TWI703332B - 以背面點針方式在天線系統中量測天線的方法及其量測機構 - Google Patents

Abstract

一種用以量測毫米波天線的天線量測機構，該毫米波天線具有電性連接之天線及饋入點，該量測機構包含一轉盤，轉盤上設置穩定器、第一操控器及第二操控器。其中穩定器用以將該毫米波天線相對該轉盤架高，該毫米波天線之天線朝上設置、饋入點朝下設置；第一操控器用以控制一顯微鏡頭對準該毫米波天線具有該饋入點的一面；第二操控器用以控制一下探針自下而上接觸該饋入點；本發明再提供一種以背面點針方式在天線系統中量測天線的方法，據以提高量測精準度。

Description

以背面點針方式在天線系統中量測天線的方法及其量測機構

本發明係與量測天線有關；特別是指一種以背面點針方式在天線系統中量測天線的方法及其量測機構。

以毫米波技術製作的天線如第五代行動通訊技術（簡稱5G）的天線、汽車防撞雷達天線、毫米波影像雷達天線等，由於毫米波天線的效能目標是高資料速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模裝置連接，因此相關的技術正如火如荼地被開發、運用及檢測。其中，以毫米波天線為例，因其尺寸小、線路衰減大，故而在設計上多採用AiP（Antenna-in-package）或是SiP（System in a Package）的封裝方式減少電路上線路造成的損耗，將天線與射頻元件整合在一起，也因此沒有接口能進行測試。前述以AiP或是SiP封裝技術製得的毫米波天線是將饋入點形成在背對天線的一側，藉此以使饋入點能直接與晶片電性連接，以達縮減體積的目的。因此，如何對經過AiP或是SiP封裝技術製得沒有接口的毫米波天線進行量測，並且確保量測精準度，為相關業者的功課。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種以背面點針方式在天線系統中量測天線的方法及其量測機構，係適用將饋入點形成在背對天線一側的毫米波天線量測，且能提高量測精準度。

緣以達成上述目的，本發明提供一種天線量測機構，用以量測毫米波天線，該毫米波天線具有電性連接之一天線及一饋入點，該量測機構包含一可轉動的轉盤，該轉盤上設置一穩定器、一第一操控器及一第二操控器。其中穩定器用以將該毫米波天線相對該轉盤架高，該毫米波天線之天線朝上設置、饋入點朝下設置；第一操控器用以控制一顯微鏡頭對準該毫米波天線具有該饋入點的一面；第二操控器用以控制一下探針自下而上接觸該饋入點。

本發明再提供一種以背面點針方式在天線系統中量測天線的方法，係在一隔離室中量測毫米波天線，該毫米波天線具有電性連接之一天線及一饋入點，該方法包括架高該毫米波天線，使該毫米波天線的天線朝上、饋入點朝下；操控下探針自下而上接觸該饋入點；啟動一旋臂且該旋臂上裝設有一傳送/接收天線，該傳送/接收天線位於該毫米波天線的上方且隨著該旋臂的擺動而以弧形軌跡接收該毫米波天線輻射的訊號。

本發明之效果在於操控下探針自下而上接觸毫米波天線的饋入點，可以降低對於量測過程中造成不當的干擾，以確保量測精準性及輻射場形的對稱性。

本發明係用於量測毫米波天線，量測天線的項目包括2D輻射場形、3D輻射場形、天線效率、天線增益值、3dB beam width及天線指向性等。本發明的量測方法是在天線系統中進行，採用背面點針方式來降低干擾量測的因素以提高量測精準度。請配合圖１所示，本發明的量測方法包括步驟如下：架高毫米波天線，使毫米波天線的天線朝上、饋入點朝下，接著操控一下探針自下而上接觸該饋入點，之後使一傳送/接收天線（horn天線）對著毫米波天線傳送訊號，毫米波天線輻射的訊號再為該傳送/接收天線接收，前述傳送/接收天線是以弧形軌跡移動。

請參圖２及圖３所示，本發明量測方法所使用較佳實施例的量測機構100係設置在一隔離室C中，該隔離室C用於將被測的毫米波天線200與環境訊號隔離，以減少環境訊號干擾而可直接測量毫米波天線200訊號，本實施例的被測毫米波天線是以AiP或是SiP封裝技術製得天線與饋入點位於背對側者，即前述毫米波天線200具有電性連接且相背對設置的一天線201及一饋入點202（圖７參照）。須說明的是，本發明量測方法所適用對象是天線與饋入點位於背對側的毫米波天線，其並不限於必須是以AiP或是SiP封裝技術製得者。

該量測機構100位在一旋臂300下方，該旋臂300由一橫樑301及二側臂302組成，其中該二側臂302對稱地連接在橫樑301的兩端，且該二側臂302的一端分別連接一樞軸303，當樞軸303被控制轉動時，該二側臂302產生旋擺；橫樑301的中間位置安裝傳送/接收天線304，該傳送/接收天線304隨著該旋臂300的擺動而以弧形軌跡移動，在量測過程中，該傳送/接收天線304是對著被測毫米波天線200傳送訊號，同時接收毫米波天線的輻射訊號進而獲致量測結果。另外，為了確保量測的精準度，該毫米波天線200的擺放位置以位在通過該二側臂302轉動中心的軸線L上且位於該傳送/接收天線304的正下方處為佳（圖３參照）。

