TW202345533A - 用於裝置測試之探針 - Google Patents

Abstract

一種系統經組態以測試一裝置。該裝置係或包括具有天線的一MIMO無線裝置。該等天線包括用於接收或傳輸的至少二個天線。該系統包括一測試儀器及探針，該等探針具有信號透過其在該等探針與該測試儀器之間傳遞之至該測試儀器的有線連接。一探針經組態以在該裝置上的一天線的一反應性近場區域中與該天線無線地傳遞信號。

Description

用於裝置測試之探針

本說明書描述使用探針以測試具有多個傳輸器及多個接收器之裝置之系統的實例。

多輸入多輸出(multiple-input multiple-output, MIMO)裝置使用多個傳輸器以傳輸資料及多個接收器以接收資料。導因於傳輸器及接收器之間的信號串擾，測試MIMO裝置可具有挑戰性。

本文描述的實例系統使用相對小的近場(near-field, NF)探針，其可電性或磁性耦接至受測裝置(device under test, DUT)的天線。探針經組態以在DUT天線的反應性近場區域中傳輸及接收電磁信號。探針可用於下行鏈路多輸入多輸出(MIMO)裝置測試，其中DUT天線接收來自探針的測試信號，及用於上行鏈路MIMO測試，其中探針接收來自DUT天線的信號。

本文描述的實例探針可在測試期間降低、抑制、或防止DUT天線之間的串擾，因為，在一些實施方案中，僅一探針強烈地耦接，或強烈地傳輸至最接近該探針的DUT天線，且不會強烈地耦接或強烈地傳輸至較遠離該探針的其他DUT天線。探針因此將DUT信號直接導引至各別接收MIMO天線（直接串流），同時降低至其他接收天線的信號傳輸（交叉串流）。所得的MIMO通道矩陣變得類似於使用所實行之測試所獲得者。因為DUT上的MIMO天線位置根據設計而係已知的，相對於天線的探針放置可基於天線之已知或可基於天線之屬性計算的反應性近場區域的位置判定。若DUT上的MIMO天線位置係未知的，DUT可使用射頻(radio frequency, RF)掃描器掃描以判定適當的探針放置或相對於DUT的探針放置。

除了解決串擾外，使用本文描述之探針測試的另一可能優點係裝置測試可在相對小的空間中執行，因為探針可放置成非常接近DUT，且可容納額外的MIMO串流而不增加空間的大小。

因此，當在測試系統中使用時，探針可在空中產生可靠的MIMO通道矩陣，其解決測試MIMO系統的問題。

本文描述一種用於測試一裝置的實例系統。該裝置係或包括具有天線的一MIMO無線裝置。該等天線包括用於接收或傳輸的至少二個天線。該系統包括一測試儀器及探針，該等探針具有信號透過其在該等探針與該測試儀器之間傳遞之至該測試儀器的有線連接。該等探針中的一探針經組態以在該裝置上的一天線的一反應性近場區域中與該天線無線地傳遞信號。該系統可單獨或組合地包括下列特徵的一或多者。

該等探針可包括經組態以與該至少二個天線通訊的至少二個探針。該測試儀器可經組態以發送測試信號至經組態以與該至少二個天線通訊的該至少二個探針。該測試儀器可經組態以從經組態以與該至少二個天線通訊的該至少二個探針接收對測試信號的回應。

該探針可包括多個臂，該多個臂經組態使得當經定位以用於與該天線通訊時，該探針的一第一臂比該探針的一第二臂更接近該天線。該第一臂的至少部分可相對於該第二臂暴露，使得該第一臂的該至少部分不為該第二臂的至少部分所覆蓋。該第一臂在形狀上可係至少部分曲折的。

該第一臂可經組態以用於定位成相鄰於該天線。該第一臂沿著該天線的一長度的一尺寸可比該第二臂的一對應尺寸更長。該第一臂可在一第一平面中，且該第二臂可在與該第一平面分開的一第二平面中。該探針可包括可連接在該第一臂與一信號饋送線之間，但與該第二臂電隔離的一導體。該第一平面及該第二平面可實質上彼此平行。該第一平面及該第二平面可彼此成一傾斜角度。

該第一臂及該第二臂的一經組合長度可係小於該探針與該天線通訊的一信號的一波長的1/2或更小的一長度。該探針可包括一基材及嵌入在該基材中的導電金屬。該第一臂及該第二臂可由該導電金屬製成。該基材可具有3或更小的一介電常數。

該探針可基於該天線的一傳輸頻率或該天線的一類型中的至少一者相對於該天線定位在該反應性近場區域內。該等探針可係經組態以在該裝置上的該等天線的一反應性近場區域中與該等天線無線地傳遞信號的一探針陣列的部分或包括該探針陣列。該等探針可係或包括一探針陣列，該探針陣列經組態以在該裝置上的該等天線中之一者的一反應性近場區域中與該等天線之該一者無線地傳遞信號。該系統可包括用於在一陣列或探針中選擇一探針的一開關。該測試儀器可經組態以藉由基於至或自該等天線中之一者的通訊的一頻率控制該開關而經由該開關選擇該陣列中的一探針。

該等探針的一或多者可經組態以用於相對於該天線移動。該測試儀器可經組態以基於至或自該天線的通訊的一頻率控制該探針的移動。該系統可包括一微電機系統(microelectromechanical system, MEMS)致動器，一探針連接至該mems致動器。該mems致動器可由一控制系統控制以控制該探針的移動。探針可經控制以個別地或作為群組地移動。

