KR20160099589A

KR20160099589A - 자동 검사 장비(ate)에서 테스트하는 동안 무선 칩들에 의해 전송되는 근접 전자기 방사를 캡쳐하기 위한 도파관

Info

Publication number: KR20160099589A
Application number: KR1020167017451A
Authority: KR
Inventors: 로저 아이작; 부펜드라 사르하드; 게리 데이비스 맥코맥; 이안 에이. 카일즈; 프레드릭 조지 바이스
Original assignee: 키사, 아이엔씨.
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2016-08-22
Also published as: EP3084453A1; EP3084453A4; WO2015094177A1; EP3084453B1; CN105980867A

Abstract

테스트 설비는 도파관으로서 작용하는 유연한 플라스틱 케이블을 구비한다. 피시험 장치(DUT)는 30 내지 300 GHz의 극고주파(EHF) 대역에서 작동하는 작은 트랜시버 및 안테나이다. DUT 트랜시버의 사이즈는 매우 작고, 근접 통신이 사용되도록 방출되는 전자기 방사의 파워를 제한한다. 수용을 위한 포락선은 DUT 트랜시버로부터, 테스트 소켓의 사이즈와 거의 동일한 사이즈인, 거의 일 센티미터로 단지 연장될 수 있다. 슬롯이 안테나에 매우 가까이 테스트 소켓에 형성된다. 슬롯은 플라스틱 도파관의 일 단부를 수용한다. 슬롯은 근접 방사가 플라스틱 도파관에 의해 캡쳐되도록 DUT 트랜시버에 의해 포락선 내로 연장된다. 도파관은 방사가 포락선 외부의 리시버로 전달될 수 있도록 높은 상대 유전율과 반사 가능한 금속 벽을 포함한다.

Description

자동 검사 장비(ATE)에서 테스트하는 동안 무선 칩들에 의해 전송되는 근접 전자기 방사를 캡쳐하기 위한 도파관 {WAVEGUIDES FOR CAPTURING CLOSE-PROXIMITY ELECTROMAGNETIC RADIATION TRANSMITTED BY WIRELESS CHIPS DURING TESTING ON AUTOMATED TEST EQUIPMENT (ATE)}

본 발명은 테스트 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 장치에 의해 방출되는 전자기 방사를 측정하는 테스터에 관한 것이다.

무선 통신 장치들은 주로 안테나를 구동시키는 트랜스미터 칩을 특징으로 한다. 상기 안테나는 상기 트랜스미터 칩에 집적될 수 있으나, 보다 일반적으로 상기 트랜스미터 칩과 상기 안테나는 모듈 또는 다른 장치에 집적된다.

다양한 자동검사장비(ATE: Automated-Test-Equipment)가 트랜스미터 칩과 같은 칩들을 테스트하기 위하여 개발되어 왔다. 자동검사장비(ATE)는 안테나에 의하여 방출되는 전자기 방사를 직접적으로 측정하도록 혼 안테나에 연결될 수 있다.

도 1은 트랜시버로부터 방출된 전자기 방사를 테스트하기 위한 자동검사장비(ATE)에 연결된 혼 안테나를 나타낸다. 인터페이스 보드(120)는 자동검사장비(ATE)(128)와 인터페이스 보드(120)에 소켓(미도시)에 배치될 수 있는 피시험 장치(DUT: Device-Under-Test) 트랜시버(100) 사이를 연결한다.

테스트 동안에, 자동검사장비(ATE)(128) 또는 다른 테스트 기기들은 인터페이스 보드(120)를 통하여 DUT 트랜시버(100)의 입력으로 보내지는 자극 또는 입력 신호들을 보낸다. DUT 트랜시버(100)들로부터의 전기적 출력은 인터페이스 보드(120)를 통하여 자동검사장비(ATE)(128)로 보내어 지고, 단락, 개방, 전력-공급 전류, 프로그래밍 레지스터, 모드, 및 리시버, 및 다른 기능들과 같은 다양한 전기적 테스트를 수행할 수 있다. 그러나, DUT 트랜시버(100)의 주된 기능은 무선주파수(RF) 파들과 같은 전자기 방사를 방출하도록 안테나(미도시)를 구동시키는 것이다. 안테나는 트랜시버 집적 회로(IC)와 함께 DUT 트랜시버(100)를 형성하는 모듈의 일부일 수 있다.

자동검사장비(ATE)(128)가 전송을 위해 DUT 트랜시버(100)를 활성화하는 경우, 전자기 방사파(144)들이 DUT 트랜시버(100)에서 안테나로부터 방출된다. 이러한 방사파(144)들은 DUT 트랜시버(100)로부터 멀리 이동된다. 방사 신호 강도와 안테나의 물리적 형상은 전자기 방사파(144)들이 포락선(envelope)(114)을 갖는 것으로 주로 표현될 수 있는 패턴을 갖게 하고, 포락선(114) 내의 방사 강도들은 리시버에 의해 추적될 수 있는 바와 같이 임계치보다 크다. 포락선(114)은 DUT 트랜시버(100) 주변의 자유 공간 포락선일 수 있고 또는 상기 트랜시버 주변에 배치된 금속, 플라스틱, 또는 분산 물질들과 같은 구조물에 의해 변경될 수 있다.

혼 안테나(102)는 이러한 방사파(144)들을 수용하기 위해 포락선(114) 내에 배치될 수 있다. 혼 안테나(102)는 혼 안테나(102)가 전자기 방사를 수집하게 하는 혼(horn)과 같은 형상의 나팔 모양 금속 측면들을 구비한다. 상기 혼의 후방의 추적기(detector)는 상기 혼의 뒤로 상기 혼의 나팔 모양 측면에 부딪혀 산란되는 전자기 방사를 수신한다. 상기 추적기는 전자기 방사를, 상기 DUT 트랜시버(100)로부터 전송되는 전자기 방사의 강도를 평가하도록 자동검사장비(ATE)(128)로 보내어지는 전기적 신호들로 변환한다.

혼 안테나들은 특히 300 MHz 초과의 전파에 대해 유용하다. 그러나, 이들은 사이즈가 크고 부피가 큰 경향이 있다. 보통 DUT 트랜시버(100)는 혼 안테나(102)보다 훨씬 작다. 물리적으로 큰 혼 안테나(102)를 DUT 트랜시버(100) 근처에 배치하는 것은 도전이 되는 것이며 또는 많은 테스트 환경에서 불가능한 것이다. 따라서 큰 혼 안테나는 현실적이지 못할 수 있다.

도 2는 테스트 환경에 방사 챔버를 나타낸다. 일부 DUT 트랜시버(100)는 매우 작은 파워로 전송할 수 있다. 인터페이스 보드(120)에 DUT 트랜시버(104)는 방출된 전자기 방사파(144)가 더 작은 포락선(116)을 형성하도록 매우 낮은 파워로 전송한다. 상기 DUT 트랜시버(104)로부터 방출된 작은 방사 파워(radiative power)와 혼 안테나(102)의 현실적인 사이즈로 인해, 혼 안테나(102)는 전송된 신호를 적절하게 수용하지 못할 수 있다. 방사 챔버(122)는 방사를 억제하고 혼 안테나(102) 방향으로 향하게 하는 것을 돕는다. 방사 챔버(122)는 또한 혼 안테나(102)에 원치 않은 노이즈 방사가 도달하는 것을 차단한다. 노이즈 방사는 자동검사장비(ATE)(128)를 둘러싸는 또는 그 내에, 또는 인터페이스 보드(120)로 보내어진 고속 신호들로부터 자동검사장비(ATE) 테스트 환경 내에서 발생할 수 있다.

방사 챔버(122) 내의 개구는 더 작은 포락선(116)을 수용하도록 DUT 트랜시버(104)에 대하여 배치된다. 전자기 방사파(144)들은 혼 안테나(102)에 도달할 때까지 방사 챔버(122)의 금속 벽들에 부딪혀 산란될 수 있다. 혼 안테나(102)의 후방의 추적기는 이러한 전자기 방사파들을 측정을 위해 자동검사장비(ATE)(128)로 보내어지는 전기적 신호로 변환한다.

방사 챔버(122)는 혼 안테나(102)의 범위를 연장하나, DUT 트랜시버(104)의 작은 방사 파워에 의해 야기되는 한계가 여전히 있다. 혼 안테나(102)의 후방에서 추적기에 최종적으로 도달하는 전자기 방사파(144)의 양은 DUT 트랜시버(104)로부터 방출된 방사를 정확하게 측정하기에는 너무 작을 수 있다. 전자기 방사는 방사 챔버(122) 내의 비-이상적인 벽들에 여러 번 산란되어 너무 많이 약화 될 수 있다. 방사 챔버(122)는 테스트 환경에서 사용하기에는 너무 길거나 또는 너무 부피가 클 수 있다.

