于：所述测试探头(9)为双极化探头或单极化探头，当测试探头为单极化探头时，极化转轴通过能够90度旋转的旋转换极装置安装于摇臂上。
8.根据权利要求1所述的探针平台天线测试系统，其特征在于：所述抱杆(7)固定于在所述防震台(6)中心或固定于所述防震台(6)边缘。
9.根据权利要求1所述的探针平台天线测试系统，其特征在于：所述抱杆(7)为与竖直方向存在夹角的弯曲结构。
10.根据权利要求1所述的探针平台天线测试系统，其特征在于：还设有显微系统(11)和机械手臂，所述显微系统(11)包括显微镜以及摄像显示装置，摄像显示装置通过显微镜对所述被测件(10)以及探针的位置进行成像并显示在显示屏中，显微系统固定安装于机械手臂上，机械手臂能够使显微系统在有效范围内的任何位置从任何角度对探针台上的被测天线和探针进行成像。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020291786.8U CN212364436U (zh) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | 探针平台天线测试系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202020291786.8U CN212364436U (zh) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | 探针平台天线测试系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212364436U true CN212364436U (zh) | 2021-01-15 |
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Family Applications (1)
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| CN202020291786.8U Active CN212364436U (zh) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | 探针平台天线测试系统 |
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|---|---|
| CN (1) | CN212364436U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116366175A (zh) * | 2023-05-26 | 2023-06-30 | 北京星河亮点技术股份有限公司 | 功率测量方法、装置、系统、电子设备及存储介质 |
| CN116930665A (zh) * | 2023-09-13 | 2023-10-24 | 合肥航太电物理技术有限公司 | 一种飞机静电放电射频噪声测试设备及方法 |
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2020
- 2020-03-11 CN CN202020291786.8U patent/CN212364436U/zh active Active
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