該MIMO裝置可包括一接地平面。該第一臂可經定大小以覆蓋該天線的至少部分，但不在該接地平面上方延伸。該探針可包括具有基於傳輸至或自該探針的一信號的一波長的尺寸的一結構或係該結構的部分。該探針可基於該裝置上的該等天線的位置而定大小，使得在該反應性近場區域內該探針與該天線之間的通訊抑制該探針與該裝置上的另一天線之間的無線串擾。信號可透過一靜態通道在該等探針與該MIMO裝置之間傳遞。

一實例探針包括具有導電金屬的臂。該等臂可用於在一DUT上的一天線的一反應性近場區域中與該天線無線地傳遞信號。該等臂包括經組態以用於放置成相鄰於該天線的至少部分以與該天線無線地傳遞該等信號的一第一臂。該第一臂可經組態以用於連接至一信號饋送線。該等臂包括電連接至接地且實體地遠離該第一臂的一第二臂。該第二臂係用於操作為該第一臂的一電回路。該第二臂經組態以用於連接至一電接地。該實例探針可單獨或組合地包括下列特徵中之一或多者。

該第一臂可在一第一平面中，且該第二臂可在與該第一平面分開的一第二平面中。該第二臂可經組態以使得當該第一臂相鄰於該天線的該至少部分時該第二臂比該第一臂更遠離該天線。該第一臂的至少部分可相對於該第二臂暴露，使得該第一臂的該至少部分不為該第二臂的至少部分所覆蓋。該第一臂在形狀上可係至少部分曲折的。該第一臂及該第二臂的一經組合長度可係小於該探針與該天線通訊的一信號的一波長的1/2或更小的一長度。

該探針可包括一基材且該等導電金屬臂可嵌入在該基材中。該基材可具有4或更小或3或更小的一介電常數。該探針可係偶極。該第一臂可對應於一第一極且該第二臂可對應於一第二極。

該第一臂可在一第一平面中，且該第二臂可分級與該第一平面分開的一第二平面。該探針可包括可連接在該第一臂與一信號饋送線之間的一導體。該第一平面及該第二平面可實質上彼此平行。該第一平面及該第二平面可彼此成一傾斜角度。

可組合包括發明內容段落在內之本說明書中所描述的任何二或多個特徵，以形成在本說明書中未具體描述之實施方案。

本文描述的各種系統或其部分可至少部分地經由一電腦程式產品控制，該電腦程式產品包括儲存在一或多個非暫時性機器可讀儲存媒體上且可在一或多個處理裝置（例如，（多個）微處理器、（多個）特殊應用積體電路、經程式化邏輯（諸如（多個）現場可程式化閘陣列）、或類似者）上執行的指令。本文描述的系統或其部分可實施為一或多個設備或一方法，且可包括一或多個處理裝置及電腦記憶體以儲存可執行指令以實施各種功能的控制。本文描述之設備、系統、方法、及/或組件可，例如，通過設計、建構、配置、放置、程式化、操作、啟動、停用、及/或控制而組態。

在附圖與下文描述中提出一或多個實施方案的細節。經由描述及圖式，且經由申請專利範圍，可明白其他特徵及優點。

本文描述用以及經組態以測試多輸入多輸出(MIMO)無線裝置的測試程序及測試系統（諸如自動測試儀器(automatic test equipment, ATE)）的實例實施方案。圖1顯示實例MIMO裝置10的實例。MIMO裝置10具有4×4組態，且包括四個天線12a至15a。天線12a至15a之各者可經組態以使用為傳輸天線或接收天線。傳輸天線傳輸或輸出來自MIMO裝置的射頻(RF)信號。接收天線輸入或接收來自外部RF來源的RF信號。當傳輸資料時，相同的資料串流同時在全部四個天線上發送。當接收資料時，使用所有四個天線接收相同的資料串流。MIMO組態的實例效益係其可因為天線在不同方向上瞄準而改善可靠性。

在一些實例中，MIMO裝置可經組態以包括至少二個/二或更多個天線，該等天線之各者可經組態且使用為傳輸天線或接收天線；然而，其他MIMO裝置可具有多於二個的此等類型的天線。MIMO裝置的實例係802.11be Wi-Fi積體電路（晶片）；然而，任何類型的MIMO裝置可使用本文描述的技術測試。本文描述的技術可用以測試DUT天線之預期行為係已知的靜態通訊通道，而非在用以模擬裝置工作環境的衰退通道中。本文描述的技術亦可用以測試非MIMO裝置。

實例測試系統包括各經組態以用於放置在反應性近場區域天線12a至15a之各別一者中的探針12b至15b。天線的反應性近場區域係相鄰於該天線的區域。可將反應性近場區域的外邊界定義為信號波長的1/(2*π)，或信號波長的0.159，其中該信號波長係指從天線傳輸或由天線接收之信號的波長。

Wikipedia.com提供如下之反應性近場區域的實例解釋。「在反應性近場中（非常接近天線），E場與H場的強度之間的關係常太複雜而不能輕易預測，且難以測量。其中一個場分量（E或H）可在一個點占優勢，而相反關係在僅離開短距離的點占優勢。此使發現此區域中的真正功率密度成為問題。此係由於為計算功率，不僅必須測量E及H二者，且亦必須知道在空間的每個點上的E與H之間的相位關係以及二個向量之間的角度。

