TW202327292A - 用於對包括多個天線的射頻裝置進行表徵的測量裝置、包括測量裝置的自動化測試設備以及用於對包括多個天線的被測試器件進行表徵的方法 - Google Patents

用於對包括多個天線的射頻裝置進行表徵的測量裝置、包括測量裝置的自動化測試設備以及用於對包括多個天線的被測試器件進行表徵的方法 Download PDF

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Abstract

根據本發明的實施例是一種用於對包括多個天線（諸如大型貼片天線陣列）的射頻裝置進行表徵的測量裝置。所述測量裝置包括介質波導平板，所述介質波導平板具有佈置在介質波導平板中或介質波導平板上的多個頻率轉換結構。所述測量裝置還包括多個波導變換器，所述波導變換器佈置在介質波導平板的不同位置處並且耦合到相應的射頻組件。射頻組件被配置成發射和/或接收無線電信號，如發射器、接收器或收發器。頻率轉換結構與多個天線中的相應天線相關聯並且被配置成對所接收的信號執行頻率轉換，從而產生頻率轉換後信號。頻率轉換結構還被配置成以頻率轉換方式將相應的天線與介質平板耦合，從而在天線與多個波導變換器之間建立頻率轉換耦合，從而實現天線與射頻組件之間的頻率轉換耦合。所述測量裝置被配置成使用天線與射頻組件之間的頻率轉換耦合來對射頻裝置進行表徵。射頻裝置可包括天線和/或連接到天線的射頻前端。

Description

用於對包括多個天線的射頻裝置進行表徵的測量裝置、包括測量裝置的自動化測試設備以及用於對包括多個天線的被測試器件進行表徵的方法
本發明涉及空中（over-the-air，OTA）天線測試。本發明涉及一種用於對包括多個天線的射頻裝置進行表徵的測量裝置。根據本發明的另外的實施例涉及一種包括所述測量裝置及被測試器件位置的自動化測試設備。根據本發明的另外的實施例涉及一種用於對包括多個天線的被測試器件（device under test，DUT）進行表徵的方法。根據本發明的實施例涉及一種通過使用頻率轉換結構或傳感器進行的近場測試或探測。根據本發明的實施例涉及對大型毫米波天線陣列模組進行OTA測試。
現今存在用於對天線陣列進行OTA測試的若干傳統方法。舉例來說，可在消聲腔室或箱式環境中通過在大距離（例如，從略小於1米到幾米）處探測天線陣列來對天線陣列進行測試。這種傳統方法的缺點是這些測量緩慢並且設備較大，因此這種方法不適合於清潔的生產環境。
可使用幾個吸收器在小距離處（例如，在大約半米處）對包含小陣列（例如，4至8個元件）的模組進行測試。這種測量方法比前述的大距離方法更適合生產環境。但由於要依序測試大量的陣列元件，因此這種方法仍是耗時的。
最近的一種測量方法提出可利用探針適配器在天線單元的電抗性近場中對包含小陣列（例如4至8個元件）的模組進行探測或測試。這種測量裝備緊湊並且允許對陣列元件進行並行測量，因此非常適合生產測試中的應用程序。缺點在於對於給定的陣列拓撲結而言，需要相當複雜的特製探針適配器，隨著陣列元件的數目增加，探針適配器的複雜性進一步增加。
即使上述方法至少部分地解決了對包含具有例如4至8個元件的小陣列的模組進行測試的問題，然而其無法對未來的移動通信器件進行測試。預計未來的移動通信器件將包含在毫米波頻率下進行操作的若干小形狀因子的複雜天線陣列。
另外，前端電子設備及天線預計將共同集成到模組中，以避免使用毫米波互連。因此，收發器與天線之間的點將無法進行測試。
另外，多天線毫米波模組預計需要OTA測試（例如每個元件或每個通道的測試）以及潛在的生產級OTA校準。
鑒於這種情況，需要一種測量裝置及概念，其帶來對包括具有大量天線元件的天線陣列的被測試器件（DUT）的測試的複雜性、大小及成本之間的改善的折衷。
根據本發明的實施例是一種用於對包括多個天線（例如貼片天線或大型貼片天線陣列）的射頻裝置進行表徵（例如測試或測量）的測量裝置。
測量裝置包括介質波導平板或介質平板，所述介質波導平板或介質平板具有佈置在介質波導平板中或介質波導平板上的多個頻率轉換結構（例如頻率轉換傳感器）。
測量裝置還包括多個波導變換器，所述波導變換器佈置在介質波導平板的不同位置處（例如沿著介質波導平板的圓周佈置）並且耦合到相應的射頻組件。
射頻組件被配置成發射和/或接收無線電信號（如發射器、接收器或收發器）。
頻率轉換結構與多個天線中的相應天線相關聯並且被配置成對所接收的信號執行頻率轉換，從而產生頻率轉換後信號。
頻率轉換結構還被配置成以頻率轉換方式將相應的天線與介質平板耦合，從而在天線與多個波導變換器之間建立頻率轉換耦合，以實現天線與射頻組件之間的頻率轉換耦合。
測量裝置被配置成使用天線與射頻組件之間的頻率轉換耦合來對射頻裝置進行表徵。舉例來說，射頻裝置可包括天線和/或連接到天線的射頻前端。
本發明的測量裝置允許在適合於生產環境的緊湊裝備中對具有大量天線元件的大型天線陣列進行測試，所述生產環境具有合理數目的並行操作的測試通道。
在使用可專用於DUT的多個天線或被測試天線的測試探針適配器的情況下，測量裝置可用合理低複雜性的技術進行製造。低複雜性使得測量裝置易於製造和/或在生產環境中使用。因此，其是上述傳統的電抗性近場探測技術或測量裝置的重要區別。
DUT的天線陣列可包括許多單獨的輻射器或多個天線。DUT的天線陣列或輻射器/天線可在不太遠的距離內（如在大約10個波長的距離內）向吸收器的方向輻射或發射信號。
在不干擾輻射器（即，輻射器的複反饋阻抗保持不受影響）的情況下，厚度小於自由空間波長一半的介質波導平板可被放置在天線陣列與吸收器之間的輻射器附近的距離或近場距離處。
介質平板可具有兩種功能。首先，介質平板可在靠近每一輻射器的位置處包括或承載微小的天線二極體電路，與所發射的信號的波長相比，所述天線二極體電路是小的，且因此將不會影響輻射器。由於微小的天線二極體電路由介質波導平板構成，因此其也可被稱為平板上電路。
平板上電路的小而低效的天線可接收由輻射器發射的波或信號的一小部分。平板上電路的二極體或其他非線性元件可例如通過將其頻率加倍而將所接收的信號轉換成另一頻率或轉移到另一頻率。最後，平板上電路可例如借助於小型模式發射裝置（launcher）將經頻率轉換或經頻率轉移的信號發射到介質波導平板引導的表面波模式。
然後，通過介質波導平板的第二功能，介質波導平板可將表面波模式引導或承載到介質波導平板的外邊緣。
