本申請(qǐng)要求于2014年06月02日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?2/006,708和于2015年05月28日提交的美國(guó)申請(qǐng)14724079的權(quán)益,其全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文。
背景技術(shù):
阻抗調(diào)諧器經(jīng)常被用于電子設(shè)備的測(cè)試、調(diào)諧和校準(zhǔn)。另外,阻抗調(diào)諧器是用于測(cè)試無線電頻率(RF)和微波(MW)放大器性能測(cè)量的最常見的方法。阻抗調(diào)諧器可以被用在微波頻率和毫米波頻率處的負(fù)載牽引和噪聲測(cè)量。
阻抗調(diào)諧器包括傳輸線,諸如板狀線、同軸線或波導(dǎo)。沿著傳輸線的諸如探針的電容性物體的放置改變了由被測(cè)器件(DUT)看到的阻抗或電子資料,該被測(cè)器件被連接或耦合至調(diào)諧器傳輸線??梢匝刂鴤鬏斁€軸向地放置該物體以影響相位,同時(shí)橫向于傳輸線的該物體的移動(dòng)將改變阻抗大小或伽馬效應(yīng)。在自動(dòng)化調(diào)諧器中,電機(jī)被用于沿著傳輸線和橫向于傳輸線定位電容性物體。
多諧波自動(dòng)化調(diào)諧器結(jié)合多個(gè)滑座以同時(shí)對(duì)基頻和諧波頻率執(zhí)行測(cè)量?;l是多諧波自動(dòng)化調(diào)諧器的基礎(chǔ)。諧波頻率是基頻的倍數(shù),諧波頻率的周期符合基頻周期跨度。一個(gè)示例可以是二次諧波,其在一個(gè)基頻周期的時(shí)間內(nèi)完成兩個(gè)頻率周期。
在諧波頻率處設(shè)置不同的阻抗點(diǎn)不能使用用于設(shè)置基頻阻抗點(diǎn)的相同的滑座而被完成。因此,需要加入附加的滑座。具有兩個(gè)滑座的阻抗調(diào)諧器能夠在兩個(gè)頻率(即,基頻和諧波頻率)處獨(dú)立設(shè)定阻抗。相似地,具有三個(gè)滑座的阻抗調(diào)諧器能夠在三個(gè)頻率(即,基頻和兩個(gè)諧波頻率)處獨(dú)立設(shè)定阻抗。每個(gè)附加的滑座允許一個(gè)附加的頻率被獨(dú)立調(diào)諧。然而,加入附加的滑座單元將加入驅(qū)動(dòng)單元部件(即,電機(jī)、導(dǎo)螺桿、導(dǎo)螺桿螺母),因此在限制區(qū)域的空間中加工調(diào)諧器變成更大的挑戰(zhàn)。每個(gè)滑座需要被控制以與第一滑座成比率地分別但是準(zhǔn)確地定位。通過加入附加驅(qū)動(dòng)部件,允許一個(gè)滑座與另一個(gè)滑座同步移動(dòng)的變量被加入。
附圖說明
當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí),本領(lǐng)域技術(shù)人員將從以下詳細(xì)描述容易地理解本公開的特征和優(yōu)點(diǎn),在附圖中:
圖1示出了用于阻抗調(diào)諧器的示例性的單個(gè)滑座組件。
圖2示意性地描繪了用于阻抗調(diào)諧器的一個(gè)附加滑座單元和驅(qū)動(dòng)部件的添加。
圖3示出了使用具有多個(gè)滑座單元的相同導(dǎo)螺桿的阻抗調(diào)諧器的雙單元滑座組件的示例性實(shí)施例。
圖4A和圖4B示出了在一個(gè)導(dǎo)螺桿上的多滑座阻抗調(diào)諧器的兩個(gè)滑座電機(jī)的實(shí)施例。
圖5和圖6是示出使用安裝在內(nèi)部并由電機(jī)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)滑座的運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)螺桿螺母的示意性截面圖。