在此反應性區域中，電磁場中不僅有向外輻射至外空間中的電磁波且有無功分量，意謂著天線周圍的電場及磁場的強度、方向、及相位對此區域中的EM吸收及重發射敏感，並對其回應。相反地，遠離天線的吸收在接近天線的場上具有可忽略效應，且在傳輸器上不導致反作用。

在反應性區域中非常靠近天線處，特定量的能量，若不為接收器所吸收，將保留且儲存在非常接近天線表面處。此能量藉由緩慢地改變靜電及靜磁效應的該類型的電磁輻射從天線反復攜載至反應性近場。例如，在天線中流動的電流在近場中產生純粹磁分量，該磁分量接著隨天線電流開始反向而崩潰，因為改變磁場在產生磁場的天線上導致自感應效應，導致場的磁能量移轉回天線中的電子。此使能量以再生方式返回天線，使得其不損失。類似程序在電荷在信號電壓的壓力下積聚在天線的一個區段中時發生，且導因於天線的自電容，在天線的該區段周圍導致區域電場。當信號反向使得電荷被允許再次從此區域流失時，如同任何單極電容器的放電，積聚電場協助在電子流的新方向上推動電子。此再次將能量移轉回天線電流。

由於此能量儲存及返回效應，若反應性近場中的感應或靜電效應的其中一者將任何場能量移轉至不同（附近）導體中之電子，則此主天線將損失此能量。當此發生時，在傳輸器上看到由未返回的反應性近場能量所導致的額外消耗。此效應揭露如傳輸器所見的天線中的不同阻抗。」https://en.wikipedia.org/wiki/Near_and_far_field#Near-field_characteristics（於2022年5月11日存取）。

反應性場在反應性近場區域中佔優勢。在此區域中，電場及磁場以90°彼此異相，且角度場分佈高度取決於與天線的距離及相對於天線的方向。在反應性近場區域中，在空間中之探針所在之點的電場係電荷積聚在天線之附近區段中的結果。類似地，區域磁場係由在天線的附近區段中流動的電流（電子移動）所導致。存在於天線的附近區段中的電荷及電子對反應性近場區域中的區域化電場及磁場有貢獻。存在於天線的附近區段中的此等電荷及電子對於更遠離天線的區域（諸如大於信號波長之1/(2*π)的區域）未以顯著方式對此類場有貢獻

對於一些天線，諸如MIMO裝置上者，反應性近場區域係在距天線個位數毫米(mm)的位置內。天線的實例反應性近場區域可係距天線9 mm或更小、距天線8 mm或更小、距天線7 mm或更小、距天線6 mm或更小、距天線5 mm或更小、距天線4 mm或更小、距天線3 mm或更小、距天線2 mm或更小、或距天線1 mm或更小。其他天線可具有在與所列者不同之距離的反應性近場區域。天線之反應性近場區域的大小-例如，該區域從天線及在哪個方向上延伸多遠–可基於天線的大小、組態、及/或其經組態以傳輸或接收之信號的強度。該距離可係線性距離、相對於天線的一或多個半徑、或定義從天線向外延伸的不規則體積。

探針與天線之間在反應性近場區域內的通訊可抑制或防止探針與裝置上的另一天線之間的無線串擾。更具體地說，串擾包括由自或至混合在一起的二個天線的RF信號所導致的干擾。藉由將探針放置在天線的反應性近場區域中，探針可僅經受來自該天線的RF信號，而不干擾來自附近（多個）天線及/或（多個）探針的信號。同樣地，在天線的反應性近場區域中從探針至天線的RF信號可不干擾來自附近（多個）天線及/或（多個）探針的RF信號。因此，本文所描述之探針的使用可抑制或防止串擾。

探針可由一或多種類型的導電金屬（諸如銅或金）製成。探針經組態以將信號傳輸至DUT的天線，諸如MIMO裝置10的天線12a至15a，及接收來自DUT之天線（諸如MIMO裝置10的天線12a至15a）的信號。在一些實例中，探針係偶極裝置，其中藉由來自信號饋送線（諸如信號饋送線15c）之電流注入探針中的電子向外輻射且追隨附近天線的反應性近場。此等電子在附近天線中感應對應電流，從而完成信號轉移。同樣地，從附近天線輸出的信號類似地在附近探針中感應電流。

探針12b至15b之各者可具有相同組態-例如，相同形狀、大小、及/或組成物，雖然在一些實施方案中，不同探針可具有不同組態。用於探針之各者的實例組態顯示於圖2中。探針20包括臂21及22。

第一臂21經組態以用於放置成相鄰於天線23的至少部分，且放置在天線的反應性近場區域24中以與天線無線地傳遞信號。第一臂21經組態以用於通過導體26連接至測試系統的信號饋送線25，該導體電連接至第一臂21，但，例如，經由介電材料（未顯示於圖中）與第二臂22電絕緣。信號饋送線25可係具有藉由介電材料分開的內導體導線25a及外導體導線25b的同軸電纜，其中內導體導線25a通過導體26電連接至第一臂21，且外導體25b電連接至第二臂22。來自天線的信號可藉由電磁感應無線地傳輸至探針20，且接著通過信號饋送線25至測試儀器。來自測試儀器的信號可通過信號饋送線25及探針20藉由電磁感應無線地傳輸至天線，第一臂21在圖2所示的實例中至少部分地係曲折的、彎曲的、或蜿蜒的。第一臂21經如此成形以增加第一臂21的長度，其中長度係沿著第一臂的彎曲（而非沿著線29）測量或將其列入考量。增加第一臂21的長度增加探針的電路徑長度，且因此可改善探針的能力，以將無線信號傳導至天線23或自天線23傳導無線信號。使第一臂21的至少部分曲折、彎曲、或蜿蜒使第一臂21的長度能增加而不增加探針20的總長度29。