沿著介質波導平板的圓周的模式發射裝置及接收器可例如通過波導變換器接收信號。舉例來說，通過對若干所接收的信號應用相位比較（例如作為一種三角測量法），可找到DUT輻射器的具體位置。舉例來說，通過對相同發射信號的不同接收版本的幅度及相位信息進行比較，可進一步改善三角測量法。
本發明的測量裝置的重要特徵可歸納如下。首先，頻率轉換結構（或探針）可為位於平面介質波導平板中或平面介質波導平板上的電隔離器件結構（諸如天線及二極體）。因此，例如通過標準電路板製造工藝，製造具有特定於待測試的給定天線陣列的頻率轉換結構（或探針卡）並且在毫米波頻率下進行操作的介質波導平板是可行的。
其次，由於介質波導平板厚度可例如小於自由空間波長的一半，因此介質波導平板對於DUT的天線陣列的發射信號或波可為透明的（或至少近似透明的），並且在介質波導平板上或介質波導平板中不存在連續的金屬跡線。
第三，介質波導平板也可用作波導，以例如通過波導變換器將信號從平板上電路承載或引導到位於例如介質波導平板邊緣的射頻組件。引導信號或波的傳輸比輻射信號或波的傳輸具有低得多的傳輸損耗，因為輻射在三維空間的每個方向上傳播，而引導信號或波在介質波導平板的平面內傳播。
因此，本發明的這一實施例可允許對DUT的多個天線中的天線進行足夠準確的表徵，同時是魯棒的並且是成本高效的，且因此在測試環境中很有用。
在優選實施例中，測量裝置包括信號評估電路系統，所述信號評估電路系統耦合到射頻組件並且被配置成通過對由射頻組件接收的信號進行評估來對射頻裝置進行表徵。由射頻組件接收的信號是基於由天線發射的信號並且通過天線與射頻組件之間的頻率轉換耦合進行頻率轉換。具有專用的信號評估電路系統會加快對由射頻組件接收的信號的評估。
根據另外的實施例，信號評估電路系統被配置成使用三角測量法來對天線發射進行定位。也就是說，例如基於在射頻組件處接收的信號的幅度及相位信息來對發射天線進行定位。信號評估電路系統例如使用基於幅度及相位信息的三角測量法，以減少射頻分量的數目，這與以上所述的傳統測量裝置相反，在傳統測量裝置中，射頻分量的數目與DUT的天線的數目成線性比例，即每一輻射器由至少一個射頻分量進行測量。三角測量法可例如對由天線或DUT的對應天線激勵的頻率轉換結構進行定位，並且因此可推斷出DUT天線的位置。
在優選實施例中，測量裝置包括信號評估電路系統，所述信號評估電路系統耦合到DUT的天線並且被配置成通過對由天線接收的信號進行評估來對射頻裝置進行表徵。由天線接收的信號是基於由射頻組件發射的信號並且通過天線與射頻組件之間的頻率轉換耦合（例如通過頻率轉換結構）進行頻率轉換。具有專用的信號評估電路系統會加快對由天線接收的信號的評估。另外，可在兩個方向上進行測量並且對DUT天線的發射方向及接收方向二者進行測試。
根據另外的實施例，射頻組件被配置成例如同時發射具有不同頻率的信號。舉例來說，在信號被同時發送的情況下，發射不同的預定義頻率的信號允許識別或區分不同射頻分量的信號。另外，通過同時發射具有不同頻率的信號，可在頻率轉換結構中執行頻率轉換（混頻），使得可靈活地調整由頻率轉換結構重新輻射的信號的頻率。
在優選實施例中，射頻組件被配置成以兩種不同的頻率同時發射信號。所發射的信號由頻率轉換結構進行混合。測量裝置被配置成對基於同時發射的信號獲得的混合信號進行評估，以對射頻裝置進行表徵。因此，混合信號可與由射頻組件發射的（強）信號區分開，並且從局部頻率轉換結構輻射。舉例來說，不需要由每一個射頻組件同時發射信號，並且也不需要用不同的頻率識別其發射的信號。僅同時發射不同頻率的兩個信號是足夠的。信號的幅度及相位取決於距發射射頻分量的距離。因此，每個頻率轉換結構對具有不同幅度及相位的信號進行混合。測量裝置對混合信號進行評估，以對射頻裝置進行表徵。
在優選實施例中，射頻組件被配置成同時發射兩個或更多個不同頻率的信號。測量裝置被配置成使用不同頻率的不同信號同時對射頻裝置的單獨分支（例如單獨的天線和/或與天線連接的單獨的射頻前端）進行測試。舉例來說，使用第一頻率的信號對一個或多個分支進行測試並且使用第二頻率的信號對一個或多個其他分支進行測試會加速測試。因此，也可對具有多於一個分支的射頻裝置進行測試，所述分支被配置成在不同的頻率下進行操作。
根據另外的實施例，介質波導平板的厚度小於由天線中的一者或多者或由射頻組件中的一者或多者發射的信號或信號頻率的自由空間波長的一半。相對於信號的波長，介質波導平板的厚度是小的。因此，介質波導平板例如對於信號至少是近似透明的。信號僅經受小的傳輸損耗並且天線特性的劣化可為小的。
在優選實施例中，介質波導平板包括一個或多個層。單層結構和/或多層結構是簡單的結構並且可通過標準電路板製造工藝以成本有效的方式生產。
根據另外的實施例，介質波導平板的一個或多個層由矽和/或石英和/或聚合物和/或陶瓷製成。矽和/或石英和/或聚合物和/或陶瓷是標準電路板製造工藝中常用的介電材料。通過選擇標準材料，生產的複雜性及成本較低。
根據另外的實施例，多個頻率轉換結構佈置在多個天線中的相應的相關聯天線的電抗性近場中，例如佈置在由相應的相關聯天線發射或接收的信號的小於自由空間波長的一半內。將頻率轉換結構放置在相關聯天線的電抗性近場中允許單獨地對單個天線元件進行測量或表徵，從而使由相同的多個天線中的其他天線引起的干擾或對其的干擾最小化。
在優選實施例中，頻率轉換結構分別包括天線結構、模式耦合器（例如模式發射裝置）及一個或多個非線性元件（例如二極體）。天線結構被配置成與多個天線中的相應的相關聯天線的場耦合。模式耦合器被配置成例如通過激發介質平板中的模式或者通過耦合到介質平板中的模式而將頻率轉換結構與介質平板耦合。一個或多個非線性元件與天線結構耦合並且與模式耦合器耦合。一個或多個非線性元件被配置成執行頻率轉換，例如使得經由模式耦合器接收的信號的頻率與經由天線結構發射的信號的頻率不同，或者使得經由天線結構接收的信號的頻率與經由模式耦合器發射的信號的頻率不同。換句話說，頻率轉換結構對DUT的多個天線中的相關聯天線元件與介質波導平板進行耦合，並且在一個或多個非線性元件的幫助下對信號的頻率進行轉換，這允許實現頻率轉換後信號的源的良好定位。
根據另外的實施例，頻率轉換結構的天線結構小於多個天線中的相關聯天線。舉例來說，頻率轉換結構的天線結構的最大延伸比相關聯天線的最大延伸小至少2倍或至少5倍或至少10倍，或者頻率轉換結構的天線結構的面積比相關聯天線的面積小至少2倍或至少5倍或至少10倍。由於頻率轉換結構的天線結構的最大延伸和/或面積小於相關聯天線的最大延伸和/或面積，因此天線結構僅接收由相關聯天線發射的信號的一小部分，而相關聯天線接收由天線結構發射的信號。另外，頻率轉換結構的小的天線結構不會使由DUT的天線輻射的場顯著失真。