미터에서 킬로미터 범위의 거리에 대하여 통신을 하기에 적합한 일반적인 RF 리시버는, 상기 리시버가 트랜스미터에 근접해 (0.1 mm 내지 20 mm) 있지 않은 경우, 매우 낮은 파워의 신호를 정확하게 수용할 가능성이 낮다. 리시버는 저-전력 트랜스미터에 근접하여 최적으로 배치되어야 한다. 최적 배치는 0.1 mm에서 20 mm까지 일 수 있다. 주로 크기가 20 mm보다 훨씬 큰, 많은 테스트 설비들이 크고 부피가 커서 테스트 설비에서 리시버가 테스트 되는 DUT 트랜시버(104)에 충분히 물리적으로 가까이 배치되는 것을 방해하기 때문에 이것은 문제가 된다.

더 긴 파장을 갖는 더 낮은 주파수들은 높은 주파수 신호들이 하는 것보다 더 긴 근접장 영역을 갖는다. 따라서, 무선 인식(RFID: Radio-Frequency Identification) 주로 사용되는 전파들은 대략 몇 미터의 근접장 영역을 갖지만, 데이터 전송속도는 아마도 수 kHz에서 몇 MHz까지의 무선 주파수에 의하여 제한된다. 따라서, RFID 시스템들은 식별자와 같이, 적은 양의 데이터를 전송하는 경향이 있다.

무선으로 비디오 또는 다른 데이터를 전송하기 위하여, 높은 데이터 전송속도를 갖는 것이 바람직하다. RFID는 낮은 주파수의 전파들에 의하여 너무 제한적이다. 출원인은 무선 주파수(RF) 전자기 방사를 사용하기보다 극고주파(EHF: Extremely High-Frequency) 전자기 방사를 사용하는 무선 통신 시스템을 개발하여 왔다. 극고주파(EHF) 방사는 30 GHz 내지 300 GHz 범위의 주파수를 갖는다. 이 너 높은 주파수는 MHz 범위에서 무선주파수(RF) 전송보다 1,000배 더 빠른 데이터 전송속도를 가능하게 한다. 그러나, 방사의 파장은 현재 RFID 시스템에 대한 것보다 훨씬 짧다.

혼 안테나(102)는 DUT 트랜시버(104)의 1 내지 2 cm 내에 배치되기에는 너무 부피가 클 수 있다. 혼 안테나(102)는 트랜스미터에 바람직하지 않은 부하 효과를 야기할 수 있고, 심지어 그 전송된 주파수를 이동시킬 수 있다. 따라서, 극고주파(EHF) 트랜시버들을 테스트하는 것은 문제가 된다. DUT 트랜시버(104)에서 사용되는 것과 같은 작은 IC에 의하여 발생되는 안테나로부터 전송될 수 있는 에너지의 양이 너무 적어서, 일반적인 리시버는 20 mm보다 큰 거리에서 전송된 신호를 적절하게 잡아낼 수 없다.

테스트 시스템에서 바람직한 것은 전자기 방사를 수집하고 추적하는 것이다. 테스트 설비 외부에 위치로 피시험 장치(DUT)로부터 그리고 피시험 장치(DUT)로 방사를 향하게 할 수 있는 테스트 설비가 바람직하다. 전송되는 안테나의 수 센티미터 내에서만 오로지 추척 할 수 있는 적은 양의 방사를 수집할 수 있는 테스트 방법이 바람직하다. 트랜스미터로부터 방출되는 적은 양의 방사를 수집하는 저가의 방법이 바람직하다. 또한, 자동검사장비(ATE)에 부가될 수 있는 극고주파(EHF) 근접장 방사 수집기가 바람직하다.

도 1은 트랜시버로부터 방출된 전자기 방사를 테스트하기 위해 자동검사장비(ATE)에 연결된 혼 안테나(horn antenna)를 나타낸다.
도 2는 테스트 환경에 있는 방사 챔버를 나타낸다.
도 3은 DUT 트랜시버로부터 방출된 근접 전자기 방사를 캡쳐하는 플라스틱 도파관을 구비한 테스트 시스템을 나타낸다.
도 4는 DUT 트랜시버로부터 아래로 방출된 근접 전자기 방사를 캡쳐하는 플라스틱 도파관을 구비한 테스트 시스템을 나타낸다.
도 5는 DUT 트랜시버로부터 측면 방향으로 방출된 근접 전자기 방사를 캡쳐하는 플라스틱 도파관을 구비한 테스트 시스템을 나타낸다.
도 6은 DUT 트랜시버를 테스트하기 위한 테스트 설비의 3차원 사시도이다.
도 7a 및 도 7b는 DUT 트랜시버로부터 위쪽을 향하는 근접 방사를 캡쳐하기 위한 테스트 설비에 슬롯(slot)들을 절단하여 나타낸 것이다.
도 8a 및 도 8b는 DUT 트랜시버로부터 아래를 향하는 근접 방사를 캡쳐하기 위한 테스트 설비에 슬롯들을 절단하여 나타낸 것이다.
도 9는 다중 트랜스미터 DUT로부터 근접 방출을 캡쳐하기 위한 평행형 테스트 설비를 나타낸다.
도 10은 다중 DUT 트랜시버들로부터 근접 방출을 캡쳐하기 위한 평행형 테스트 설비를 나타낸다.
도 11은 다중 DUT 트랜시버들로부터 근접 방출을 캡쳐하고 안테나 혼으로 캡쳐된 방출을 합하기 위한 평행형 테스트 설비를 나타낸다.
도 12는 혼 안테나로 캡쳐된 방사를 공간상으로 다중 송신하는 안테나 혼 어레이를 도시한다.
도 13a 및 도 13b는 테스트 설비에서 주기적 근접 디렉터들(directors)을 나타낸다.

본 발명은 근접 테스트의 개선에 관한 것이다. 다음의 상세한 설명은 당업자가 특정 적용과 그 필요사항들의 내용으로 제시된 바와 같이 본 발명을 만들고 사용할 수 있게 하도록 제시된 것이다. 바람직한 실시예에 대한 다양한 변경이 당업자들에게는 명백할 것이고, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 다른 실시예들에도 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 도시되고 설명된 특정 실시예에 제한되는 것을 의도한 것이 아니나, 여기에 설명된 신규한 특징들과 원리들과 함께 가장 넓은 범위에 부합된다.

발명자들은 플라스틱 도파관이 근접장 포락선 내로부터 극고주파(EHF) 전자기 방사를 캡쳐하고 추적기 또는 리시버로 방사를 전달하는 데에 사용될 수 있다는 것을 깨달았다. (유전 상수가 2.0 또는 그 이상으로) 상대적으로 높은 유전율과 극고주파(EHF) 대역에서 낮은 손실 특성들을 갖는 플라스틱 물질이 파장들이 공기를 통하는 것보다 더 긴 거리로 전달되도록 선택될 수 있다. 저밀도 폴리에틸렌(LDPE: Low-Density Polyethylene)과 같은 플라스틱 물질들은 이러한 특징들을 갖는다. 상기 플라스틱 도파관들의 벽들은, 상기 플라스틱 물질로 다시 상기 극고주파(EHF)들을 반사시키도록, 증착과 같은 방법으로, 알루미늄 또는 다른 금속으로 코팅될 수 있다. 또한, 상기 플라스틱은 폼(foam)과 같이 저 유전 상수 물질로 둘러싸여 있을 수 있다. 상기 도파관의 플라스틱 물질은 유연성을 갖고, 극고주파(EHF) 방사를 전달하는 케이블로서 역할을 하게 할 수 있다.

테스트는 0.1 mm 내지 2 cm 사이와 같이, 근접하여 보통 위치하는 트랜스미터들과 리시버들에 대하여 가능하다. 근접 통신(Close-proximity communication)은 공기를 통하여 전송되는 경우, 서로에 대해 0.1 mm 내지 2 cm 사이에 위치한 수신 및 전송 안테나들을 구비한다. 0.1 mm 내지 2 cm 범위의 이 거리는, 전자기 렌즈 플라스틱, 분산 물질(dissipative materials) 및 반사 물질들과 같은 외부 요소들로 변경될 수 있다.

도 3은 DUT 트랜시버로부터 방출된 근접 전자기 방사를 캡쳐하는 플라스틱 도파관을 구비한 테스트 시스템을 도시한다. DUT 트랜시버(10)는 극고주파(EHF) 신호들로 구동되고 전자기 방사를 방사하는 안테나(12)를 포함한다. 상기 전자기 방사는 상기 안테나(12)로부터 근접 방사의 포락선(14)을 형성하면서 지향성 및/또는 편파성(polarized)을 가질 수 있다. 예를 들면, 안테나(12)는 방출을 상기 플라스틱 도파관으로 위로 향하게 한다.