第二臂22電連接至同軸外導體25b，但第二臂，例如，藉由介電材料與第一臂21電絕緣。第二臂22實體地遠離或離開第一臂21，且因此，當探針就位以與天線23通訊時，第二臂22比第一臂21更遠離天線23。第二臂22經組態以操作為第一臂21的電回路。因此，第二臂連接至電接地27。在此實例中，第二臂22具有矩形平面形狀；然而，探針不限於與第二臂的此形狀一起使用。例如，第二臂可具有線性形狀或非矩形形狀。在一些實施方案中，第一臂及第二臂的經組合長度小於探針20與天線23通訊之信號的波長的1/10。此長度限制可降低信號回授至探針中且不從探針傳播的機率。在一些實施方案中，第一臂21的至少部分28相對於在天線23之部分上方的第二臂22暴露。例如，第一臂21的至少部分28不為在天線23之部分上方的全部或部分的第二臂22所覆蓋。此組態可改善第一臂拾取來自天線之無線信號的機率。

在一些實施方案中，第一臂21及第二臂22在彼此平行的平面上。在一些實施方案中，第一臂21及第二臂22在彼此不平行–例如，成傾斜角度–的平面上。

在一些實施方案中，可將探針20或其變化嵌入非導電基材中。例如，圖3顯示探針30的另一組態，該探針具有第一臂35、第二臂36、及可具有與上文描述之導體26相同的結構及功能的導體37。在此實施方案中，第一臂35具有與探針20不同的曲折組態，且經配置稍微對角地相對於第二臂36，而非圖2的平行組態。此實例的第二臂36係實質三角形的而非如探針20中的矩形。探針30的組態、探針20的組態、或本文描述之探針組態的任何者或其變化可實施本文描述之技術的任何者。

在圖3的實例實施方案中，實例探針30嵌入、收容、或含在非導電基材31（諸如纖維或陶瓷）中。在一些實施方案中，此基材的介電常數具有4或更小、3或更小、2或更小、或接近1的值。具有較高的介電常數，在一些實例中，RF信號能量可變得集中在基材中，且信號亦可不傳播至/自探針的第一臂。探針30係具有小於15毫米(mm)長度乘15 mm寬度乘5 mm深度之尺寸的總結構的部分。在圖3的非限制性實例中，總結構具有14毫米(mm) 32長度乘14 mm寬度33乘5.5 mm深度/高度34的尺寸。在此方面，當論及尺寸時，尺寸可關於在測試頻率的信號波長，或電性尺寸，而不係實體尺寸，以對電極或探針如何在電性上係大的或小的具有更佳的理解。例如，探針的實施方案可瞄準範圍從700 MHz（百萬赫）至6GHz（吉赫）的測試頻率，該測試頻率係用於5G次6GHz系統的頻率範圍FR1。在700 MHz，波長係430 mm。具有15 mm實體尺寸的探針在電性尺寸上係15/430波長。在該頻率，探針在電性上被視為係非常小的。在該電性大小，近場區域外側的輻射係無效率的。探針此大小對極近場測量有用。在6 GHz，波長係50 mm。具有15 mm之實體尺寸的探針在電性大小係15/50係0.3波長，其係實質較大的。在該6GHz頻率，探針將具有更多以更佳效率向外輻射的場。此探針的實際長度係第一臂（曲折臂）、導體、及第二臂之長度的總和。此探針的總長度可長於15 mm。在此實例中，長度約係28 mm。在該長度，電性長度係此天線類型（其係偶極型天線）的一半波長且探針效率可達到高峰。在一些實施方案中，探針可經設計以在操作頻率的上部分係電性較大的，探針長度在該處可達到信號波長的1/2。

各探針可在天線之基於天線之傳輸頻率或天線之類型中的至少一者的位置及/或定向的反應性近場區域內相對於該天線定位。更具體地說，各探針的最佳位置可取決於所傳輸之信號的頻率及該探針所關聯之天線的組態。例如，天線的大小及形狀將影響將探針放置於何處最佳，因為天線的大小及形狀可影響天線的反應性近場區域的位置、大小、及/或形狀。再者，信號頻率將影響該信號如何傳播通過反應性近場區域，且因此，影響相對於天線放置探針的最佳位置。

各探針亦可相對於對應天線定位在該天線的反應性近場區域內，以消除、降低、或最小化在DUT上的天線埠之間的信號/電流洩漏。在此方面，圖4顯示DUT之天線41及42的組件。各天線包括用於傳輸及/或接收RF信號的各別臂41a、42a、各別電導體41b、42b，以將信號傳輸至及/或接收自個別臂41a、42a、信號通過其在DUT的天線與其他組件之間接收及/或發送的各別埠41c、42c、及天線41及42二者共用的電接地平面44。