在優選實施例中，頻率轉換結構的所述天線結構或者頻率轉換結構佈置在多個天線中相關聯的貼片型天線的輻射邊緣的環境中，例如佈置在相關聯的貼片型天線的輻射邊緣附近。將頻率轉換結構的天線結構或者頻率轉換結構本身定位在相關聯的貼片型天線的輻射邊緣處使得在頻率轉換結構處接收到更強的信號。
根據另外的實施例，頻率轉換結構的一個或多個非線性元件（例如二極體）由矽和/或砷化鎵製成。矽和/或砷化鎵是非線性元件的常用材料。使用常用的標準材料會降低複雜性及成本，同時提高介質波導平板的頻率轉換結構的非線性元件的可製造性及測量裝置本身的可製造性。
根據進一步的實施例，頻率轉換結構的一個或多個非線性元件包括肖特基二極體。肖特基二極體通常具有低的正向壓降及非常快的切換動作。肖特基二極體的高開關速度及低閾值電壓使其非常適合為毫米波長範圍內的信號設計的頻率轉換結構。
根據另外的實施例，頻率轉換結構的一個或多個非線性元件包括光電二極體，所述光電二極體被配置成在被照射時對頻率轉換結構進行偏置。頻率轉換結構中的光電二極體允許通過簡單地照射光電二極體來進一步影響頻率轉換後信號。可通過使用光電二極體（無線地）提供偏置來改善頻率轉換結構的轉換效率。另外，通過對光電二極體的照明進行控制，光電二極體的使用甚至允許無線啟用或禁用頻率轉換結構。
在優選實施例中，光電二極體被配置成在被照射時使頻率轉換結構的轉換損耗減少或者甚至最小化。使轉換器損耗最小化或減少會接收到更強的信號。
根據另外的實施例，光電二極體被配置成在被照射時選擇性地啟用頻率轉換結構。使用光電二極體作為開關允許對多個天線的天線元件進行逐個表徵，而一個測量不會影響另一測量。另外，頻率轉換結構的選擇性啟用可無線地執行，並且不與電控制的金屬線結合，這有助於避免輻射場的失真。
在優選實施例中，光電二極體被配置成在利用調製光照射時生成交流信號，從而允許對頻率轉換後信號施加各種影響和/或調製。
根據另外的實施例，測量裝置被配置成利用以調製頻率進行調製的光來輻照光電二極體。另外，頻率轉換結構被配置成使得通過調製頻率確定頻率轉換結構的傳入信號（例如由天線結構獲得的信號）的頻率與頻率轉換結構的傳出信號（例如耦合到介質波導平板中的信號）的頻率之間的頻率差，使得光的調製頻率確定頻率轉換結構的頻率轉換。因此，任何種類的調製信號均可作為頻率轉換結構的輸出或者作為頻率轉換信號來實現。
根據另外的實施例，測量裝置包括一個或多個雷射二極體或發光二極體，所述雷射二極體或所述發光二極體被配置成例如利用准恒定的光強度照射一個或多個對應的頻率轉換結構的光電二極體，以提供偏置和/或利用調製光強度來實現頻率轉換。使用普通可用的發光二極體或雷射二極體會改善測量裝置的可製造性並降低生產成本。另外，以這種方式有效地控制多個頻率轉換結構是可能的。
根據另外的實施例，信號的頻率和/或頻率轉換後信號的頻率介於30 GHz與300 GHz之間。使用毫米波信號或頻率介於30 GHz與300 GHz之間的信號，測量裝置是為假定的未來移動通信器件準備的。
根據另外的實施例，信號和/或頻率轉換後信號是線性調頻信號。線性調頻信號被配置成對給定頻率範圍內的所有頻率進行測試，因此其在測試環境或測量裝置中是最佳的。
根據本發明的另外的實施例創建了包括上述測量裝置的相應方法及相應自動化測試設備。
然而，應注意的是，所述方法及自動化測試設備是基於與對應的測量裝置相同的考慮因素。另外，所述方法和/或自動化測試設備的特徵、功能及細節可由本文中針對測量裝置描述的任何特徵或功能和細節來進行補充，既可單獨補充也可組合補充。
在下文中，將描述不同的發明實施例及方面。另外，另外的實施例將由所附申請專利範圍來界定。
應注意的是，申請專利範圍所界定的任何實施例可由本文中描述的任何細節、特徵及功能來進行補充。另外，本文中描述的實施例可單獨使用並且還可可選地由此申請專利範圍中所包括的任何細節、特徵及功能來進行補充。
另外，應注意的是，本文中所描述的各別方面可單獨使用或組合使用。因此，可將細節添加到所述各別方面中的每一者，而無需將細節添加到所述方面中的另一者。還應注意的是，本公開明確或隱含地描述了可用於測量裝置或自動化測試設備（automatic test equipment，ATE）中的特徵。因此，本文中描述的任何特徵均可用在測量裝置的上下文中或者自動化測試設備的上下文中。
另外，本文中所公開的與方法相關的特徵及功能也可用在被配置成執行這種功能的裝置中。此外，本文中針對裝置公開的任何特徵、功能也可用於對應的方法中。換句話說，本文中所公開的方法的任何特徵、功能可由針對裝置描述的任何特徵及功能來進行補充。
根據以下詳細說明及本發明實施例的附圖，將更全面地理解本發明，然而不應將本發明限制於所描述的具體實施例，而是僅用於解釋及理解。 根據圖1的實施例
圖1示出用於對包括多個天線120的射頻裝置110進行表徵的測量裝置100的實施例的示意性表示。
測量裝置包括介質波導平板130，多個頻率轉換結構150佈置在介質波導平板130中或介質波導平板130上。
測量裝置還包括多個波導變換器140，所述波導變換器140例如沿著波導平板130的圓周佈置在不同的位置處並且耦合到相應的射頻組件160。射頻組件160被配置成發射和/或接收無線電信號133、136。
介質波導平板130的頻率轉換結構150與多個天線120中的相應天線相關聯。這些關聯由圖1的箭頭125表示。
頻率轉換結構150被配置成對所接收的信號133執行頻率轉換，從而產生頻率轉換後信號136。頻率轉換結構150還被配置成以頻率轉換的方式對相應的天線120與介質波導平板130進行耦合，從而在天線120與多個波導變換器140之間建立頻率轉換耦合，從而實現天線120與射頻組件160之間的頻率轉換耦合。
因此測量裝置100被配置成使用天線120與射頻組件160之間的頻率轉換耦合來對射頻裝置110進行表徵，射頻裝置110包括例如天線120和/或連接到天線120的射頻前端。
由天線120發射的信號133被頻率轉換結構150接收並且進行頻率轉換。頻率轉換後信號136被重新輻射到介質波導平板130中。介質波導平板130通過波導變換器140將頻率轉換後信號136從頻率轉換結構150引導到射頻組件160。測量裝置100通過對由射頻組件160接收的頻率轉換後信號136進行評估來對射頻裝置110進行表徵。