소켓 플런저(24)는 DUT 트랜시버(10) 상의 콘택 핀(16)들이 소켓 베이스(22) 상의 콘택 핀들과 맞춰지도록 DUT 트랜시버(10)가 소켓 베이스(22)에 눌러진 상태로 유지되도록 DUT 트랜시버(10)를 아래로 누른다. 자동검사장비(ATE)(28) 또는 또 다른 테스트 장비 또는 테스트 제어기에 의해 발생된 전기 신호들은 인터페이스 보드(20)와 콘택 핀(16)들을 통하여 DUT 트랜시버(10)를 구동시킨다. 활성화되는 경우, DUT 트랜시버(10)는 극고주파(EHF) 전자기 방사를 발생시키도록 안테나(12)를 통과하여 지나가는 극고주파(EHF) 대역의 전기 신호들을 발생시킨다. 소켓 플런저(24) 또는 소켓 베이스(22)는 DUT 트랜시버(10)에 의해 발생된 전자기 방사를 차단, 약화, 송신 또는 변환할 수 있다. 방사는 소켓 플런저(24) 또는 소켓 베이스(22)에 클램프, 스프링 및 스크류들과 같은 금속 부품에 의해 차단되거나 통제될 수 있다.

슬롯(26)이 플라스틱 도파관(40)의 일 단이 슬롯(26)으로 삽입될 수 있는 크기로 절단되거나, 천공되거나, 다른 방법으로 소켓 플런저(24)에 형성된다. 이상적으로는, 슬롯(26)은 상기 슬롯(26)으로 삽입된 플라스틱 도파관(40)의 일 단이 포락선(14) 내에 있고, 안테나(12)와 마주하도록 DUT 트랜시버(10)에 안테나(12)의 바로 위로 정렬되어 배치된다. 근접 방출은 포락선(14) 내에 대부분 있기 때문에, 이러한 근접 방출들의 일부는 플라스틱 도파관(40)의 단부에 의해 캡쳐된다. 극고주파(EHF) 전자기 방사파(44)는 플라스틱 도파관(40)을 통하여 이동한다. 플라스틱 도파관(40)은 플라스틱 도파관(40)이 배치되는 어떠한 곳으로든지 극고주파(EHF) 전자기 방사파가 향하게 하도록, 구부러질 수 있도록 유연성을 가질 수 있다. 비록 일부 신호 약화가 발생할지라도, 플라스틱 도파관(40)의 금속 벽들은 플라스틱 도파관(40) 내의 전자기 방사를 포함한다.

플라스틱 도파관(40)에서 플라스틱 물질의 상대적인 유전율(Er)이 공기보다 더 크기 때문에, 전자기 방사는 플라스틱 도파관(40)을 따라서 더 집중된다. 집중된 방사는 플라스틱 도파관에 의하여 안내되어, 방사가 공기 중을 통하는 것보다 플라스틱 도파관(40)을 따라서 더 먼 거리로 이동할 수 있게 한다. 예를 들면, 극고주파(EHF) 방사가 더 집중될 수 있도록, 4의 상대 유전율을 갖는 플라스틱 물질이 플라스틱 도파관(40)에 대하여 선택될 수 있다. 플라스틱 도파관(40)의 금속 벽들은, 더 긴 거리의 이동을 가능하게 하는 집중된 방사를 포함한다.

플라스틱 도파관(40)의 길이는, 오직 2 cm가 될 수 있는 근접 포락선(14)과 비교하면, 수 미터가 될 수 있다. 따라서 플라스틱 도파관(40)은 근접 전자기 방사가 근접 포락선보다 더 멀리 이동될 수 있게 한다. 이 결과는 방사 디렉터가, 상대적으로 더 길고 부피가 클 수 있는, DUT 트랜시버(10), 소켓 베이스(22) 및 소켓 플런저(24)로부터 상대적으로 멀리 배치될 수 있게 한다.

플라스틱 도파관(40)의 다른 단부는 양호한 것으로 알려진(known-good) 트랜시버(30) 내에 수신 안테나(32) 상으로 향하게 된다. 양호한 것으로 알려진 트랜시버(30)는 가동되는 것 또는 "양호(good)"인 것으로 알려진 테스트를 통과한 DUT 트랜시버(10)의 예로 "골드(gold)"가 있을 수 있다. 인터페이스 보드(34)는 양호으로 알려진 트랜시버(30)를 자동검사장비(ATE)(28)에 연결한다. 전자기 방사파(44)가 플라스틱 도파관(40)을 따라서 이동하고, 수신 안테나(32) 상으로 향하는 경우, 전자기 신호들이 양호한 것으로 알려진 트랜시버(30)에 의하여 자동검사장비(ATE)(28)로 전송되고, 증폭되며, 출력되는 수신 안테나(32) 상에 추적된다. 자동검사장비(ATE)(28)는 예상되는 데이터 패턴과 또는 DUT 트랜시버(10)가 전송하도록 지시한 데이터 패턴과 양호한 것으로 알려진 트랜시버(30)로부터의 출력 신호들을 비교할 수 있다. 데이터 불일치는 DUT 트랜시버(10)의 '결함(faulty)'을 나타내는 반면, 양호한 것으로 알려진 트랜시버(30)와 일치한 데이터는 DUT 트랜시버(10)의 '양호(good)'를 나타낸다.

플라스틱 도파관(40)의 단부는 클램프, 슬롯, 또는 다른 설치물들에 의하여 수신 안테나(32)에 대하여 그 자리에 유지될 수 있다. DUT 트랜시버(10)의 무리를 테스트 하는 동안, 양호한 것으로 알려진 트랜시버(30)는 재배치되지 않으나, 테스트된 DUT 트랜시버(10)는 '양호(good) 용기' 또는 '불량(bad) 용기' 중 하나에 저장되면서, DUT 트랜시버(10)는 각각의 테스트 과정 뒤에 재배치된다.

도 4는 DUT 트랜시버로부터 아래로 방출된 근접 전자기 방사를 캡쳐하는 플라스틱 도파관을 구비한 테스트 시스템을 나타낸다. DUT 트랜시버(10)는, 극고주파(EHF) 신호로 구동되고 전자기 방사를 방사하는 안테나(12)를 포함한다. 상기 방사는 안테나(12)로부터 근접 방사의 포락선(14)을 형성하는 지향성 및/또는 편파성을 가질 수 있다. 이 예의 경우, 안테나(12)는 도 3의 예에서와 같이 위쪽 방향보다는 아래 방향으로 방출한다.

포락선(14)이 도 4의 예에서 DUT 트랜시버(10)로부터 아래 방향을 향하게 되기 때문에, 슬롯(46)이 소켓 플런저(24) 보다는 소켓 베이스(22)에 형성된다. 안테나(12)로부터 방출된 전자기 방사는 콘택 핀(16)들 둘레를 지나 플라스틱 도파관(40)의 단부로 갈 수 있다.

비록 플라스틱 도파관(40)은 유연성을 가질 수 있으나, 슬롯(46)에서와 같이 90도로 구부러지게 할 수는 없다. 플라스틱 도파관(40)은, 그 단부가 DUT 트랜시버(10) 아래의 슬롯(46)의 수직 부분에 도달할 때까지, 슬롯(46)의 수평 부분으로 힘이 가해질 수 있다. 슬롯(46)으로 삽입된 플라스틱 도파관(40)의 단부는, 슬롯(46)의 수직 부분으로 방출되는 안테나(12)로부터의 전자기 방사가 플라스틱 도파관(40)으로 들어갈 수 있도록, 금속으로 입혀지지 않을 수 있고, 또는 그 금속 부분이 제거되게 할 수 있다. 캡쳐된 방사는, 플라스틱 도파관(40)의 플라스틱과 같은, 더 높은 상대 유전률의 영역을 따라가게 되고, 금속으로 입혀진 플라스틱 도파관(40)의 외부 벽들과 같은 전도성 표면들에 반사된다.

슬롯(46)의 수직 및 수평 부분들은, 안테나(12)로부터 수직 아래 방향으로 이동하는 방사를 수평 슬롯(46)으로 그리고 플라스틱 도파관(40)으로 90도까지 반사되도록, 금속으로 입혀지는 경사면으로 연결될 수 있다. 일부 적용 예에 있어서, 방사는 경사면 코너를 사용하지 않고 수평 및 수직 부분들 사이에 만곡부(bend)를 따라갈 수 있다.