實例探針45（諸如圖3的探針30）經定位使得第一臂45a（例如，圖3的第一臂35）在天線臂41a的反應性近場區域中鄰近/相鄰於其，但不或實質上不妨礙、覆蓋、或相鄰於電接地平面44。例如，探針45可經定位使得不多於某個百分比（例如，20%或更少、10%或更少、5%或更少、1%或更少、或在此等數目之間的任何值）的第一臂45a妨礙、覆蓋、或相鄰於電接地平面44。此類定位係藉由第二臂45b（例如，圖3的臂36）相對於DUT天線遠離第一臂且在其後方的探針組態所促進。藉由確保第一臂不實質妨礙、覆蓋、或相鄰於電接地平面44，來自探針45的信號將有較少的機會在接地平面中感應可轉移至天線42且損壞其上的任何信號的電流。此類經移轉電流稱為漏電流，且可使用本文描述的探針降低。至其他MIMO天線的此漏電流可藉由增加串擾而使MIMO通道劣化。此埠洩漏係用於串擾的路徑。

可使用多個探針測試MIMO系統或裝置。在此方面，由於一些實例探針係不良輻射體且反應性近場區域中的偶合係一些實例探針僅有的信號功率移轉機制，串擾與直接串流信號位準相比通常相對低。如圖9所示，現有近場探針（諸如短偶極）具有在探針埠之間的低埠洩漏a，及通道中的通常低的串擾S12及S21。然而，有可影響總串擾的另一電磁機制，亦即，DUT天線之間的埠隔離b。此現象導因於在含有DUT之天線及框架的電路板上流動的接地電流。若此埠洩漏係顯著的（或埠隔離係小的），則串擾可係可觀的，使總MIMO通道劣化。對於具有次佳MIMO通道的該等裝置，可能難以獲得用於生產MIMO測試的最大通量。圖9顯示信號可針對從傳輸器天線(TX)至接收器天線(RX)的2x2 MIMO系統採取的全部可能路徑。本文描述的探針可降低或消除此等類型的串擾。

參照回圖4，探針47亦經定位使得其第一臂在天線42之傳輸信號的部件42a上方，且使得其第一臂不實質妨礙、覆蓋、或相鄰於電接地平面44，從而降低探針47將在接地平面44中感應可移轉至天線41之電流的機會，如上文所描述的。

在一些實施方案中，探針可基於DUT上之天線的大小及/或位置而定大小，使得在反應性近場區域內探針與天線之間的通訊抑制探針與裝置上的另一天線之間的無線串擾。例如，如圖4所示，對應探針第一臂45a可具有使得其覆蓋在天線41之傳輸部件41a的一部分，但不延伸至接地平面44中的一大小，例如，長度。第一臂45a的寬度可匹配或超過天線41之部件41a的寬度。

參照圖1及圖5，在此實例中，各探針連接至各別信號饋送線12c至15c。各信號饋送線連接至測試系統51中的測試儀器50a，如圖5所示。在一些實施方案中，各信號饋送線可連接至開關（未圖示）以基於開關之藉由控制系統52的選擇（於下文描述）而將信號饋送線路由至不同的測試儀器。

實例測試儀器50a係經組態以將測試信號發送至DUT的硬體裝置。測試信號可包括刺激，諸如電壓或電流，以在DUT中引起反應。測試儀器50a亦經組態以接收來自DUT的信號，包括對測試信號的回應信號，並分析來自DUT的該等信號，以判定DUT是否已通過不合格測試–例如，刺激的反應是否係對其等預期的反應。例如，測試儀器可比較回應信號與一或多個預定義臨限，且基於比較，判定DUT是否已通過不合格測試。實例測試儀器包括射頻(RF)測試儀器。發送至此一測試儀器及藉由其接收的信號包括RF信號。在此情形中，信號饋送線可係或包括能夠在測試儀器與探針之間傳輸RF信號的同軸電纜或類似者。來自信號饋送線的RF信號在探針無線地輸出至DUT上的天線，如上文描述的。亦如上文描述的，來自DUT的無線信號在探針接收，並經由信號饋送線輸出至測試儀器。至及/或自探針的無線信號可透過靜態通訊通道。

測試系統51可包括可經組態以執行一或多種類型之測試（諸如RF測試、數位測試、參數測試、或類似者）的多個測試儀器50a至50d。顯示四個測試儀器；然而，在本文描述之該類型的測試系統中可有四個以上或以下的測試儀器。測試系統51亦包括控制系統52，該控制系統可係一或多個測試儀器的部分或橫跨該一或多個測試儀器分布或與測試儀器分開。控制系統52可包括一或多個處理裝置53，該一或多個處理裝置的實例在本文中描述。控制系統52亦包括儲存電腦碼或指令55的記憶體54，該電腦碼或指令可由一或多個處理裝置執行以控制藉由執行一或多個測試程式的測試，及，例如，藉由輸出信號至探針、選擇自其接收信號的探針、經由開關選擇用於使用的探針、及/或控制探針移動而控制本文描述的探針。控制系統亦可控制測試儀器的某些功能性，例如，以協調測試及/或控制哪些信號輸出至DUT。此控制使用虛線57概念地描繪。