用於通過測量裝置100對射頻裝置110進行表徵的另一選項在圖2中示出，其中在相反方向上發射信號。信號由射頻組件160發射、由頻率轉換結構150進行混合和/或頻率轉換。經混合和/或頻率轉換的信號由天線120接收。測量裝置100通過對由天線120中的一者或多者接收的混合信號進行評估來對射頻裝置110進行表徵。
本發明的測量裝置100的益處在於，其允許對大型天線陣列110（諸如通信天線或雷達天線）進行測試。由於合理數目的測試通道可並行操作，因此測量裝置100還具有緊湊的裝備並且適用於生產環境。另外，在使用專用於DUT的天線120或天線陣列110的測試探針適配器的情況下，測量裝置可以合理低複雜性的技術進行製造，這會保持低生產成本並增加潛在製造商的數目。測量裝置100的另外的優點在於射頻（RF）電路系統（例如主要是收發器的射頻組件160）的數目不與天線陣列110中的天線120或輻射器的數目成比例，頻率轉換結構150除外，頻率轉換結構150例如是每個輻射器或每個天線所需的無源感測和/或重新輻射元件。因此，測量裝置100可能僅需要少的毫米波硬體。
在一些實施例中，由於射頻組件的數目不與DUT的天線的數目成比例，因此與增加的天線數目相比，測量裝置的複雜性、大小及成本保持為低的。 根據圖2的實施例
圖2示出與圖1的測量裝置100相似的測量裝置200的實施例的示意性表示。測量裝置200被配置成對包括多個天線220的射頻裝置210進行表徵。
測量裝置200還包括介質波導平板230，多個頻率轉換結構250佈置在介質波導平板230中或介質波導平板230上。
多個波導變換器240沿著介質波導平板230的圓周，從而將介質波導平板230耦合到相應的射頻組件260。
頻率轉換結構250與多個天線220中的相應天線相關聯。這些關聯由圖2的箭頭225表示。
與圖1相比，圖2示出附加的可選元件。除了圖1的元件之外，圖2的測量裝置200還包括評估電路系統270及雷射二極體或發光二極體280，而額外的放大區域252作為示例對頻率轉換結構250的部件及功能進行闡釋。
評估電路系統270耦合到射頻組件260和/或射頻裝置210的天線220和/或與射頻裝置210的接收器單元耦合。信號評估電路系統270被配置成對由（或使用）射頻裝置210的天線220接收的信號或由射頻組件260接收的信號進行評估，以對射頻裝置210進行表徵。
在放大區域252中進一步對頻率轉換結構250進行闡釋。頻率轉換結構250包括天線結構258、一個或多個非線性元件254及模式耦合器或模式發射裝置256。
天線結構258與射頻裝置210的相關聯天線220以及一個或多個非線性元件254（諸如二極體）耦合。一個或多個非線性元件254對所接收的信號執行頻率轉換。非線性元件254也耦合到模式耦合器256，以對頻率轉換結構250與介質波導平板230進行耦合。
換句話說，信號由天線結構258或模式耦合器256接收、由非線性元件254進行頻率轉換並且由模式耦合器256或天線結構258重新輻射。
頻率轉換結構250的一個或多個非線性元件254可例如包括肖特基二極體和/或光電二極體。測量裝置200可選地還包括一個或多個雷射二極體或發光二極體280，從而允許例如選擇性地照射非線性元件254（如光電二極體）。
雷射二極體或發光二極體280的光290可對提供頻率轉換後信號的頻率轉換結構250進行偏置，例如以使頻率轉換結構250的轉換損耗減少或者甚至最小化。也可利用調製頻率來對光290進行調製，例如使得光290的調製頻率確定頻率轉換結構250的頻率轉換。
測量裝置200通過對由射頻裝置210的天線220或者由射頻裝置210的接收器電路系統接收的信號進行評估來對射頻裝置210進行表徵。信號233由射頻組件260通過波導變換器240發射到介質波導平板230中。發射信號233由模式耦合器256接收、由非線性元件254進行頻率轉換並且由頻率轉換結構250的天線結構重新輻射。由於同時發射的信號233的頻率可不同，因此依據發射射頻組件260，頻率轉換結構250對所接收的發射信號233進行混合（例如，上混合或下混合）。由頻率轉換結構250發射的混合信號236由射頻裝置的相關聯天線220接收。測量裝置200的評估電路系統270通過對由射頻裝置210的天線220接收的混合信號236進行評估來對射頻裝置210進行表徵。
由於信號的方向相反，因此圖1的測量裝置100的操作與圖2的測量裝置200的操作不同。也就是說，圖1的貼片天線110的向上輻射（在z方向上或者在波導平板的方向上或者在朝向波導平板的方向上）的天線120在具有頻率轉換結構150的小環或者小天線結構的電抗性近場中被微弱地感測到。所感測或接收的信號例如被非線性元件進行倍頻（或頻率轉換）並且利用模式發射裝置或z向偶極子重新輻射到板平面（xy平面）方向內的介質波導平板130中。
相比之下，圖2的測量裝置200的操作（所謂的接收情況）更加複雜。代替倍頻，感測元件或頻率轉換結構250從兩個入射信號實現貼片接收頻率f的頻率差，例如1.5 f及2.5 f。舉例來說，頻率1.5 f及2.5 f的信號可由射頻組件260中的一者或多者提供，並且頻率轉換結構可重新輻射具有差頻f的信號。
在實際的實施方案中，是經校準發射測試（例如圖1中所示的測試）最有可能比完整的接收測試（例如圖2中所示的接收測試）更重要並且更實用。
應注意的是，圖1的感測元件或頻率轉換結構150或圖2的感測元件或頻率轉換結構250包含少的金屬並且在不具有金屬傳輸線或偏壓線的情況下佈置在介質波導平板230中或介質波導平板230上，這對於電磁場來說幾乎是透明的。與被測試器件的射頻裝置相關的介質結構可能相當龐大，容易加工或進行3D列印。 根據圖3的傳統測量方法
圖3a示出傳統遠場輻射圖案測量裝備310的圖片。傳統遠場輻射圖案測量裝備310包括用於對驗證測試進行設計的毫米波OTA測試腔室315。圖3a還示出測試腔室315的特寫圖片。
通過傳統方法，通過在消聲腔室/箱式環境中在可略小於一米到幾米的大距離或遠場對天線陣列進行探測來對天線陣列進行測試。這些測量緩慢、設備大並且所述方法不適合清潔的生產環境。
圖3b示出傳統的緊湊距離輻射圖案測量裝備320及其示意性表示330。通過使用反射元件335減小大小來實現更緊湊的測量裝備320。