플라스틱 도파관(40)으로부터 수집된 방사는 양호한 것으로 알려진 트랜시버(30)의 수신 안테나(32) 상으로 향하여진다. 자동검사장비(ATE)(28)는 그러면 양호한 것으로 알려진 트랜시버(30)로부터의 수신된 데이터와 DUT 트랜시버(10)에 의해 전송된 데이터를 비교한다.

도 5는 DUT 트랜시버로부터 측 방향으로 방출된 근접 전자기 방사를 캡쳐하는 플라스틱 도파관을 구비한 테스트 시스템을 나타낸다. DUT 트랜시버(10)는 극고주파(EHF) 신호로 구동되는 안테나(12)를 포함한다. 이 예에서, 안테나(12)는 도 3의 예에 도시된 것과 같은 위쪽보다는 DUT 트랜시버(10)의 측면 방향으로 수평적으로 방출한다.

슬롯(48)은 소켓 베이스(22)에 구멍을 천공함에 의하는 것과 같이, 소켓 베이스(22)의 측면을 절단 또는 이에 형성된다. 전자기 방사는 DUT 트랜시버(10)의 측면으로 안테나(12)에 의하여 방출되어, 포락선(14)이 수직 방향보다는 주로 수평 방향을 갖게 한다. 그러면, 슬롯(48)에 삽입된 플라스틱 도파관(40)은 포락선(14) 내에 있고, 따라서 측면-방향을 향하는 안테나(12)로부터 방출된 근접 방사를 캡쳐한다. 일단 캡쳐되면, 전자기 방사파(44)는, 양호한 것으로 알려진 트랜시버(30)에 수신 안테나(32) 상으로 향할 때까지 플라스틱 도파관(40)을 따라서 이동한다.

도 6은 DUT 트랜시버를 테스트하기 위한 테스트 설비의 3차원 사시도이다. 소켓 플런저(24)는 올려지거나 낮춰짐 의하는 것, 또는 힌지에 대하여 회전시키는 것과 같은 방식으로, 개폐가 가능하며, DUT 공동(90)에 대한 접근이 가능하게 한다. DUT 트랜시버(10)(미도시)는 소켓 플런저(24)가 열리는 경우, DUT 공동(90)에 배치된다. 그러면, 소켓 플런저(24)는, 콘택 핀(16)들이 DUT 공동(90) 내부의 콘택 패드들과 맞춰지도록, DUT 트랜시버(10)를 DUT 공동(90)으로 누르도록 소켓 베이스(22) 상에 낮춰진다. 일단 테스트가 완료되면, 소켓 플런저(24)는 다시 개방되고, DUT 트랜시버(10)가 제거되게 하고 또 다른 DUT 트랜시버(10)가 테스트를 위하여 DUT 공동(90)으로 배치되게 한다.

도 7a 및 도 7b는 DUT 트랜시버로부터 위쪽-방향으로의 근접 방사를 캡쳐하도록 테스트 설비에 절단 형성된 슬롯들을 나타낸다. 도 7a에서, 플라스틱 도파관(40)의 일 단은 소켓 플런저(24)의 슬롯(26)으로 삽입된다. 도 7b에서, 슬롯(26) 내의 플라스틱 도파관(40)은 소켓 플런저(24)와 소켓 베이스(22) 사이에 DUT 공동(90)에서 DUT 트랜시버(10)(미도시)로부터 전자기 방사를 모은다.

도 8a 및 도 8b는 DUT 트랜시버로부터 아래-방향으로의 근접 방사를 캡쳐하도록 테스트 설비에 절단 형성된 슬롯들을 도시한다. 도 8a에서, 플라스틱 도파관(40)의 일 단부는 소켓 베이스(22)의 슬롯(46)으로 삽입된다. 도 8b에서, 슬롯(46)에 플라스틱 도파관(40)은 소켓 플런저(24)와 소켓 베이스(22) 사이의 DUT 공동(90)에서 DUT 트랜시버(10)(미도시)로부터 전자기 방사를 모은다.

도 9는 다중-트랜스미터 피시험 장치(DUT)로부터 근접 방출들을 캡쳐하기 위한 평행형 테스트 설비를 도시한다. 다중-트랜스미터 DUT(62)는 4개의 트랜시버(60)들을 포함하고, 각각은 극고주파(EHF) 전자기 방사의 포락선(14)을 발생시키는 안테나(미도시)를 구비한다. 인터페이스 보드(20)는 자동검사장비(ATE)(28)로부터 4개의 트랜시버(60)들이 방사의 방출을 활성화하도록 다중-트랜스미터 DUT(62)에 전기적 신호를 보낸다.

4개의 플라스틱 도파관(40)들이 제공되고, 각각은 4개의 트랜시버(60)들 중 하나에 의해서 형성되는 포락선(14) 내부에 단부를 구비한다. 4개의 플라스틱 도파관(40)들의 다른 단부들은 어댑터(66)에 의하여 함께 합쳐진다. 어댑터(66)는 WR-15 도파관-동축 케이블(waveguide-to-coax) 컨버터일 수 있고, 또는 다른 유사한 컨버터일 수 있으며, 전자기 방사파들을 자동검사장비(ATE)(28)에 적용되는 전기적 신호들로 변환한다. 4개의 플라스틱 도파관(40)들은 어댑터(66)에 의하여 함께 합쳐질 수 있고, 또는 어댑터(66)에 입력되기 전에 합쳐질 수 있다. 4개의 트랜시버(60)들 중 하나는, 모아 진 방사는 합쳐지고 어댑터(66)에 의하여 평가되도록, 동시에 자동검사장비(ATE)(28)에 의하여 활성화될 수 있다. 자동검사장비(ATE)(28)는 60-GHz 동축 케이블 자동검사장비(ATE)일 수 있고, 또는 도파관-기반 전송-수신(waveguide-based transmit-receive) 테스트 시스템일 수 있다.

도 10은 다중 DUT 트랜시버들로부터 근접 방출을 캡쳐하기 위한 평행형 테스트 설비를 도시한다. 인터페이스 보드(70)는 자동검사장비(ATE)(28)로부터의 신호들을 테스트하기 위한 DUT 트랜시버(64)들을 각각 보유할 수 있는 8개의 테스트 소켓(68)들을 포함한다. 각각의 DUT 트랜시버(64)는 근접 극고주파(EHF) 전자기 방사의 포락선(14)을 발생시키는 안테나(미도시)를 구비한다. 인터페이스 보드(70)는 트랜시버들이 방사를 방출하도록 활성화하도록 자동검사장비(ATE)(28)들로부터 DUT 트랜시버(64)들로 전기적 신호들을 보낸다.

8개의 플라스틱 도파관(40)들이 제공되며, 각각은 8개의 DUT 트랜시버(64)들 중 하나에 의해 생성된 포락선(14) 내부에 단부를 구비한다. 8개의 플라스틱 도파관(40)들의 다른 단부들은 어댑터(66)에 의해 함께 합쳐지거나, 어댑터(66) 전에 합쳐진다. 어댑터(66)는 WR-15 도파관-동축 케이블 컨버터, 또는 다른 유사한 컨버터 일 수 있고, 전자기 방사를 자동검사장비(ATE)(28)에 적용되는 전기적 신호들로 변환한다.

8개의 DUT 트랜시버(64)들 중 하나는 한 번에 자동검사장비(ATE)(28)에 의해, 모인 방사를 합치고 어댑터(66)에 의해 평가하도록, 활성화된다. 자동검사장비(ATE)(28)는 60-GHz 동축 케이블 자동검사장비(ATE) 또는 도파관-기반 전송-수신 테스트 시스템일 수 있다.

도 11은 다중 DUT 트랜시버들로부터 근접 방출을 캡쳐하고 안테나 혼으로 캡쳐된 방출을 합치기 위한 평행형 테스트 설비를 나타낸다. 인터페이스 보드(70)는 자동검사장비(ATE)(28)로부터 신호들로 테스트하기 위해 DUT 트랜시버(64)들을 각각 유지할 수 있는 8개의 테스트 소켓(68)들을 포함한다. 각각의 DUT 트랜시버(64)는 근접 극고주파(EHF) 전자기 방사의 포락선(14)을 발생시키는 안테나(미도시)를 구비한다. 인터페이스 보드(70)는 자동검사장비(ATE)(28)로부터 방사를 방출하도록 트랜시버를 활성화하도록 DUT 트랜시버(64)들로 전기적 신호를 보낸다.