在一些實施方案中，可每天線有一單一探針，如圖1及圖5的實例所示。在此實例中，各探針可覆蓋（發送及/或傳輸信號）所有的天線頻帶。參照圖6，在一些實施方案中，可有定位在相同DUT天線64的反應性近場區域內的多個探針，或探針61及62的陣列60，以通訊至及自該天線。例如，天線64可係在不同頻帶中發送及接收信號的多頻天線。探針61及62可經組態以在不同頻帶中與天線64通訊–亦即，以發送及/或接收信號。亦即，探針61可經組態以僅在第一頻帶中與天線64通訊且62可經組態以僅在第二頻帶中與天線64通訊，其中第一頻帶及第二頻帶不同。雖然顯示二個探針，但任何適當數目的探針可定位在相同天線的反應性近場區域內，其中探針的數目至少部分地藉由反應性近場區域的大小決定。此外，各探針可以使探針能最佳地擷取來自該探針經組態以覆蓋之天線的（多個）頻帶中的信號的方式相對於天線64定向–例如，傾斜。

測試系統可包括可由控制系統52控制的開關65以選擇探針61或62中之一者以接收或發送信號。選擇可基於由用以測試DUT之測試系統所運行的測試程式。在一些實施方案中，可使用RF組合器以代替開關。取決於與單一天線關聯之探針的數目，多個開關的階層可經組態以選擇用於通訊之探針中之一者。

在圖7的實例實施方案中，DUT 70經組態具有四個以上的天線以覆蓋用於其之4x4 MIMO操作的所有操作頻帶。在此實例中，天線71及天線72覆蓋一個MIMO串流的所有頻帶、且天線73及天線74覆蓋第二不同的MIMO串流的所有頻帶、而天線75覆蓋第三不同的MIMO串流的所有頻帶、且天線76覆蓋第四不同的MIMO串流的所有頻帶。在此實例中，開關77經組態且可由控制系統控制以選擇天線71或天線72以用於傳輸或接收；且開關78經組態且可控制以選擇天線73或天線74以用於傳輸或接收。選擇可基於由用以測試DUT之測試系統所運行的測試程式。

在一些實施方案中，探針的一或多者可經組態以用於相對於天線移動。例如，探針78可附接/連接至微電機系統(MEMS)致動器79。mems致動器79可由測試系統的控制系統52控制以，例如，基於經執行以測試DUT之測試程式中的指令控制探針相對於DUT的移動。探針的移動可在反應性近場區域內，且可受控制，例如，使得探針可在最佳位置以接收在特定頻率的信號。為在不同頻率接收信號，探針可移動–例如，不同地傾斜及/或在反應性近場區域內朝向或遠離DUT移動–使得探針可在最佳位置上以在不同頻率接收信號。可移動探針可與開關組合（諸如圖6及圖7中所示者）。例如，探針80及81可經組態以用於相對於DUT 70的移動，且此等探針中之一者可以先前描述的方式藉由控制開關78的操作而選擇。

在一些實施方案中，將DUT（諸如MIMO裝置10）及探針12b至15b封閉、收容、或含在室或封閉體85中，如圖8所示。封閉體85可係無回波的。此一封閉體或室可係金屬的且用以防止潛在的外側非所要信號干擾測試測量。此外，封閉體的內壁可覆蓋有防止或抑制在封閉體內側傳輸之信號之可導致測試干擾的反射的RF吸收材料，其可係平坦的、角錐的、迴旋的、或具有任何適當形狀及/或紋理。鑒於本文描述的一些實例探針的相對小尺寸，在一些情形中，測試可繼續進行而不需要增加室或封閉體的大小以容納探針。因此，傳統測試設備仍可與該等探針一起使用。

在一些實施方案中，來自反應性近場區域內側之信號的直接串流功率不平衡可藉由控制探針位置及/或定向及/或藉由調整探針相鄰天線的信號功率而調掉，而不影響在反應性近場區域外側之信號的位準。在一些實施方案中，由於探針的損失性輻射性質，來自反應性近場區域外側的交叉串流信號可相對於來自反應性近場區域內側的探針相鄰天線的直接串流信號在量值上調小。調諧可由與提供信號之測試儀器結合的控制系統控制。探針將不能夠良好地偵測來自反應性近場區域外側的交叉串流信號，導致任何經偵測信號在量值上係相對小的。此可導致MIMO通道矩陣類似於從信號饋送線（諸如同軸電纜）將測試儀器埠直接連接至DUT的傳輸/接收天線埠且其中略過DUT天線的經實行測試設定所獲得者。在本文描述的實例技術中，可降低或消除串擾。只要經接收直接信號位準高於系統雜訊位準，所得秩將係全秩且條件數將係小的，其係獲得最大通量的條件。

探針在本文中係在電信號的上下文中描述。然而，探針可藉由與在天線或其他傳輸/接收裝置的反應性近場區域內的區域電磁場的相互作用而用以在與天線的預定義距離內傳輸及接收信號。

描述於本說明書中的系統及程序之全部或部分以其等的各種修改可至少部分地藉由一或多個電腦（諸如控制系統52）使用有形地體現在一或多個資訊載體中（諸如在一或多個非暫時性機器可讀儲存媒體中）的一或多個電腦程式組態或控制。電腦程式可用包括編譯或解譯語言之任何形式的程式設計語言撰寫，且其可以任何形式部署，包括作為一單獨程式或作為一模組、部件、副常式、或其他合適用於運算環境中使用的單元。可將電腦程式部署成在一台電腦或多台電腦上執行，多台電腦可位於同一現場或分散在多個現場並以網路互連。

與組態或控制本文描述之測試系統及程序關聯的動作可藉由一或多個可程式化處理器執行，該一或多個可程式化處理器執行一或多個電腦程式，以控制或執行全部或一些本文描述的操作。測試系統及程序的全部或部分可藉由特殊用途邏輯電路系統組態或控制，諸如FPGA（現場可程式化閘陣列）及/或ASIC（特殊應用積體電路）或對器材硬體局部化的（多個）嵌入式微處理器。