可利用幾個吸收器而以小距離（例如大約半米）對包含小陣列（例如4至8個元件）的模組的測量進行測試。這種測量非常適合生產環境，但由於依序測試大量的陣列元件，因此這種方法是耗時的。 根據圖4的傳統測量方法
圖4示出另一種傳統遠場測試或測量裝備400的示意性表示。用於探測或測試的貼片天線與DUT天線陣列的單個輻射器彼此相距遠場距離。這一距離可小於整個DUT天線陣列的遠場距離，但DUT天線陣列的輻射器元件被依序啟用。測量裝備仍然緩慢，並且因此所應用的方法不適合清潔的生產環境。 根據圖5的傳統測量方法
圖5示出了對包含小陣列（例如4至8個元件）的模組進行測量的傳統測量方法的示意性表示，所述小陣列具有用於對電抗性近場中的天線元件進行探測的探針適配器。這種測量裝備非常緊湊並且允許對天線陣列的天線元件進行並行測量，因此非常適合生產測試。測量裝備具有更多的變體，以用於對板邊緣輻射偶極子及eWLB封裝嵌入式天線的探針入地裝置進行測量。
這種測量裝備的缺點在於，對於給定的陣列拓撲結構而言，需要相當複雜的特製探頭適配器，隨著天線陣列的天線元件的數目增加，這種適配器的複雜性進一步增加。 根據圖6的射頻裝置
圖6示出在圖1的測量裝置100或根據圖2的測量裝置200中待測量的假設的未來手持式器件的示例性射頻裝置600的示意性表示。射頻裝置600包括多個天線620。射頻裝置600包括14×26個天線620，被配置成在z方向上輻射或雙極化輻射，參見對應的坐標系630。
為了在其操作期間獲得最佳的連接性及能量效率，作為示例而假設未來手持式器件的形式將完全被天線覆蓋。舉例來說，在30 GHz下，射頻裝置600的7 cm×13 cm區域可包含364個雙極化輻射器或天線620。
如將在圖7中所示，具有例如多於100個天線620的假設的未來手持式器件的表徵難以利用適合於生產環境的傳統測量裝置（例如圖5的測量裝置500）實現。
然而，在根據本發明的實施例中，當例如一個或幾個頻率轉換結構可與天線620中的每一者相關聯時，可容易地執行表徵。 根據圖7的測量裝置
圖7示出用於對未來手持式器件的假設的射頻裝置710進行表徵的假定測量裝置700（與圖6的測量（或射頻）裝置600相似）的示意性表示。射頻裝置710在傳統的電抗性近場測試裝置720（與圖5的近場測試裝置500相似）中進行表徵。假定測量裝置700顯示出傳統的電抗性近場測試裝置720的缺點。
近場測量裝置720允許進行非常局部化的測量，但所需的測試針的數目超過天線的數目。舉例來說，一個雙線偏振輻射器（例如射頻裝置710的貼片或天線）需要多達八個測試針。
此外，高度並行的測量是可能的，但毫米波分量的數目可能需要與天線的數目成比例。也就是說，對射頻（RF）信號進行組合及對信道接收器進行測試需要許多毫米波分量。
另一缺點是RF電路系統及測試針的佈局非常需要定制。
換句話說，與圖6的射頻裝置600相似，在30 GHz下進行操作的射頻裝置710的7 cm×13 cm的區域可包含364個雙極化輻射器或天線，因此需要2912個測試針加上大量的RF電路系統。隨著操作頻率變得更高，輻射器或天線的數目預計會增加，因為它們的物理大小縮小，因此情況變得更糟。舉例來說，在60 GHz下，所需的測試針數目是在30 GHz下的四倍。
查看假定測量裝置700，顯而易見的是，傳統近場測量裝置720的概念達到其極限，並且利用具有近場探針的傳統測量裝置來對射頻裝置710進行表徵變得不現實。 根據圖8的實施例
圖8a及圖8b示出測試裝置800的實施例的示意性表示。測量裝置（或測試裝置）包括射頻裝置810（與圖6的射頻裝置600相似），射頻裝置810包括多個天線820。測量裝置800還包括介質波導平板880，介質波導平板880具有位於介質波導平板880的圓周處多個波導變換器840。波導變換器對介質波導平板880與射頻組件860進行耦合。耦合到射頻裝置810的相應天線820的介質波導平板880的頻率轉換結構未在圖8a及圖8b中示出，以避免圖8a、圖8b過於擁擠。
圖8a及圖8b二者均示出相同的測量裝置800。因此，圖8b的結構說明與圖8a的結構說明相同。
圖8b示出在xy平面中利用幾個（在這種情況下是六個）測試收發器860對射頻裝置810或大天線陣列進行圓周探測。舉例來說，天線陣列810的單個天線825發射信號829，信號829通過波導平板880並通過波導變換器840被引導到射頻組件860（例如收發器860）。
在另一示例中，幾個（在這種情況下是六個）測試收發器860通過波導變換器840同時相干地將信號發射到波導平板880中。信號在射頻裝置810的突出顯示的單個接收天線825的位置處相長干涉。
通過例如對由天線820（或由天線820中的單個天線）發射並且由射頻組件860接收的信號829進行評估來對射頻裝置810進行表徵。用於對射頻裝置810進行表徵的信息例如是輻射強度，其可根據幅度及/或相位信息（例如由射頻組件860接收的信號）以及貼片或天線元件的位置推導出，所述貼片或天線元件的位置例如可通過三角測量法找到或根據三角測量法推導出。
可例如通過獲取碼分多址（code-division multiple access，CDMA）信號編碼來進行天線的並行表徵。舉例來說，可使用三角測量法來確定由一個或多個組件接收的頻率轉換結構信號源自哪個頻率轉換結構。可選地或另外地，可例如使用選擇性照明來選擇性地啟用及禁用各別頻率轉換結構。
可選地或另外地，可利用不同的調製信號來對各別的頻率轉換結構進行調製，這允許區分從不同頻率轉換結構輻射的信號。
因此，可區分源自不同頻率轉換結構的信號。 根據圖9的頻率轉換結構
圖9a示出用於對射頻裝置930進行表徵的測量裝置900（與圖8b的測量裝置800相似）的實施例的示意性表示。測量裝置900包括放置在天線的近場區中的頻率轉換結構950。
圖9a還示出區域910中的頻率轉換結構950及其支座960，頻率轉換結構950在圖9b的910中被放大及闡釋。
圖9b示出頻率轉換結構包括天線結構952、一個或多個非線性元件954及模式發射裝置956。天線結構與多個天線中的相應天線的場耦合。一個或多個非線性元件耦合到天線結構及模式耦合器二者。一個或多個非線性元件被配置成執行頻率轉換。模式耦合器被配置成在xy平面中激勵輻射（例如全向輻射）。
射頻裝置的天線例如主要在z方向上發射信號（參見坐標系920的取向）。此信號的一部分由頻率轉換結構950的天線結構952獲得。所接收信號的頻率由頻率轉換結構950的非線性元件954進行轉換並且由xy平面中的模式耦合裝置發射。