8개의 플라스틱 도파관(40)들이 제공되고, 각각은 8개의 DUT 트랜시버(64)들 중 하나에 의해 생성된 포락선(14)의 내부에 단부를 구비한다. 8개의 플라스틱 도파관(40)들의 다른 단부는 혼(76)의 어레이로 안테나 혼(74)들에 각각 적용된다. 각각의 안테나 혼(74)은 혼의 작은 단부에서 플라스틱 도파관(40)으로부터 캡쳐된 방사를 받아들이고, 안테나 혼(74)의 나팔 모양 또는 큰 단부에서 캡쳐된 방사를 방출한다. 8개의 안테나 혼(74)들로부터 방출된 방사는 혼 안테나(72)에 의하여 수집되고, 상기 혼 안테나는 안테나 혼(74)의 나팔 모양의 개구들과 마주하는 그 나팔 모양의 개구를 구비한다. 따라서, 방사는 혼 안테나(72)의 개구와 마주하는 8개의 안테나 혼(74)들에 의해 공간상으로 다중화된다.

8개의 DUT 트랜시버(64)들 중 하나는, 모아진 방사를 합치고 혼 안테나(72)에 의하여 평가되도록, 동시에(at a time) 자동검사장비(ATE)(28)에 의하여 활성화된다. 도파관-동축 케이블 어댑터(미도시)가 자동검사장비(ATE)(28)에 전기 신호를 제공하도록 혼 안테나(72) 다음에 배치될 수 있다. 자동검사장비(ATE)(28)는 60-GHz 동축 케이블 자동검사장비(ATE) 또는 도파관-기반 전송-수신 테스트 시스템일 수 있다.

도 12는 혼 안테나로 방사가 공간상으로 다중화되어 캡쳐되는 안테나의 어레이를 도시한다. 안테나 혼(74)은 다층 인쇄회로기판(PCB) 처리 공정에 의해 형성되는 금속이 입혀진 외부 표면의 형상을 가질 수 있다. 각각의 안테나 혼(74)의 배면은 DUT 트랜시버(64)들로부터 가장 먼 플라스틱 도파관(40)의 단부에 연결된다. 플라스틱 도파관(40)으로부터 모아진 방사는 안테나 혼(74)에 의해 방출되어 혼 안테나(72)의 큰 열린 입구로 들어간다. 따라서, 8개의 플라스틱 도파관(40)들로부터의 방사는 혼 안테나(72)에 의하여 합쳐진다.

도 13a 및 도 13b는 테스트 설비에서 주기적인 근접 디렉터(director)들을 도시한다. 금속 마이크로-스트립들(micro- strips)(88)이 인터페이스 보드(20)의 표면에 또는 근처에 형성된다. 이러한 금속 마이크로-스트립들(88)은 야기(Yagi) 디렉터들로서 작동한다.

금속 마이크로-스트립들(88)은 서로 평행하게 배치되고, DUT 트랜시버(10)에서 안테나(12)로부터 방출되는 전자기 방사파(44)들의 반송파의 파장의 분절(fraction)의 간격으로 이격되어 있다. 60 GHz에 대하여, 금속 마이크로-스트립(88)들은 1.25 mm의 간격을 가질 수 있다. 도 13a 및 도 13b에 도시된 것보다 더 다양한 금속 마이크로-스트립들(88)이 있을 수 있다.

소켓 베이스(22)에서는 슬롯이 필요 없다. 포락선(14)은 금속 마이크로-스트립(88)들 중 첫 번째에 도달하고, 그러면 금속 마이크로-스트립들(88)의 어레이를 따라서 방출된 전자기파(44)를 전송한다. 반사된 전자기파(45)는 그러면, 인터페이스 보드(20) 상에 소켓(84)에 유지되는 양호한 것으로 알려진 트랜시버(30)에 안테나(32)에서 수신하도록 금속 마이크로-스트립들(88) 중 마지막으로부터 보내어진다. 자동검사장비(ATE)(28)는 인터페이스 보드(20)를 통하여 DUT 트랜시버(10)와 양호한 것으로 알려진 트랜시버(30)에 모두 연결될 수 있다.

금속 마이크로-스트립들(88)은 전자기 방사파(44)들의 전파 방향에 수직하게 배치된다. 상기 방사파(44)들은 포락선(14)의 1 내지 2 cm보다 더 큰 거리를 이동할 수 있다. 플라스틱 도파관(40)들의 기능은 금속 마이크로-스트립들(88)에 의하여 수행되며, 따라서 이 실시예에서는 플라스틱 도파관(40)이 필요하지 않다.

대안 실시예들

몇몇의 다른 실시예들이 발명자들에 의해 고려되었다. 예를 들면, DUT 트랜시버(10)는 같은 실리콘 또는 갈륨-비소(Gallium-Arsenide) 또는 다른 반도체 기판상에 트랜시버 회로로서 집적된 안테나, 또는 그렇지 않으면 트랜시버 회로로서 같은 패키지 내부에 또는 외부에 위치한 안테나를 구비할 수 있다. 하나 이상의 트랜시버가 같은 반도체 기판상에 집적될 수 있다. 안테나는, 위로 또는 수평으로와 같이, 특정 방향으로 전자기 방사가 향하게 하도록, 그 근처에 금속 반사체를 구비할 수 있다. 위로, 아래로, 수평으로, 수직으로 등의 용어들은 상대적인 용어로, 관찰자의 기준 프레임으로 또는 이에 따라서 바뀔 수 있다.

DUT 트랜시버들이 설명되는 반면, DUT는 리시버가 없는 트랜스미터일 수 있고, 또는 영구적으로 또는 일시적으로 사용 불능인 수신 기능을 갖는 트랜시버일 수 있다. 마찬가지로, 양호한 것으로 알려진 리시버는 사용 불능인 그 트랜스미터를 구비한 트랜시버일 수 있다. 도 3 내지 도 5의 예들에서, 양호한 것으로 알려진 트랜시버(30)는 상부-방향의 수신 안테나(32)와 함께 도시되어 있고, 이는 도 4 및 도 5의 DUT 트랜시버(10)들의 안테나의 방향과 일치하지 않는다. 하부 또는 측면 안테나가 이러한 유형의 장치들의 테스트의 경우 도 5 및 도 6에 예들에서 양호한 것으로 알려진 트랜시버(30)에서 수신 안테나(32)를 대신할 수 있고, 또는 비-일치 양호한 것으로 알려진 트랜시버(30)가 도시된 바와 같이 사용될 수 있다. 다양한 종류의 방사 추적기가 양호한 것으로 알려진 트랜시버(30)를 대신할 수 있고, 비록 테스트-프로그램 개발을 용이하게 하기 위해서 바람직할 수 있을지라도, 추적기는 DUT 트랜시버(10)에서와 정확하게 같은 유형의 장치일 필요는 없다.

콘택 핀(16)들은 DUT 트랜시버(10)에 대하여 설명되었으나, 핀, 결합 패드, 볼, 또는 에지 커넥터들과 같은 다른 상호 접속부들이 사용될 수 있고, 이것들은 그리드, 라인, 경계선(perimeter) 또는 다른 배치로 배치될 수 있다. 소켓 플런저(24)는 소켓 베이스(22)에 DUT 트랜시버(10)를 고정시키도록 스프링, 클립, 클램프, 또는 다른 부품들을 사용할 수 있다. 소켓 플런저(24)는 로봇 시스템의 일부가 될 수 있다. 소켓 플런저(24)가 오픈된 경우 DUT 트랜시버(10)가 위치로 배치될 수 있고, 그리고 나서 소켓 플런저(24)는 테스트를 위해 닫힌다. 로봇 암이 DUT 트랜시버(10)를 이동시키고, 배치하고, 삽입하고, 그리고 제거할 수 있다. 소켓 베이스(22)와 소켓 플런저(24)의 많은 물리적 구조들이 가능하다. 다중 DUT 트랜시버(10)들이 평행형 테스트를 위하여 다중-소켓 고정물에 배치될 수 있다.

일부 실시예들에서 소켓 플런저(24)를 제거할 수 있다. 대신에, 로봇 암은 DUT 트랜시버(10)를 DUT 공동(90)으로 배치할 수 있고, 소켓 베이스(22)는, DUT 트랜시버(10) 아래로 누르는 소켓 플런저(24)에 대한 필요가 없이, 테스트를 위한 장소에 DUT 트랜시버(10)를 고정시키도록 그 자체의 클램프, 레버, 또는 다른 부품을 구비할 수 있다. 그 자리에 DUT 트랜시버(10)를 유지하는 소켓 플런저(24)의 기능은 따라서 소켓 베이스(22)에 의하여 달성될 수 있고, 소켓 베이스(22)는 같은 소켓 고정물에 소켓 베이스(22) 및 소켓 플런저(24)를 통합하는 것으로 생각될 수 있다.

