本發(fā)明屬于天線測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種在片天線測試探針臺。

背景技術(shù)：

當(dāng)今社會是信息技術(shù)社會，隨處可見的各類智能化信息化設(shè)備，給人們的生活和工作帶來了極大的便利，小到智能手機(jī)、車載雷達(dá)、智能家居，大到工廠智能化設(shè)備、航空航天通訊、軍事裝備用途，都離不開小微型天線(也可稱之為在片天線)。在片天線的大量應(yīng)用，大大提高了設(shè)備的性能、同時又大大縮小了設(shè)備的體積，使設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、微型化。由于設(shè)備小型化微型化倒逼天線設(shè)計的小型化和微型化，設(shè)備外形尺寸越小就要求天線尺寸越小，天線尺寸越小就要求天線發(fā)射的電磁波頻率越高、波長越短，才能保障其通信性能。由于大量的各種用途的在片天線需求，自然就催生了大量的在片天線設(shè)計開發(fā)任務(wù)，在開發(fā)過程中需要對在片天線進(jìn)行各種測試，才能保證其性能指標(biāo)。

在片天線的尺寸非常小，一般都是以厘米、毫米為單位，而且基本都是輕、薄型的。因此在測試過程中對其進(jìn)行穩(wěn)定夾持就非常困難。經(jīng)過仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的測試裝置無法解決如下問題：

1、被測天線的定位問題?，F(xiàn)有測試裝置無法保證測試過程中穩(wěn)定不動；

2、被測天線的饋電問題?，F(xiàn)有測試裝置無法保證既能有效饋電又確保被測件和探針不受損壞；

3、裝置的防震問題?，F(xiàn)有設(shè)備無法保證測試過程中震動的影響。由于探針價格昂貴又極易損壞，因此在整個測試過程中，不能受到任何晃動，外界輕微震動都有可能導(dǎo)致探針與被測天線之間的接觸受力發(fā)生改變，從而損壞探針；

4、被測天線表面的水平度問題。放置天線的平臺(通稱載物臺)必須隨時保持水平，不能有任何傾斜；

5、信號接收裝置(通稱轉(zhuǎn)臺)多角度運動的問題。天線的輻射性能需要嚴(yán)格測試，測試不同方向角度的輻射性能，要求轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的方位和角度范圍盡量接近全向。

申請?zhí)枮閏n201510258975.9的專利文件，提出了“一種片上天線測試裝置，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)放置在探針臺底座上，調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)由xyz三個移動平臺組成，通過ccd顯微鏡及所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對放置在天線承片臺上的天線進(jìn)行準(zhǔn)確定位；探頭支架對片上天線進(jìn)行饋電，通過下方位軸和極化軸的轉(zhuǎn)動使接收天線和發(fā)射天線的極化進(jìn)行匹配，在收發(fā)天線極化匹配的情況下通過旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行0～270度的方位數(shù)據(jù)采集；所述下方位軸中，直流伺服電機(jī)傳動同步齒帶輪，同步齒帶輪傳動渦輪渦桿，渦輪渦桿傳動直齒輪，直齒輪傳動滑動導(dǎo)軌。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種在片天線測試探針臺。