圖9b也示出頻率轉換結構950的支座960。信號的未被頻率轉換結構950接收的部分例如被吸收器980吸收。
由於頻率轉換結構950安裝在介電柱970上，因此支座960被認為是介質波導平板的次優替代物。製造大量的介電柱970比製造介質平板更複雜並且更昂貴。以下各圖闡釋了介質波導平板的用途及益處。 根據圖10的介質波導平板
圖10a至圖10b示出具有介質波導平板1030的測量裝置區段1000的實施例的示意性表示，所述介質波導平板1030是測量裝置（與圖1的測量裝置100相似）的一部分。
圖10a及圖10b二者均包括與圖1的射頻裝置110相似的貼片天線陣列或射頻裝置1010。貼片天線陣列1010的單個天線1010a至1010c被配置成例如主要在方向z上發射信號。介質平板1030被佈置在天線陣列1010的電抗性近場中。在介質平板1030的與貼片天線陣列1010相對的另一側上，（可選地）對吸收器1070進行定位。
圖10a示出介質平板1030對於貼片天線陣列1010的天線1010a至1010c的信號1090（幾乎）是透明的，因為介質平板的厚度例如小於由天線元件1010a至1010c發射的信號1090的自由空間波長的一半。
圖10a還示出介質平板1030不（或不顯著地）反射天線1010a至1010c的信號1090。因此，位於天線陣列1010的電抗性近場中的介質平板1030不（或不顯著地）影響天線1010a至1010c或輻射器元件。
圖10b具有相似的佈局，即，測量裝置區段1000包括具有三個天線元件1010a至1010c的貼片天線陣列1010、在天線1010a至1010c的近場範圍內的介質平板1030以及（可選地）位於介質平板1030的與貼片天線陣列1010相對的相對側上的吸收器1070。
與圖10a相比，圖10b的介質平板1030包括附加的頻率轉換結構1050。圖10b中示出天線元件1010b在z方向上發射信號1090。發射信號的一部分由頻率轉換結構1050的天線結構接收。頻率轉換結構1050以與圖9的頻率轉換結構950相似的方式進行操作。天線結構耦合到非線性元件，所述非線性元件被配置成對所接收的信號執行頻率轉換。非線性元件耦合到模式耦合器，使得頻率轉換後信號1080耦合到介質平板1030中的模式。介質平板中的頻率轉換後信號1080例如是在介質平板1030內傳播的全向信號。換句話說，頻率轉換結構1050或頻率轉換器件局部地激勵平板引導的表面波。然而，平板引導的表面波也可被導向一個或多個方向。可例如使用適當的射頻組件在介質平板的圓周處接收平板導波。 根據圖11的信號傳輸損耗
圖11示出與圖1的測量裝置100相似的測量裝置1100的實施例的示意性表示，指示信號在天線1120與射頻組件1160之間經受的損耗。測量裝置1100包括天線1120、在天線1120的近場範圍內具有頻率轉換結構或傳感器1150的介質平板1130。測量裝置1100還包括耦合到介質波導平板1130及射頻組件1160的波導變換器1140。
圖11示出貼片天線1120正在發射具有頻率f 0的信號1170。在貼片天線1120與介質波導平板1130之間的距離上，信號經受由損耗 1表示的傳輸損耗。
介質波導平板1130的頻率轉換結構1150將接收信號1170的頻率f 0轉換成具有更高頻率（例如2f 0）的頻率轉換信號1180，從而使發射信號1170的頻率加倍。信號經受頻率轉換損耗，用混頻損耗表示。
頻率轉換結構1150將頻率轉換後信號1180耦合到介質平板1130中，其中頻率轉換後信號1180通過波變換器1140被引導到射頻組件1160。在頻率轉換結構1150與射頻組件1160之間的距離上，頻率轉換後信號經受損耗 2的傳輸損耗。
天線1120與射頻組件1160之間的總傳輸損耗是上述損耗的總和，即：損耗 1+混頻損耗+損耗 2。級聯損耗貢獻是以對數度量（如分貝（dB））的形式加入的。顯然，如果是線性規模，級聯損耗貢獻會成倍增加。
應注意的是，已發現總損耗在大範圍的拓撲中是可接受的，使得DUT的可靠表徵通常是可能的。 根據圖12的測量裝置比較
圖12a示出對不同測量裝置進行比較的圖1230。具體而言，此圖對包括介質波導平板中或介質波導平板上的多個頻率轉換結構的測量裝置（參見圖12c的測量裝置）、包括不具有介質平板的頻率轉換結構的測量裝置（參見圖12b的測量裝置）以及既不包括介質波導平板也不包括頻率轉換結構的測量裝置（測量裝置未在任何圖中示出）進行比較。
圖12a示出圖1230，圖1230示出通過不同測量裝置在天線元件或貼片的輸入端口處的反射係數。如圖1230所示，在28 GHz的頻率下對不同的測量裝置進行比較，並且測量的反射係數介於-25 dB與-32.5 dB之間。
圖12b及圖12c示出兩個比較的測量裝置的示意性表示。圖12b示出測量裝置1210，測量裝置1210包括耦合到天線貼片1240的輸入端口1250、頻率轉換結構1260或傳感器以及射頻組件或探針1270。
天線元件1240向頻率轉換結構1260發射信號，頻率轉換結構1260接收信號的一部分，將信號的頻率轉換成更高的頻率並且在xy平面中發射頻率轉換後信號，從而對信號與射頻組件1270進行耦合。信號的另一部分在天線元件的方向上被反射回。反射係數表示發射信號的反射信號對天線本身的影響程度。
圖12c示出與圖12b的測量裝置1210相似的測量裝置1220，測量裝置1220包括附加的介質波導平板1280。介質波導平板1280包括頻率轉換結構1260，測量裝置1220對頻率轉換信號與介質平板1280進行耦合。介質波導平板1280將頻率轉換後信號從頻率轉換結構1260引導到射頻組件1270。
從比較中或者在圖1230中可看出，具有頻率轉換結構或傳感器並且具有介質波導平板的測量裝置是反射性最強的，而具有頻率轉換結構有而不具有介質平板的測量裝置是反射性最弱的。顯然，由平板和/或頻率轉換結構引起的干擾是小的。 根據圖13的天線與頻率轉換結構之間的傳輸比較
圖13a示出對從貼片天線到傳感器或者到具有介質波導平板與不具有介質波導平板的頻率轉換結構的傳輸進行比較的圖1310。在具有或不具有介質平板的測量裝置的透射係數之間存在大約7.5 dB的差。
圖1310還示出當與不具有介質波導平板的測量裝置相比時，具有介質波導平板的測量裝置具有高7.5 dB的傳輸係數。這意味著，與不具有介質波導平板的測量裝置相比，在具有介質波導平板的測量裝置中，更大部分的傳輸信號將被頻率轉換結構接收。