고온 테스트가 소켓 플런저(24) 또는 소켓 베이스(22)에 가열 부품을 부가함으로써 지원될 수 있다. 차가운 또는 뜨거운 공기의 강한 바람이 테스트 설비 상에 불어질 수 있고, 또는 전체 테스트 설비는 온도-제어식 챔버에 배치될 수 있다.

슬롯(26, 46, 48)들은 다양한 형상과 크기를 가질 수 있다. 이러한 슬롯들로 완전히 눌러지는 플라스틱 도파관(40)을 구비하는 것보다, 플라스틱 또는 다른 물질이 슬롯(26, 46, 48)들을 충전할 수 있다. 내부의 플라스틱 도파관은 그리고 나서 외부 플라스틱 도파관(40)에 결합하는 소켓 베이스(22) 또는 소켓 플런저(24) 내에 구성될 수 있다. 극고주파(EHF) 반사 물질이 도파(wave-guiding) 특성들을 강화하기 위하여 특 슬롯(26, 46, 48)들의 벽에 배치될 수 있다. 선택적으로, 절단부 또는 홀들이, 유연성 플라스틱 도파관(40)이 포락선(14) 내로 삽입되도록, 소켓 베이스(22) 또는 소켓 플런저(24)로 천공될 수 있다.

슬롯은 둥근 단면을 갖는 홀, 사각형 단면을 갖는 사각 홀, 삼각형, 6각형 또는 다른 다각형 또는 형상을 갖는 다른 단면을 갖는 삼각, 6각 또는 다른 홀일 수 있다. 슬롯은 톱 또는 다른 절단 장치들로 만들어진 절단부일 수 있고, 또는 테스트 소켓의 제조 동안 형성될 수 있다. 테스트 소켓에서 존재하는 개구는 슬롯을 위해 사용될 수 있다. 테스트 소켓이 완전히 DUT 트랜시버(10)를 덮지 못하는 경우, 안테나는 방사를 테스트 소켓의 덮이지 않은 부분으로 향하게 하고, 플라스틱 도파관(40)은, 테스트 소켓의 덮이지 않은 부분이 미리-존재하는 접속 포트 또는 슬롯으로서 작용하기 때문에, 테스트 소켓에 슬롯을 절단함이 없이, 고정되거나, 접착되거나, 다른 방식으로 안테나(12) 위의 그 자리에 유지될 수 있다.

플라스틱 도파관(40)은, 높은 상대 유전율(유전 상수) 및 낮은 손실 탄젠트를 갖는 플라스틱의 강성의 유연성 케이블일 수 있다. 플라스틱 물질들은 주로 저렴하여, 혼 안테나들과 비교하여 테스트 장비의 가격을 낮춘다. 이러한 케이블의 길이와 단면은 60 GHz와 같이, 전자기 방사의 주파수로 조정될 수 있다. 강성 플라스틱 물질의 플라스틱 도파관(40)이 설명되었으나, 공기 또는 다른 물질로 충전된 작은 공동이 사용될 수도 있다. 플라스틱 도파관(40)은 전체적으로 같은 플라스틱 물질로 만들어질 수 있고, 또는 다양한 플라스틱 또는 다른 물질들의 영역들을 포함할 수 있다. 물질들의 불연속성은, 전자기 방사의 반사, 편향, 또는 분리와 같은 다양한 목적을 위하여 전략적으로 도입될 수 있다. 플라스틱 도파관(40)의 금속 벽들이 설명되었으나, 비-금속 벽 또는 간단한 플라스틱 표면들이 여전히 유용하게 충분한 전자기 에너지를 반사시킬 수 있다.

근접 방사 포락선(14)의 모양과 방향성들은 도시된 바와 같이 간단하다. 실제 방사 패턴은 다양한 강도, 노드, 극대점 및 극소점을 가질 수 있고, 소켓 베이스(22)와 소켓 플런저(24)의 부품들과 같은 물체들을 통하여 또는 물체들 둘레에서 만곡될 수 있고, 퍼지거나, 특이한 방법으로 좁아질 수 있다. 실제 포락선(14)들은 비대칭일 수 있고, 이상한 모양을 가질 수 있다. 포락선(14)은 다양한 장치들로 시뮬레이션되거나 측정될 수 있다.

도 9 내지 도 11에 대한 대안으로서, 양호한 것으로 알려진 트랜시버(30)(도 3)는, 어댑터(66)를 사용하기보다는, 다중 플라스틱 도파관(40)들이 함께 합쳐진 후에 배치될 수 있다. 4개 또는 9개의 양호한 것으로 알려진 트랜시버(30)들은 또한 플라스틱 도파관(40)들이 함께 합쳐지지 않은 경우에 사용될 수 있다. 어떠한 다른 수의 DUT 트랜시버(64)들이 인터페이스 보드(70)에 의해 테스트 될 수 있다. 다중 트랜스미터 DUT(62)는 8개, 2개, 16개 등과 같은 다른 수의 트랜시버들을 포함할 수 있다.

금속 마이크로-스트립들(88)은 슬롯(26), 슬롯(46), 또는 슬롯(48), 또는 플라스틱 도파관(40)과 결합 될 수 있다. 예를 들면, 슬롯(46)은 금속 마이크로-스트립들(88) 상에 더 전자기 방사를 향하게 할 수 있다. 금속 마이크로-스트립들(88)은 플라스틱 도파관(40)의 제1 단부에서 끝날 수 있고, 그리고 나서 리시버로 남아있는 거리로 전자기 방사파를 전달한다. 안테나 혼(74)들은 프린팅 공정과 같은 다양한 방법으로 제조될 수 있고, 단일 기판상에 집적되거나 분리될 수 있다.

DUT 트랜시버(10)의 전송 기능을 테스트하는 것을 설명하였으나, 수신 기능이 또한 DUT 트랜시버(10)가 여전히 소켓 베이스(22)에 있는 동안 테스트 될 수 있다. 훨씬 더 사이즈가 크고 더 강력한 트랜스미터가 자동검사장비(ATE)(28)에 의하여 활성화되어 사용될 수 있고, 소켓 플런저(24)에 침투할 수 있는 훨씬 더 큰 근접 포락선을 갖는다. 선택적으로, 제2 테스트 설비가 생성될 수 있고, 플라스틱 도파관(40)으로 트랜스미터에 대하여 양호한 것으로 알려진 장치를 사용하며, 상기 피시험 장치(DUT)는 양호한 것으로 알려진 트랜시버(30)의 제자리에 인터페이스 보드(34) 상에 배치된다. 선택적으로, 양호한 것으로 알려진 트랜시버(30)가 전송하도록 설정될 수 있고, DUT 트랜시버(10)는 수신하도록 설정되며, 전자기 방사파(44)들은 플라스틱 도파관(40)에서 역방향으로 이동한다.

많은 무선 연결 적용 제품들은 독(dock)에 무선으로 연결되는 스마트 폰 또는 태블릿과 같은 매우 작은 형태 요소를 요구한다. DUT 트랜시버(10)는 측면당 1 cm 미만일 것을 필요로 할 수 있고, 동시에 다중 트랜스미터 DUT(62)는 그 가장 긴 치수가 5 cm 미만일 것을 요구할 수 있다. 일부 적용 제품들은 DUT 트랜시버(10)가 그 최장 치수가 오로지 0.5 cm일 것을 요구할 수 있다. 트랜시버와 안테나에 대한 이러한 작은 사이즈는 심각하게 전자기 방사로서 방출될 수 있는 파워의 양을 제한한다. 따라서, 포락선(14)은 근접장 효과가 사라지기 전에 2 cm 미만과 같이 사이즈가 매우 작아진다.

본 발명의 배경기술 부분은 다른 것들로 종래기술을 언급하는 대신 본 발명의 문제 또는 실시예에 대한 배경 정보를 포함한다. 따라서, 배경기술 부분에 포함된 내용은 출원인이 종래기술로 인정한 것이 아니다.

여기에 설명된 다른 방법들 또는 공정들은 기계, 컴퓨터 또는 다른 장치에 의해 수행되는 것을 의도한 것으로 기계-수행 또는 컴퓨터-수행되며, 이러한 기계들의 도움이 없이 인간에 의해서만 수행되는 것을 의도한 것이 아니다. 발생되는 유형의 결과는 보고 또는 컴퓨터 모니터, 프로젝션 장치, 음향-발생 장치, 및 관련된 미디어 장치들과 같은 다른 기계-발생 디스플레이들을 포함할 수 있고, 또한 기계-발생된 하드카피 인쇄물을 포함할 수 있다. 다른 기계들의 컴퓨터 제어가 또 다른 유형의 결과이다.