一種在片天線測試探針臺，用于對在片天線的測試，該探針臺包括探針臺支架，該探針臺支架從側(cè)面看為豎起的凹形，

在該探針臺支架頂面上放置有減震墊，減震墊的上面放置配重底板，

探針座、顯微鏡和樣品臺安裝在配重底板上，用于放置被測在片天線的樣品臺位于配重底板的頭部，

探針臺支架頂面上設(shè)有顯示器，該顯示器通過一個顯示器支架安裝在探針臺支架頂面上，

配重底板上還設(shè)有顯微鏡支架，顯微鏡支架上裝設(shè)有顯微鏡移動擺臂，該顯微鏡移動擺臂與顯微鏡聯(lián)接。

探針臺支架頂面從后向前看，呈現(xiàn)為凸形。

減震墊采用氣囊防震。

探針座上設(shè)有高頻模塊和波導(dǎo)管，高頻模塊通過多個設(shè)置的緊定旋鈕進(jìn)行緊定調(diào)節(jié)。

顯微鏡支架上設(shè)有x、y方向調(diào)節(jié)旋鈕，以及精、粗調(diào)焦旋鈕。

探針座上設(shè)有x、y、z、r軸調(diào)節(jié)旋鈕。

樣品臺上設(shè)有x、y、z軸調(diào)節(jié)旋鈕。

探針臺支架是空腔流體配重結(jié)構(gòu)。

樣品臺在其前端設(shè)有用于被測在片天線定位裝置，定位裝置的中心位置設(shè)有針孔吸附孔，通過內(nèi)置在樣品臺中的抽真空氣道將被測在片天線牢牢固定在定位處。

與該探針臺配套使用的裝置包括安裝在轉(zhuǎn)盤底座的l形旋轉(zhuǎn)臂，l形旋轉(zhuǎn)臂的頭部設(shè)有活動搖臂，通過轉(zhuǎn)盤底座的轉(zhuǎn)盤馬達(dá)的驅(qū)動，搖臂實現(xiàn)對樣品臺上被測在片天線的無死角移動掃描。

探針臺支架底面設(shè)有固定地腳。

顯示器支架是萬向調(diào)節(jié)支架。

本發(fā)明的探針臺，為在片天線的研發(fā)測試提供了一套性能更加優(yōu)良的測試裝置，利用本發(fā)明研發(fā)出來的在片天線可以具有更加優(yōu)越的性能，更好的滿足各類智能設(shè)備的需求。運用本發(fā)明的探針測試臺，可以完成頻率高達(dá)500ghz的在片天線的測試。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的探針臺組成結(jié)構(gòu)一個角度的示意圖。

圖2是本發(fā)明的探針臺組成結(jié)構(gòu)另一個角度的示意圖。

1——探針臺支架，2——減震墊，3——配重底板，4——樣品臺，5——探針座，6——顯微鏡，7——顯示器，8——顯微鏡支架，9——顯示器支架，10——顯微鏡移動擺臂，11——高頻模塊，12——波導(dǎo)管，13——旋轉(zhuǎn)臂，14——轉(zhuǎn)盤底座，15——轉(zhuǎn)盤馬達(dá)箱，16——固定調(diào)平地腳。

具體實施方式

如圖1和2所示，一種在片天線測試探針臺，用于對在片天線的測試，該探針臺包括探針臺支架，該探針臺支架從側(cè)面看為豎起的凹形，在該探針臺支架頂面上放置有減震墊，減震墊的上面放置配重底板，探針座、顯微鏡和樣品臺安裝在配重底板上，用于放置被測在片天線的樣品臺位于配重底板的頭部，探針臺支架頂面上設(shè)有顯示器，該顯示器通過一個顯示器支架安裝在探針臺支架頂面上，配重底板上還設(shè)有顯微鏡支架，顯微鏡支架上裝設(shè)有顯微鏡移動擺臂，該顯微鏡移動擺臂與顯微鏡聯(lián)接。

探針臺支架頂面從后向前看，呈現(xiàn)為凸形。減震墊采用氣囊防震。探針座上設(shè)有高頻模塊和波導(dǎo)管，高頻模塊通過多個設(shè)置的緊定旋鈕進(jìn)行緊定調(diào)節(jié)。顯微鏡支架上設(shè)有x、y方向調(diào)節(jié)旋鈕，以及精、粗調(diào)焦旋鈕。探針座上設(shè)有x、y、z、r軸調(diào)節(jié)旋鈕。樣品臺上設(shè)有x、y、z軸調(diào)節(jié)旋鈕。

本發(fā)明的探針臺主要由以下部件組成：探針臺支架、減震墊、安裝底座(即配重底板)、帶多維調(diào)整功能的探針座、顯微鏡、載物臺(即樣品臺)、觀察放大圖像用的顯示器，以及探針和測試模塊(高頻模塊)。

本發(fā)明解決了傳統(tǒng)測試裝置不能解決的問題：

1、解決了被測天線定位問題。

本設(shè)備主要是通過如下四種方法解決被測天線定位問題。

(1)較傳統(tǒng)測試裝置增加減震系統(tǒng)，保證了高性能、高精度隔震功能。可以有效過濾來自地面和周圍空氣環(huán)境中的各種震動，保持安裝在安裝底座上的探針座、顯微鏡、載物臺的整體穩(wěn)定性，最大限度保護(hù)安裝在探針座上的探針不受損害。