換句話說，這種差是由於與自由空間相比介質波導平板（ε r=6）中的傳感器天線的電長度更大而引起。
圖13b中示出具有平板的測量裝置的一部分1320的示意性表示。測量裝置部分1320包括天線1330，天線1330在介質波導平板1360內的頻率轉換結構1350的方向上發射信號1340。圖13b闡釋了從天線到頻率轉換結構的傳輸。 根據圖14的頻率轉換結構與射頻組件之間的傳輸比較
圖14a示出測量裝置1400的一部分的示意性表示，測量裝置1400包括頻率轉換結構1410，頻率轉換結構1410發射頻率轉換信號1420，頻率轉換信號1420通過介質波導平板1430、通過波導變換器1450被引導到射頻組件1440。圖14a闡釋從頻率轉換結構1410到射頻組件1440的傳輸。
圖14b示出在不具有介質波導平板的測量裝置中由頻率轉換結構發射到射頻組件的信號的電場的模擬絕對值。
圖14c示出在具有介質波導平板的測量裝置中由頻率轉換結構發射到射頻組件的信號的電場的模擬絕對值。
對圖14b與圖14c的模擬進行比較，在具有介質波導平板的測量裝置中，發射的頻率轉換後信號的更大部分保持在板內被引導。
圖14d的圖1470提供相似的結果。圖14d示出對兩種測量佈置的傳輸係數曲線進行比較的圖，一種不具有介質波導平板且一種具有介質波導平板。圖1470還包括模擬的傳輸係數曲線，所述曲線是不具有介質波導平板的測量裝置的曲線的縮放版本。將傳感器天線放置在自由空間中會減少其電氣長度，從而導致輻射功率降低。為了公平地對傳感器進行比較，將其縮放以在自由空間中獲得與在介質波導平板中相同的電長度。
如圖13a及圖14d二者中所示，如果使用介質波導平板，則從貼片天線陣列的天線元件發射到射頻組件的信號的傳輸係數最高。這種傳輸增加是顯著的。舉例來說，圖13a與圖14d的示例中的組合傳輸增加為約30 dB。
因此，可進行對被測試器件的準確表徵。
100、200、500、700、720、800、900、1100、1210、1220、1400:測量裝置 110、210、600、710、810、930、1010、1270:射頻裝置 120、220、620、820、825、1010a、1010b、1010c、1120、1240、1330:天線 125、225:箭頭 130、230、880、1030、1130、1280、1360、1430:介質波導平板 133、136、233、236、829、1080、1090、1170、1180、1340、1420:信號 136:無線電信號 140、240、840、1140、1450:波導變換器 150、250、950、1050、1150、1260、1350、1650、1410:頻率轉換結構 160、260、860、1160、1440:射頻組件 252、910:區域 254、954:非線性元件 256、956:模式耦合器 258、952:天線結構 270:評估電路系統 280:雷射二極體或發光二極體 290:光 310:遠場輻射圖案測量裝備 315:測試腔室 320、400:測量裝備 330、1230、1310、1470:圖 335:反射元件 630、920:坐標系 960:支座 970:介電柱 980、1070:吸收器 1000:測量裝置區段 1250:輸入端口 1320:測量裝置部分 x、y、z:方向
隨後將參照附圖描述根據本申請的實施例，其中： 圖1示出用於對包括多個天線的射頻裝置進行表徵的測量裝置的實施例的示意性表示； 圖2示出用於對包括多個天線的射頻裝置進行表徵的測量裝置的另一實施例的示意性表示； 圖3a示出傳統遠場輻射圖案測量裝備的圖片； 圖3b示出傳統緊湊距離輻射圖案測量裝備的圖片及其示意性表示； 圖4示出另一種傳統遠場測量裝備的示意性表示； 圖5示出在電抗性近場中對包含小陣列（4至8個元件）的模組進行處理的傳統測量方法的示意性表示； 圖6示出欲測量的假設的未來手持式器件的示例性射頻裝置的示意性表示； 圖7示出用於對假設的未來手持式器件的射頻裝置進行表徵的假定測量裝置的示意性表示； 圖8a示出測試裝置的另一實施例的示意性表示； 圖8b示出圖8a的實施例的示意性表示，其中天線陣列的單個天線發射由收發器接收的信號，或者多個收發器同時相干地發射信號，這在天線陣列中突出顯示的單個接收天線的位置處相長干涉； 圖9a示出用於對具有轉換結構及其支座的射頻裝置進行表徵的測量裝置的另一實施例的示意性表示； 圖9b示出圖9a的實施例的轉換結構及其支座的放大適宜性表示； 圖10a示出具有介質波導平板的測量裝置區段的示意性表示； 圖10b示出具有包括頻率轉換結構的介質波導平板的測量裝置區段的實施例的示意性表示； 圖11示出指示信號在天線與射頻組件之間經受的損耗的測量裝置的實施例的示意性表示； 圖12a示出對不同測量裝置進行比較的圖； 圖12b示出具有頻率轉換結構的測量裝置的示意性表示； 圖12c示出在介質波導平板中具有頻率轉換結構的測量裝置的示意性表示； 圖13a示出對從貼片天線到具有介質波導平板與不具有介質波導平板的頻率轉換結構的傳輸進行比較的圖； 圖13b示出具有平板的測量裝置的一部分的示意性表示，所述平板具有在頻率轉換結構的方向上發射信號的天線； 圖14a示出測量裝置的實施例的一部分的示意性表示，所述測量裝置包括發射頻率轉換信號的頻率轉換結構，所述頻率轉換信號通過介質波導平板而經由波導變換器被引導到射頻組件； 圖14b示出在不具有介質波導平板的測量裝置中由頻率轉換結構發射到射頻組件的信號的模擬電場； 圖14c示出在具有介質波導平板的測量裝置中由頻率轉換結構發射到射頻組件的信號的模擬電場； 圖14d示出對具有介質波導平板的測量裝置與不具有介質波導平板的測量裝置的傳輸係數曲線進行比較的圖以及不具有介質波導平板的測量裝置的傳輸曲線的縮放版本。
100:測量裝置
110:射頻裝置
120:天線
125:箭頭
130:介質波導平板
133:信號
136:無線電信號
140:波導變換器
150:頻率轉換結構
160:射頻組件
x、y、z:方向

Claims (28)