請再配合圖４及圖５所示，本發明較佳實施例的量測機構100包括防震桌10、馬達20、轉盤30、穩定器40、第一操控器50與第二操控器60。其中，防震桌10具有一平台12及四支腳14，該四支腳14連接於該平台12的周緣而使該平台12相對地面水平架高，該四支腳14並對該平台12提供良好的防震效果。該馬達20安裝在該平台12底面，該轉盤30設置在該平台12上方且受該馬達20驅使而轉動，所述轉動可以是以分度方式切轉。

該穩定器40、第一操控器50及第二操控器60一同設置在該轉盤30上而可隨著轉盤30轉動，在本實施例中，該穩定器40、第一操控器50及第二操控器60是以真空吸附方式結合於轉盤30上，再透過一控制器70而各別地開啟或是關閉真空吸附功能，易言之，本實施例的穩定器40、第一操控器50及第二操控器60的擺放位置可以依需求而予調整，以使該量測機構100發揮最大的使用功能，當然，該穩定器40、第一操控器50及第二操控器60也可以選擇直接固接在轉盤30上。

請配合圖６及圖７所示，穩定器40包括間隔設置的二支架42，該二支架42一端接設於轉盤30，該二支架42的另一端共同支撐該毫米波天線200。在一實施例中，該二支架42分別包括一基柱421與一活動柱422，其中該基柱421底部即是透過真空吸附方式而固著在該轉盤30上，該活動柱422則是以可沿著該基柱421的軸向移動的方式與該基柱422對接，較佳者，是透過驅轉一旋鈕423以產生螺進的方式而帶動該活動柱422沿軸向上下移動；另外，活動柱422的一端形成有一夾持部422a，該毫米波天線200即承靠在該二活動柱422的夾持部422a之間並為複數個抵壓件424所壓制，所述抵壓件424是透過螺栓425而被鎖固在活動柱422上，被夾固後的毫米波天線200的天線201朝上，而饋入點202朝下。前述該二支架42共同支托該毫米波天線200，並且具備調整高度位置的功效。

圖８至圖10揭示的第一操控器50包括有一具備三個旋鈕的三軸位移台52及一固持座54，該三軸位移台52底部透過真空吸附方式而固著在該轉盤30上，該固持座54上安裝一顯微鏡頭56，該顯微鏡頭56位於毫米波天線200下方並且位在該二支架42之間，使得顯微鏡頭56對準該毫米波天線200具有該饋入點202的一面，透過分別轉動該三軸位移台52的三個旋鈕可以帶動該固持座54於X、Y、Z方向上移動，進而操控該顯微鏡頭56移靠或是離開該毫米波天線200以改變對焦位置。至於該第二操控器60，其包括有一具備三個旋鈕的三軸位移台62與一探針座64，該三軸位移台62底部透過真空吸附方式而固著在該轉盤30上，該探針座64上安裝一下探針66，透過分別轉動該三軸位移台62的三個旋鈕可以帶動該探針座64於X、Y、Z方向上移動，以使該下探針66自下而上接近該饋入點202，在操控該下探針66移動的過程中，配合該顯微鏡頭56的放大顯影，以便該下探針66能精準地接觸饋入點202。前述第一操控器50的三軸位移台52及第二操控器60的三軸位移台62結構相同，皆屬於一種微調機構，可以緩步地精準控制移位，然於其他的實施例中，三軸位移台52及三軸位移台62可以是由不同機構組成但仍達成相同目的者。另外再說明的是，該第二操控器60更可選擇設置一調節單元68於三軸位移台62與探針座64之間，用於在進行微調該下探針66之前，先將該下探針66快速地移動至接近該毫米波天線200以減縮移動行程，在本實施例中，該調節單元68包括一滑塊681可滑移地結合在三軸位移台62之一軌道621上，以及包括一旋鈕682用來當該滑塊681被調整至預定高度處時可以將該滑塊681固定在軌道621上，滑塊681上結合探針座64，之後才再經由該三軸位移台62來微調移動該下探針66以避免不當的撞針，前述旋鈕682可以是具有螺桿的螺栓而以旋緊逼迫方式達到鎖固目的。

以上即為本發明較佳實施例的量測機構100敘述，由上述可以知道，將毫米波天線200架高且使其天線201朝上，有助於輻射訊號被該傳送/接收天線304所接收，而毫米波天線200的饋入點202因為朝下，配合著該量測機構100的下探針66以背面點針方式自下而上接觸該饋入點202，並不會對於量測造成不當的干擾，可以確保量測的精準性以及輻射場形的對稱性。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