舉例來說，適於執行電腦程式的處理器包括通用及特殊用途微處理器兩者、及任何種類之數位電腦的任何一或多個處理器。一般而言，處理器將接收來自唯讀儲存區或隨機存取儲存區或兩者的指令與資料。電腦之元件包括用於執行指令的一或多個處理器及用於儲存指令與資料的一或多個儲存區裝置。一般而言，電腦亦將包括一或多個機器可讀儲存媒體，或以操作方式與之耦接以自其接收資料或傳送資料至其，或接收與傳送資料兩者，諸如用於儲存資料的大容量儲存裝置（諸如磁碟、磁光碟或光碟）。適用於體現電腦程式指令及資料的非暫時性機器可讀儲存媒體包括所有形式之非揮發性儲存區，舉實例而言，包括：半導體儲存區裝置，諸如EPROM（可抹除可程式化唯讀記憶體）、EEPROM（電可抹除可程式化唯讀記憶體）及快閃儲存區裝置；磁碟，諸如內部硬碟或可移除式磁碟；磁光碟；及CD-ROM（光碟唯讀記憶體）及DVD-ROM（數位多功能光碟唯讀記憶體）。

所描述之不同實施方案的元件可相組合，以形成在前文未具體提出的其他實施方案。元件可不列入前文所描述之系統中，而不會不利地影響其大致操作或系統操作。此外，各種分開的元件可組合成一或多個個別元件中，以執行本說明書中所描述之功能。

未在本說明書中具體描述的其他實施方案亦在下列申請專利範圍內。

10:MIMO裝置 12a:天線 12b:探針 12c:信號饋送線 13a:天線 13b:探針 13c:信號饋送線 14a:天線 14b:探針 14c:信號饋送線 15a:天線 15b:探針 15c:信號饋送線 20:探針 21:臂；第一臂 22:臂；第二臂 23:天線 24:反應性近場區域 25:信號饋送線 25a:內導體導線 25b:外導體導線；外導體；同軸外導體 26:導體 27:電接地 28:部分 29:線；總長度 30:探針 31:非導電基材 32:長度 33:寬度 34:深度/高度 35:第一臂 36:第二臂；臂 37:導體 41:天線 41a:臂；天線臂；傳輸部件；部件 41b:電導體 41c:埠 42:天線 42a:臂；部件 42b:電導體 42c:埠 44:電接地平面；接地平面 45:探針 45a:第一臂 45b:第二臂 47:探針 50a:測試儀器 50b:測試儀器 50c:測試儀器 50d:測試儀器 51:測試系統 52:控制系統 53:處理裝置 54:記憶體 55:電腦碼或指令 57:虛線 60:陣列 61:探針 62:探針 64:DUT天線；天線 65:交換器 70:DUT 71:天線 72:天線 73:天線 74:天線 75:天線 76:天線 77:交換器 78:交換器；探針 79:微電機系統(MEMS)致動器；mems致動器 80:探針 81:探針 85:封閉體 a:埠洩漏 b:埠隔離 S ₁₂:串擾 S ₂₁:串擾

[圖1]係顯示實例受測裝置(DUT)及相對於DUT上的天線配置的實例探針的方塊圖。 [圖2]係實例探針的透視圖。 [圖3]係另一實例探針的透視圖。 [圖4]係DUT天線之組件的透視圖。 [圖5]係實例測試系統及DUT的方塊圖。 [圖6]係顯示實例DUT及相對於DUT上的天線配置的實例探針的方塊圖，其包括開關以選擇探針。 [圖7]係顯示實例DUT及相對於DUT上的天線配置的實例探針的方塊圖，其包括開關以選擇探針。 [圖8]係顯示實例DUT及相對於DUT上的天線配置的實例探針的方塊圖，其包括封閉DUT及探針或在DUT及探針周圍的測試圍封殼體。 [圖9]係顯示MIMO系統中之串擾的來源的方塊圖。

不同圖式中類似的參考數字指示類似的元件。

10:MIMO裝置

12a:天線

12b:探針

12c:信號饋送線

13a:天線

13b:探針

13c:信號饋送線

14a:天線

14b:探針

14c:信號饋送線

15a:天線

15b:探針

15c:信號饋送線

Claims (32)