  1. 一種測量裝置，用於對包括多個天線的射頻裝置（110、210、600、710、810、930、1010）進行表徵，所述測量裝置包括： 介質波導平板，所述介質波導平板具有佈置在所述介質波導平板中或所述介質波導平板上的多個頻率轉換結構； 多個波導變換器，所述多個波導變換器佈置在所述介質波導平板的不同位置處並且耦合到相應的射頻組件；並且 其中所述射頻組件被配置成發射和/或接收無線電信號； 其中所述頻率轉換結構與所述多個天線中的相應天線相關聯； 其中所述頻率轉換結構被配置成對所接收的信號執行頻率轉換，從而產生頻率轉換後信號； 其中所述頻率轉換結構被配置成以頻率轉換方式將相應的天線與所述介質平板耦合， 從而在所述天線與所述多個波導變換器之間建立頻率轉換耦合， 以實現所述天線與所述射頻組件之間的頻率轉換耦合； 其中所述測量裝置被配置成使用所述天線與所述射頻組件之間的所述頻率轉換耦合來對所述射頻裝置進行表徵。
  2. 如請求項1所述的測量裝置，其中所述測量裝置包括信號評估電路系統，所述信號評估電路系統耦合到所述射頻組件並且被配置成通過對由所述射頻組件接收的所述信號進行評估來對所述射頻裝置進行表徵， 其中由所述射頻組件接收的所述信號是基於由所述天線發射的信號並且通過所述天線與所述射頻組件之間的所述頻率轉換耦合進行頻率轉換。
  3. 如請求項2所述的測量裝置，其中所述信號評估電路系統被配置成使用三角測量法來對天線發射進行定位。
  4. 如請求項1所述的測量裝置，其中所述測量裝置包括信號評估電路系統，所述信號評估電路系統被配置成通過對由所述天線接收的信號進行評估來對所述射頻裝置進行表徵， 其中由所述天線接收的所述信號是基於由所述射頻組件發射的信號並且通過所述天線與所述射頻組件之間的所述頻率轉換耦合進行頻率轉換。
  5. 如請求項4所述的測量裝置，其中所述射頻組件被配置成發射具有不同頻率的信號。
  6. 如請求項4所述的測量裝置， 其中所述射頻組件被配置成同時發射由所述頻率轉換結構進行混合的兩個不同頻率的信號，並且 其中所述測量裝置被配置成對基於同時發射的所述信號獲得的混合信號進行評估，以對所述射頻裝置進行表徵。
  7. 如請求項4所述的測量裝置， 其中所述射頻組件被配置成同時發射兩個或更多個不同頻率的信號， 其中所述測量裝置被配置成使用所述不同頻率的不同信號同時對所述射頻裝置的單獨分支進行測試。
  8. 如請求項1所述的測量裝置，其中所述介質波導平板的厚度小於由所述天線中的一者或多者或由所述射頻組件中的一者或多者發射的所述信號的自由空間波長的一半。
  9. 如請求項1所述的測量裝置，其中所述介質波導平板包括一個或多個層。
  10. 如請求項1所述的測量裝置，其中所述介質波導平板的所述一個或多個層由矽和/或石英和/或聚合物和/或陶瓷製成。
  11. 如請求項1所述的測量裝置，其中所述多個頻率轉換結構佈置在所述多個天線中的相應的相關聯天線的電抗性近場中。
  12. 如請求項1所述的測量裝置，其中所述頻率轉換結構分別包括： 天線結構，所述天線結構被配置成與所述多個天線中的相應天線的場耦合； 模式耦合器，所述模式耦合器被配置成將所述頻率轉換結構與所述介質平板耦合；以及 一個或多個非線性元件， 其中所述一個或多個非線性元件與所述天線結構耦合並且與所述模式耦合器耦合，並且 其中所述一個或多個非線性元件被配置成執行頻率轉換。
  13. 如請求項12所述的測量裝置，其中所述頻率轉換結構的所述天線結構小於所述多個天線中的相關聯天線。
  14. 如請求項12或請求項13所述的測量裝置，其中所述頻率轉換結構的所述天線結構或者所述頻率轉換結構佈置在所述多個天線中相關聯的貼片型天線的輻射邊緣的環境中。
  15. 如請求項12所述的測量裝置，其中所述頻率轉換結構的所述一個或多個非線性元件由矽和/或砷化鎵製成。
  16. 如請求項12所述的測量裝置，其中所述頻率轉換結構的所述一個或多個非線性元件包括肖特基二極體。
  17. 如請求項12所述的測量裝置，其中所述頻率轉換結構的所述一個或多個非線性元件包括光電二極體，所述光電二極體被配置成在被照射時對所述頻率轉換結構進行偏置。
  18. 如請求項17所述的測量裝置，其中所述光電二極體被配置成在被照射時減少所述頻率轉換結構的轉換損耗。
  19. 如請求項17或請求項18所述的測量裝置，其中所述光電二極體被配置成在被照射時選擇性地啟用所述頻率轉換結構。
  20. 如請求項17所述的測量裝置，其中所述光電二極體被配置成在利用調製光照射時生成交流信號。
  21. 如請求項20所述的測量裝置， 其中所述測量裝置被配置成利用以調製頻率進行調製的光來輻照所述光電二極體，並且 其中所述頻率轉換結構被配置成使得通過所述調製頻率確定所述頻率轉換結構的傳入信號的頻率與所述頻率轉換結構的傳出信號的頻率之間的頻率差。
  22. 如請求項17所述的測量裝置，其中所述測量裝置包括一個或多個雷射二極體或發光二極體，所述雷射二極體或所述發光二極體被配置成照射一個或多個對應的頻率轉換結構的所述光電二極體。
  23. 如請求項1所述的測量裝置，其中所述信號的頻率和/或所述頻率轉換後信號的頻率介於30 GHz與300 GHz之間。
  24. 如請求項1所述的測量裝置，其中所述信號和/或所述頻率轉換後信號是線性調頻信號。
  25. 一種自動化測試設備，包括如請求項1至請求項24中的一項所述的測量裝置以及處於所述測量裝置附近的被測試器件位置， 其中所述被測試器件位置被配置成承載包括多個天線的被測試器件。
  26. 一種用於使用如請求項1至請求項24中的一項所述的測量裝置來對包括多個天線的被測試器件進行表徵的方法，所述方法包括： 在所述被測試器件的所述多個天線中的至少一個天線與佈置在所述介質波導平板的不同位置處的所述多個波導變換器之間建立頻率轉換耦合，以實現所述天線與所述射頻組件之間的頻率轉換耦合； 其中對由佈置在所述介質波導平板中或所述介質波導平板上的所述頻率轉換結構接收的信號執行所述頻率轉換；以及 使用所述天線與所述射頻組件之間的所述頻率轉換耦合來對所述被測試器件進行表徵。
  27. 如請求項26所述的用於對被測試器件進行表徵的方法，其中所述表徵是通過對由所述天線發射的所述信號、由所述天線與所述射頻組件之間的所述頻率轉換耦合進行頻率轉換的所述信號以及由所述射頻組件接收的所述信號進行評估來執行的。
  28. 如請求項26所述的用於對被測試器件進行表徵的方法，其中所述表徵是通過對基於由所述射頻組件發射的所述信號、由所述天線與所述射頻組件之間的所述頻率轉換耦合進行頻率轉換的所述信號以及由所述天線接收的所述信號進行評估來執行的。
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