설명된 어떠한 장점들 및 이점들은 본 발명의 모든 실시예들에 적용되지 않을 수 있다. "수단(means)"이란 단어가 청구항 요소를 언급하는 경우, 출원인은 청구항 요소가 미국특허법 35 USC 112항 단락 6에 부합되게 하는 것을 의도한 것이다. 종종 하나 이상의 단어가 "수단(means)"에 선행한다. "수단"이라는 단어에 선행하는 상기 하나 이상의 단어들은 청구항 요소들을 쉽게 참고하기 위한 목적의 라벨들이며, 구조적 제한을 전달하기 위한 것이 아니다. 이러한 기능식 청구항들은 기능을 수행하기 위한 및 구조적 등가물들을 위해 여기에 설명된 구조물들뿐만 아니라, 등가의 구조물들을 커버 하고자 의도한 것이다. 예를 들면, 비록 못과 스크류는 다른 구조를 가질지라도, 이들은 둘 다 체결 기능을 수행하기 때문에 등가의 구조물들이다. "수단"이라는 단어를 사용하지 않는 청구항들은 미국특허법 35 USC 112항 단락 6에 부합되도록 의도한 것이 아니다. 신호들은 주로 전기적 신호이나, 광섬유에 대하여 전달될 수 있는 것과 같은 광 신호일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 대한 앞선 설명들이 설명을 위한 목적으로 제공되었다. 설명된 정확한 형태를 제한하거나 남김없이 설명하기 위한 것이 아니다. 다양한 수정 및 변경이 상술한 개시의 관점에서 가능하다. 본 발명의 범위가 상세한 설명에 의해서가 아니라 첨부된 청구항들에 의해 제한되는 것을 의도한 것이다.