1. 一種用於測試一裝置之系統，該裝置包含一多輸入多輸出(MIMO)無線裝置，該多輸入多輸出無線裝置包含天線，該等天線包含用於接收或傳輸的至少二個天線，該系統包含： 一測試儀器；及 探針，其等具有至該測試儀器的有線連接，信號透過該等有線連接在該等探針與該測試儀器之間傳遞，一探針經組態以在該裝置上的一天線的一反應性近場區域中與該天線無線地傳遞信號。
2. 如請求項1之系統，其中該等探針包含經組態以與該至少二個天線通訊的至少二個探針；且 其中該測試儀器經組態以發送測試信號至經組態以與該至少二個天線通訊的該至少二個探針。
3. 如請求項1之系統，其中該等探針包含經組態以與該至少二個天線通訊的至少二個探針；且 其中該測試儀器經組態以從經組態以與該至少二個天線通訊的該至少二個探針接收對測試信號的回應。
4. 如請求項1之系統，其中該探針包含多個臂，該多個臂經組態使得當經定位以用於與該天線通訊時，該探針的一第一臂比該探針的一第二臂更接近該天線。
5. 如請求項4之系統，其中該第一臂的至少部分相對於該第二臂暴露，使得該第一臂的該至少部分不為該第二臂的至少部分所覆蓋。
6. 如請求項4之系統，其中該第一臂在形狀上至少部分地曲折。
7. 如請求項4之系統，其中該第一臂經組態以用於定位成相鄰於該天線；且 其中該第一臂沿著該天線的一長度的一尺寸比該第二臂的一對應尺寸更長。
8. 如請求項4之系統，其中該第一臂在一第一平面中，且該第二臂在與該第一平面分開的一第二平面中；且 其中該探針進一步包含可連接在該第一臂與一信號饋送線之間的一導體。
9. 如請求項4之系統，其中該第一臂在一第一平面中，且該第二臂在與該第一平面分開的一第二平面中，該第一平面與該第二平面實質上彼此平行。
10. 如請求項4之系統，其中該第一臂在一第一平面中，且該第二臂在與該第一平面分開的一第二平面中，該第一平面與該第二平面彼此成一傾斜角度。
11. 如請求項4之系統，其中該第一臂及該第二臂的一經組合長度具有小於該探針與該天線通訊的一信號的一波長的1/2或更小的一長度。
12. 如請求項4之系統，其中該探針包含一基材及嵌入在該基材中的導電金屬，該導電金屬包含該第一臂及該第二臂，且該基材具有3或更小的一介電常數。
13. 如請求項1之系統，其中該探針基於該天線的一傳輸頻率或該天線的一類型中的至少一者相對於該天線定位在該反應性近場區域內。
14. 如請求項1之系統，其中該等探針包含一探針陣列，該探針陣列經組態以在該裝置上的該等天線的一反應性近場區域中與該等天線無線地傳遞信號。
15. 如請求項1之系統，其中該等探針包含一探針陣列，該探針陣列經組態以在該裝置上的該等天線中之一者的一反應性近場區域中與該等天線中之該一者無線地傳遞信號。
16. 如請求項15之系統，其進一步包含用於在該陣列中選擇一探針的一開關，該測試儀器經組態以藉由基於至或自該等天線中之該一者的通訊的一頻率控制該開關而經由該開關選擇該陣列中的一探針。
17. 如請求項1之系統，其中該探針經組態以相對於該天線移動，該測試儀器經組態以基於至或自該天線的通訊的一頻率控制該探針的移動。
18. 如請求項17之系統，其進一步包含： 一微電機系統(MEMS)致動器，該探針連接至該mems致動器，該mems致動器可藉由一控制系統控制以控制該探針的移動。
19. 如請求項1之系統，其中該裝置包含一接地平面；且 其中該第一臂經定大小以覆蓋該天線的至少部分，但不在該接地平面上方延伸。
20. 如請求項1之系統，其中該探針包含具有基於傳輸至或自該探針的一信號的一波長的尺寸的一結構。
21. 如請求項1之系統，其中該探針基於該裝置上的該等天線的位置而定大小，使得在該反應性近場區域內該探針與該天線之間的通訊抑制該探針與該裝置上的另一天線之間的無線串擾。
22. 如請求項1之系統，其中該等信號透過一靜態通道在該等探針與該裝置之間傳遞。
23. 一種探針，其包含： 臂，其等包含導電金屬，該等臂用於在一受測裝置(DUT)上的一天線的一反應性近場區域中與該天線無線地傳遞信號，該等臂包含： 一第一臂，其經組態以用於放置成相鄰於該天線的至少部分以與該天線無線地傳遞該等信號，該第一臂經組態以用於連接至一信號饋送線；及 一第二臂，其電連接至接地且實體地遠離該第一臂，該第二臂用於操作為該第一臂的一電回路，該第二臂經組態以用於連接至一電接地。
24. 如請求項23之探針，其中該第一臂在一第一平面中，且該第二臂在與該第一平面分開的一第二平面中；且 其中該第二臂經組態以使得當該第一臂相鄰於該天線的該至少部分時該第二臂比該第一臂更遠離該天線。
25. 如請求項23之探針，其中該第一臂的至少部分相對於該第二臂暴露，使得該第一臂的該至少部分不為該第二臂的至少部分所覆蓋。
26. 如請求項23之探針，其中該第一臂在形狀上至少部分地曲折。
27. 如請求項23之探針，其中該第一臂及該第二臂的一經組合長度具有小於該探針與該天線通訊的一信號的一波長的1/2或更小的一長度。
28. 如請求項23之探針，其中該探針包含一基材及該等臂，該等臂包含嵌入在該基材中的該導電金屬，該基材具有3或更小的一介電常數。
29. 如請求項23之探針，其中該探針係偶極，其中該第一臂對應於一第一極且該第二臂對應於一第二極。
30. 如請求項23之探針，其中該第一臂在一第一平面中，且該第二臂在與該第一平面分開的一第二平面中；且 其中該探針進一步包含可連接在該第一臂與一信號饋送線之間的一導體。
31. 如請求項23之探針，其中該第一臂在一第一平面中，且該第二臂在與該第一平面分開的一第二平面中，該第一平面與該第二平面實質上彼此平行。
32. 如請求項22之探針，其中該第一臂在一第一平面中，且該第二臂在與該第一平面分開的一第二平面中，該第一平面與該第二平面彼此成一傾斜角度。