(2)支架內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)實際需要添加或減少大比重沙粒、金屬顆粒等流體物質(zhì)，調(diào)整設(shè)備的整體配重，實現(xiàn)穩(wěn)定性調(diào)節(jié)。由于填充物質(zhì)本身有隔振作用，可以將震動對測試系統(tǒng)的影響降到最低。

(3)增加了顯示放大系統(tǒng)。調(diào)整探針和被測件距離的時候，用顯示放大系統(tǒng)觀測探針與被測天線之間的微小間隙距離確保觀察準(zhǔn)確。

(4)增加精確調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。通過高精度多維調(diào)整，同時控制探針的x、y、z、θ方向移動，可確保滿足測試要求的距離和接觸力度。

2、解決了被測天線的饋電問題。

傳統(tǒng)天線都是通過n型、sma、smb等標(biāo)準(zhǔn)接口實現(xiàn)饋電，但在片天線沒有封裝好的標(biāo)準(zhǔn)接口只有測試位置。本系統(tǒng)通過探針接觸被測天線，在測試過程中為天線提供饋電，并將測試信號輸出到天線。

3、解決了裝置的減震問題。

傳統(tǒng)天線測試裝置對震動要求不高但在片天線測試系統(tǒng)對減震要求很高，我們采取了如下幾個辦法多級減震。

(1)增加氣墊減震系統(tǒng)。可以有效過濾來自地面和周圍空氣環(huán)境中的各種震動，保持安裝在安裝底座上的探針座、顯微鏡、載物臺的整體穩(wěn)定性，最大限度保護(hù)安裝在探針座上的探針不受損害。

(2)內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)實際需要添加或減少大比重沙粒、金屬顆粒等流體物質(zhì)，調(diào)整設(shè)備的整體配重，實現(xiàn)穩(wěn)定性調(diào)節(jié)。由于填充物質(zhì)本身有隔振作用，可以將震動對測試系統(tǒng)的影響降到最低。

(3)增加主動減震系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以抵消操作過程中人為產(chǎn)生的震動影響。

4、解決了被測天線表面的水平度問題。

本系統(tǒng)通過如下辦法解決測試過程中天線保持絕對水平的問題。

(1)通過氣浮系統(tǒng)將系統(tǒng)托起在水平位置。

(2)通過增加配重板的剛度確保頂部測試臺彈性形變小到可以忽略的程度。

(3)通過調(diào)節(jié)測試臺表面的配重來保證測試臺重心與支撐底座重心重合。

5、信號接收裝置(通稱轉(zhuǎn)臺)多角度運動的問題。

通過將探針臺支架設(shè)計為左凹型，實現(xiàn)了左側(cè)轉(zhuǎn)臺信號接收機(jī)圍繞載物臺旋轉(zhuǎn)時可以從被測天線下方通過，實現(xiàn)270度掃描接收。通過對減震墊、安裝底座的t型設(shè)計，可以使位于左側(cè)的轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)范圍可以達(dá)到水平面290的掃描；這兩個設(shè)計大大增加了轉(zhuǎn)臺的掃描范圍，從而為天線測試創(chuàng)造了更好的條件。

通過載物臺選用介電常數(shù)低的非金屬材料制成，在其前端設(shè)計有被測天線定位裝置，并標(biāo)注有刻度，滿足不同尺寸大小的天線的測試和定位，在中心位置設(shè)有針孔吸附孔，通過內(nèi)置在載物臺中的抽真空氣道可以將被測天線牢牢固定；同時可以通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來調(diào)整整個載物臺的水平度。這一設(shè)計解決了被測天線的牢夾持與固定位問題并解決了天線向下輻射測試數(shù)據(jù)的可信度問題。

通過上述五點可確認(rèn)本測試裝置解決了在片天線測試系統(tǒng)急需解決的五大問題，目前相似的設(shè)備還沒有出現(xiàn)在市場上。