Claims

근접 전자기 방사를 방출하는 피시험 장치(DUT)를 테스트하기 위한 테스트 시스템으로서,
테스트 동안 상기 피시험 장치(DUT)를 유지하는 테스트 소켓;
상기 피시험 장치(DUT)가 상기 테스트 소켓에서 유지되는 경우, 상기 피시험 장치(DUT)의 전기적 콘택들과 테스트 제어기 사이에 전기적으로 연결되는, 인터페이스 보드;
상기 테스트 소켓에 형성되고, 상기 테스트 제어기에 의해 테스트 되고 상기 테스트 소켓에 유지되는 동안 상기 피시험 장치(DUT)에 의해 생성되는 전자기 방사의 포락선 내로 연장되는 개구;
상기 개구로 삽입되는 제1 단부를 구비하고, 상기 제1 단부는 테스트 동안 상기 피시험 장치(DUT)에 의해 방출된 전자기 방사를 수용하도록 배치되는 플라스틱 도파관; 및
상기 플라스틱 도파관의 제2 단부 근처에 배치된 수신 안테나를 포함하고,
테스트 동안 상기 피시험 장치(DUT)에 의해 방출된 전자기 방사는 상기 플라스틱 도파관에 의해 전달되어 상기 수신 안테나로 향하며,
상기 수신 안테나는 물리적으로 상기 포락선의 외측에 위치하며,
상기 수신 안테나는 테스트 동안 상기 피시험 장치(DUT)에 의해 방출되며 상기 플라스틱 도파관에 의하여 전달된 전자기 방사를 수용하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 피시험 장치(DUT)는, 테스트 제어기의 테스트 루틴을 지나갈 수 있는 경우, 상기 포락선 내에 배치된 수신 안테나에 의해 신뢰성 있게 수용되도록 충분한 방사 파워를 갖지만, 상기 포락선의 외부에 배치된 수신 안테나에 의해 신뢰성 있게 수용되기에는 충분하지 않은 방사 파워를 갖는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 포락선은 그 최장 치수가 2 cm 미만이고;
상기 피시험 장치(DUT)는 5 cm 미만의 최장 치수를 갖고;
상기 피시험 장치(DUT)에 안테나는 1 cm 미만의 최장 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 피시험 장치(DUT)는 30 GHz 내지 300 GHz 영역의 극고주파(EHF)에서 작동하며;
상기 피시험 장치(DUT)로부터 방출된 전자기 방사는 30 GHz 내지 300 GHz 사이의 주파수를 갖는 극고주파(EHF) 방사이며,
상기 피시험 장치(DUT)는 극고주파(EHF) 트랜스미터인 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 개구는 상기 테스트 소켓에 절단된 슬롯이고,
상기 슬롯은 상기 플라스틱 도파관을 수용하는 크기를 갖고,
상기 플라스틱 도파관의 제1 단부는 상기 포락선 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 피시험 장치(DUT)는 상부 방향으로 방사하는 안테나를 구비하고,
상기 포락선은 상기 피시험 장치(DUT) 위에 있으며,
상기 플라스틱 도파관의 제1 단부는 상기 피시험 장치(DUT)에서 상기 안테나 위에 배치되고, 상기 피시험 장치(DUT)의 테스트 동안 상기 안테나에 의해 방출되는 전자기 방사를 수용하도록 상기 피시험 장치(DUT)와 마주하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 테스트 소켓은,
상기 인터페이스 보드에 연결된 소켓 베이스와,
테스트 동안에 상기 피시험 장치(DUT)를 수용하기 위해 상기 소켓 베이스에 형성된 DUT 공동과,
상기 소켓 베이스 위에 위치하며, 테스트 동안 상기 DUT 공동으로 상기 피시험 장치(DUT)를 누르는, 소켓 플런저를 더 포함하고,
상기 개구는, 상기 피시험 장치(DUT)가 상부 방향으로 방사하는 안테나를 구비하고 상기 포락선이 상기 소켓 플런저로 연장되는 경우, 상기 소켓 플런저에 형성되고,
상기 개구는, 상기 피시험 장치(DUT)가 아래 방향으로 방사하는 안테나를 구비하고 상기 포락선이 상기 소켓 베이스로 연장되는 경우, 상기 소켓 베이스에 형성되는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 개구는, 상기 피시험 장치(DUT)가 수평 방향으로 방사하는 안테나를 구비하고 상기 포락선은 상기 소켓 베이스의 측면으로 연장되는 경우, 상기 소켓 베이스의 측면에 수평으로 형성되는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제 2 항에 있어서,
트랜시버를 더 포함하고,
상기 수신 안테나는 상기 트랜시버에 있고,
상기 플라스틱 도파관은 상기 트랜시버에 상기 수신 안테나로 상기 피시험 장치(DUT)에 의하여 방출된 전자기 방사 방향으로 향하며,
상기 테스트 제어기는 기설정된 데이터 패턴과 상기 트랜시버에 의해 수신된 데이터들을 비교하고, 상기 테스트 제어기는 수신된 데이터와 기설정된 데이터 패턴이 일치하지 않은 경우 상기 피시험 장치(DUT)를 '불량(bad)'으로 표시하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 트랜시버는 실수요자 시스템에서 상기 피시험 장치(DUT)와 병행되기 위한 타입의 장치인, 양호한 것으로 알려진 트랜시버를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 피시험 장치(DUT)는 EHF 트랜시버 집적 회로(IC)와 상기 EHF 트랜시버 집적회로(IC)에 의해 구동되는 안테나를 포함하는 모듈인 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 피시험 장치(DUT)는 EHF 트랜시버 회로에 의해 구동되는 안테나와 함께 동일한 반도체 기판에 집적되는 EHF 트랜시버 회로를 포함하는 집적 회로(IC)인 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 피시험 장치(DUT)는 다중 안테나들을 구비한 다중 트랜시버 집적 회로(ICs)들과, 복수의 플라스틱 도파관을 포함하는 모듈이고,
여기서, 각각의 안테나는 상기 다중 트랜시버 집적 회로(ICs)들 중 하나에 대하여 포락선을 형성하고,
각각의 플라스틱 도파관은 상기 피시험 장치(DUT)의 다중 안테나들 중 다른 하나의 포락선에 위치한 제1 단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제 13 항에 잇어서,
상기 복수의 플라스틱 도파관들의 제2 단부를 수용하는 어댑터를 더 포함하고, 상기 어댑터는 리시버로 수용하기 위해 상기 복수의 플라스틱 도파관들에 의해 전달된 전자기 방사를 합치는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제 13 항에 있어서,
상기 플라스틱 도파관은 금속이 입혀진 외부 벽들을 구비하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
테스트 되는 복수의 트랜스미터 장치들, 복수의 플라스틱 도파관들, 각각의 플라스틱 도파관의 제2 단부, 및 테스터를 포함하고,
각각의 트랜스미터 장치는 각각 30 GHz 이상의 반송파에 인코드 된 데이터로 안테나를 구동시키며, 각각의 안테나는 상기 반송파에 의해 구동되는 전자기 방사의 포락선을 발생시키고, 여기서, 리시버는 상기 포락선의 외부에 위치하는 경우 인코드 된 데이터를 신뢰성 있게 수용할 수 없도록 형성된, 테스트 되는 복수의 트랜스미터 장치들;
각각의 플라스틱 도파관은 상기 복수의 트랜스미터 장치들 중 다른 하나의 포락선에 위치한 제1 단부를 구비하고, 상기 제1 단부는 상기 포락선 내로부터 전자기 방사를 수집하고, 여기서, 각각의 플라스틱 도파관은 30 GHz 신호에 대하여 2 이상의 유전율을 갖는 플라스틱 물질로 만들어지는, 복수의 플라스틱 도파관들;
제2 단부는 상기 포락선 내에 있지 않고, 상기 제1 단부에서 캡쳐되는 전자기 방사는 상기 제2 단부로 상기 플라스틱 도파관을 통하여 전달되는, 각각의 플라스틱 도파관의 제2 단부; 및
상기 트랜스미터 장치에 의하여 전송된 예상 데이터와 상기 플라스틱 도파관의 제2 단부에 상기 전자기 방사로부터 재-발생 데이터를 비교하고, 상기 예상 데이터가 일치하지 않는 경우 트랜스미터 장치가 '결함'이라는 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 테스트 설비.
제 16 항에 있어서,
각각의 플라스틱 도파관은 금속이 입혀진 외부 벽들을 구비하는 것을 특징으로 하는 테스트 설비.
제 16 항에 있어서,
상기 복수의 플라스틱 도파관들의 제2 단부는 합쳐진 플라스틱 케이블에 함께 융해되고,
상기 복수의 트랜스미터 장치들과 같은 유형의 리시버 장치를 더 포함하고,
상기 리시버 장치는 상기 복수의 플라스틱 도파관들 중 어떤 것에 의해 전달되는 전자기 방사를 수용하도록 상기 합쳐진 플라스틱 케이블의 단부에 배치된 수신 안테나를 구비하는 것을 특징으로 하는 테스트 설비.
제 16 항에 있어서,
상기 복수의 플라스틱 도파관들의 제2 단부는 합쳐진 플라스틱 케이블에 함께 융해되고,
상기 합쳐진 플라스틱 케이블의 단부에 부착된 도파관-동축 케이블 컨버터를 포함하고,
상기 도파관-동축 케이블 컨버터는 상기 복수의 플라스틱 도파관들 중 어떤 것에 의해 전달된 전자기 방사를 상기 테스터에 보내어지는 전기적 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 테스트 설비.
제 16 항에 있어서,
각각의 안테나 혼들은 복수의 플라스틱 도파관들 중 하나로부터 전자기 방사를 받는 도파관 단부, 및 상기 도파관 단부보다 더 큰 단면적을 갖는 나팔 모양의 단부를 구비한, 복수의 안테나 혼:
상기 복수의 안테나 혼들의 나팔 모양의 단부들과 마주하는 나팔 모양 단부를 구비하고, 상기 복수의 플라스틱 도파관들 중 어떤 것으로부터 상기 복수의 안테나 혼들 중 어떤 것을 통하여 보내어진 전자기 방사를 모으는, 혼 안테나:
상기 혼 안테나의 나팔 모양 단부보다 작은 단면적을 갖는 상기 혼 안테나의 도파관 단부: 및
상기 혼 안테나의 도파관 단부에 부착되고, 상기 복수의 플라스틱 도파관들 중 어떤 것에 의하여 전달된 전자기 방사를 상기 테스터에 보내어지는 전기적 신호로 변환하는, 도파관-동축케이블 컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 설비.
제 16 항에 있어서,
테스트 중인 장치를 보유하기 위한 테스트 소켓을 더 포함하고,
상기 복수의 트랜스미터 장치들은 다중 트랜스미터 모듈 상에 함께 집적되고, 상기 다중 트랜스미터 모듈은 상기 테스트 소켓에 삽입되는 것을 특징으로 하는 테스트 설비.
제 16 항에 있어서,
테스트 중에 장치들을 보유하기 위한 복수의 테스트 소켓들을 더 포함하고,
상기 복수의 트랜스미터 장치들은 상기 복수의 테스트 소켓들 중 다른 하나에 각각 삽입되는 것을 특징으로 하는 테스트 설비.
트랜스미터로부터 방출된 전자기 방사를 테스트하는 방법으로,
테스트 소켓에 보유되는 DUT 트랜스미터로 인터페이스 보드를 통하여 자극 신호들을 만들도록 테스터 상에 테스트 프로그램을 실행하는 단계;
상기 테스터에 의해 가해지는 자극 신호들에 반응하여 상기 DUT 트랜스미터에 안테나로부터 전자기 방사를 방출하는 단계;
포락선 내에 위치한 제1 단부를 구비한 플라스틱 도파관을 사용하여 상기 DUT 트랜스미터에서 상기 안테나로부터 방출된 전자기 방사의 일부를 캡쳐하는 단계;
상기 플라스틱 도파관의 제1 단부에 캡쳐된 전자기 방사를 상기 플라스틱 도파관을 통하여 상기 플라스틱 도파관의 제2 단부로 전송하는 단계;
상기 포락선의 외측에 있는 리시버 상으로 상기 플라스틱 도파관을 통하여 전달된 전자기 방사를 향하게 하는 단계;
상기 플라스틱 도판관을 통해 보내어진 상기 전자기 방사에 의해 인코드 된 데이터를 나타내는 수신 데이터를 생성하도록 상기 리시버를 사용하는 단계; 및
상기 수신 데이터를 예상 데이터와 비교하고, 데이터의 불일치가 발생하는 경우 상기 DUT 트랜스미터가 '결함'이라는 신호를 보내는 단계를 포함하며,
여기서, 상기 전자기 방사는 30 GHz 이상의 주파수를 갖고,
상기 DUT 트랜스미터 상에 상기 안테나로부터 방출되는 전자기 방사는 상기 포락선을 형성하며,
상기 포락선의 외측에 배치된 리시버가 상기 전자기 방사에 의해 인코드 된 데이터를 신뢰성 있게 수용할 수 없도록 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
피시험 장치(DUT)로부터 방출된 전자기 방사를 테스트하는 테스트 시스템으로,
테스트 동안 상기 피시험 장치(DUT)를 보유하는 테스트 소켓;
상기 피시험 장치(DUT)가 상기 테스트 소켓에 보유되는 경우, 상기 피시험 장치(DUT)의 전기적 콘택들과 테스트 제어기 사이에 전기적으로 연결된, 인터페이스 보드;
상기 테스트 제어기에 의해 테스트 되고 상기 테스트 소켓에 유지되는 동안, 상기 피시험 장치(DUT)에 의해 생성된 전자기 방사의 반송파의 1/4 파장과 동일하거나 이보다 작은 간격을 갖고 인터페이스 보드에 형성되고, 테스트 동안 상기 피시험 장치(DUT)에 의해 방출된 전자기 방사를 수용하기 위해 배치되는 금속 마이크로-스트립들 중 제1 스트립을 포함하는, 금속 마이크로-스트립들의 어레이; 및
상기 금속 마이크로-스트립들의 어레이에 마지막 스트립의 부근에 배치되는 수신 안테나를 포함하고,
테스트 동안 상기 피시험 장치(DUT)에 의해 방출된 전자기 방사는 상기 금속 마이크로-스트립들의 어레이에 의해 전달되어 상기 수신 안테나 상으로 향하게 되며,
상기 수신 안테나는 포락선의 외측에 물리적으로 위치하고,
상기 수신 안테나는 테스트 동안 상기 피시험 장치(DUT)에 의해 방출되고 상기 금속 마이크로-스트립들의 어레이에 의해 전달되는 전자기 방사를 수신하며,
상기 피시험 장치(DUT)가 상기 테스트 제어기의 테스트 루틴을 통과할 수 있는 경우, 상기 포락선 내에 배치된 리시버에 의해 신뢰성 있게 수용될 수 있도록 충분한 방사 파워를 갖지만, 상기 포락선 외부에 배치된 리시버에 의해 신뢰성 있게 수용되기에는 불충분한 방사 파워를 갖는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제 24 항에 있어서,
상기 금속 마이크로-스트립들의 어레이에서 마지막 스트립의 근처에 위치한 제1 단부를 구비한 플라스틱 도파관을 더 포함하고,
상기 제1 단부는 상기 금속 마이크로-스트립들의 어레이에서 마지막 스트립으로부터 방출되는 전자기 방사를 모으고,
상기 플라스틱 도파관은 상기 수신 안테나 근처에 제2 단부를 구비하고,
상기 플라스틱 도파관은 상기 금속 마이크로-스트립들의 어레이에 의해 방출된 전자기 방사를 수신 안테나로 전달하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.