［本發明］

100:量測機構

10:防震桌

12:平台

14:支腳

20:馬達

30:轉盤

40:穩定器

42:支架

421:基柱

422:活動柱

422a:夾持部

423:旋鈕

424:抵壓件

425:螺栓

50:第一操控器

52:三軸位移台

54:固持座

56:顯微鏡頭

60:第二操控器

62:三軸位移台

621:軌道

64:探針座

66:下探針

68:調節單元

681:滑塊

682:旋鈕

70:控制器

200:毫米波天線

300:旋臂

301:橫樑

302:側臂

303:樞軸

304:傳送/接收天線

C:隔離室

圖１為本發明的量測步驟流程圖； 圖２為本發明一較佳實施例之以背面點針方式在天線系統中量測天線的量測機構立體圖； 圖３為圖２的前視圖； 圖４為本發明較佳實施例之量測機構立體圖； 圖５為圖４當中的量測機構省略防震桌的立體圖； 圖６為本發明較佳實施例之量測機構當中的穩定器之立體圖； 圖７為本發明較佳實施例之量測機構當中的穩定器之前視圖； 圖８為前視圖，揭示量測機構當中的第一操控器、第二操控器與毫米波天線的位置關係； 圖９為本發明較佳實施例之量測機構當中的第一操控器與毫米波天線的位置關係； 圖10為圖９所示結構的另一角度立體圖； 圖11為本發明較佳實施例之量測機構當中的第二操控器與毫米波天線的位置關係； 圖12為圖11所示結構的另一角度立體圖。

100:量測機構

10:防震桌

12:平台

14:支腳

30:轉盤

42:支架

50:第一操控器

60:第二操控器

70:控制器

200:毫米波天線

Claims (10)

1. 一種天線量測機構，用以量測毫米波天線，該毫米波天線具有電性連接之一天線及一饋入點，該量測機構包含：一可轉動的轉盤；一穩定器設置於該轉盤上，該穩定器用以將該毫米波天線相對該轉盤架高，該毫米波天線之天線朝上設置、饋入點朝下設置；一第一操控器，設置於該轉盤上而用以控制一顯微鏡頭對準該毫米波天線具有該饋入點的一面；一第二操控器，設置於該轉盤上而用以控制一下探針自下而上接觸該饋入點；其中該穩定器包括間隔設置的二支架，該二支架一端接設於該轉盤，該二支架的另一端共同支撐該毫米波天線；該顯微鏡頭及該下探針位於該毫米波天線下方且位在該二支架之間。
2. 如請求項1所述之天線量測機構，其中該二支架分別包括一基柱與一活動柱，該基柱固著在該轉盤上，該活動柱係可沿著該基柱的軸向移動地與該基柱對接，該活動柱具有一夾持部用以固定該毫米波天線。
3. 一種天線量測機構，用以量測毫米波天線，該毫米波天線具有電性連接之一天線及一饋入點，該量測機構包含：一可轉動的轉盤；一穩定器設置於該轉盤上，該穩定器用以將該毫米波天線相對該轉盤架高，該毫米波天線之天線朝上設置、饋入點朝下設置；一第一操控器，設置於該轉盤上而用以控制一顯微鏡頭對準該毫米波天線具有該饋入點的一面； 一第二操控器，設置於該轉盤上而用以控制一下探針自下而上接觸該饋入點；其中該第一操控器包括一三軸位移台與一固持座，該三軸位移台帶動該固持座於X、Y、Z方向上移動，該固持座上安裝該顯微鏡頭。
4. 如請求項1所述之天線量測機構，其中該第二操控器包括一三軸位移台與一探針座，該三軸位移台帶動該探針座於X、Y、Z方向上移動，該探針座上安裝該下探針。
5. 如請求項4所述之天線量測機構，其中該第二操控器包括一調節單元設置於該三軸位移台與該探針座之間，該調節單元具有一旋鈕用來調整該探針座的高度。
6. 如請求項1至5任一項所述之天線量測機構，包括一防震桌，該防震桌具有一平台相對地面架高設置，該平台上方設置該轉盤，該平台下方設置一馬達，該馬達驅使該轉盤轉動。
7. 如請求項1或3所述之天線量測機構，其中該穩定器、該第一操控器及該第二操控器係以真空吸附方式結合於該轉盤上。
8. 一種以請求項1或3所述天線量測機構用於背面點針方式在天線系統中量測天線的方法，係在一隔離室中量測毫米波天線，該毫米波天線具有電性連接之一天線及一饋入點，該方法包括下列步驟：架高該毫米波天線，使該毫米波天線的天線朝上、饋入點朝下；操控該下探針自下而上接觸該饋入點；啟動一旋臂且該旋臂上裝設有一傳送/接收天線，該傳送/接收天線位於該毫米波天線的上方且隨著該旋臂的擺動而以弧形軌跡接收該毫米波天線輻射的訊號。
9. 如請求項8所述之以背面點針方式在天線系統中量測天線的方法，其中該毫米波天線被架高於該轉盤上，該轉盤係受控制轉動。
10. 如請求項9所述之以背面點針方式在天線系統中量測天線的方法，其中該旋臂包括一橫樑及分別連接於該橫樑兩端的側臂，該二側臂一端連接一樞軸，且該二側臂以樞軸為轉動中心，該傳送/接收天線安裝在該橫樑上。

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