圖7A圖示了雙滑座阻抗調(diào)諧器的示例性實(shí)施例。圖7B圖示了包含使用應(yīng)用軟件和調(diào)諧器驅(qū)動(dòng)軟件被編程的控制器/計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)。
圖8圖示了單個(gè)螺桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示例性實(shí)施例,在該單個(gè)螺桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,在每個(gè)調(diào)諧器滑座上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)外部的導(dǎo)螺桿螺母。
具體實(shí)施方式
在以下詳細(xì)描述中以及在附圖的幾個(gè)圖中,相同的元素由相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)。附圖可能不是按比例的,并且為了說明的目的,相對(duì)的特征尺寸可能被夸大。
圖1示出了用于阻抗調(diào)諧器的示例性單個(gè)滑座組件?;M件(2)被機(jī)械耦合至阻抗調(diào)諧器(1)。在該示例中,滑座組件(2)被電機(jī)(3)驅(qū)動(dòng),該電機(jī)(3)使正時(shí)帶輪(4)、正時(shí)帶(5)旋轉(zhuǎn)并且傳遞旋轉(zhuǎn)至導(dǎo)螺桿(6)。固定導(dǎo)螺桿螺母(7)被附接至滑座單元(2),當(dāng)導(dǎo)螺桿(6)被旋轉(zhuǎn)時(shí),該滑座單元(2)允許滑座單元(2)的向前/反向移動(dòng)。通常地,滑座被安裝在導(dǎo)軌(未在圖1中示出)上。
圖2示意性地描繪了用于阻抗調(diào)諧器的一個(gè)附加滑座單元和驅(qū)動(dòng)部件的添加。與在圖1中示出的滑座組件和導(dǎo)螺桿相似,基礎(chǔ)滑座(2A)被導(dǎo)螺桿6A驅(qū)動(dòng),同時(shí)諧波滑座(2B)是由導(dǎo)螺桿6B驅(qū)動(dòng)的附加滑座單元。該雙滑座單元能夠沿著調(diào)諧器傳輸線獨(dú)立地移動(dòng)每個(gè)滑座,并且被用于在基頻和諧波頻率處同時(shí)設(shè)定獨(dú)立的阻抗點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)諧波滑座(2B)將要求單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)部件以移動(dòng)諧波滑座組件(2B)至與基礎(chǔ)滑座(2A)的位置不同的位置。
圖2示出具有兩組驅(qū)動(dòng)部件的雙單元滑座組件。驅(qū)動(dòng)滑座的每一項(xiàng)具有與加工或操作相關(guān)聯(lián)的它自己的誤差。示例性潛在誤差的列表在以下列出。
(i)附接至電機(jī)的帶輪未被安裝為與電機(jī)軸完全同軸。
(ii)夾住帶輪的帶“齒”能夠從齒槽的前部滑動(dòng)至后部。
(iii)帶由彈性材料制成,該彈性材料能夠隨著時(shí)間和施加的壓強(qiáng)變形。
(iv)用于從帶向螺桿軸傳遞旋轉(zhuǎn)的軸承具有同軸度誤差。
圖3示出阻抗調(diào)諧器的雙單元滑座組件100的示例性實(shí)施例,多個(gè)滑座單元(2A、2B)使用相同的(即,單個(gè))導(dǎo)螺桿(6A)。部分的減少改進(jìn)了基礎(chǔ)滑座與諧波滑座之間的同步性。在圖3的實(shí)施例中,采用電機(jī),每個(gè)電機(jī)將導(dǎo)螺桿螺母并入它的轉(zhuǎn)子。這樣減少了被需要用來將多個(gè)滑座添加到基頻的驅(qū)動(dòng)部件上的部分,但是在另一個(gè)實(shí)施例中,電機(jī)能夠驅(qū)動(dòng)分離的齒輪或帶驅(qū)動(dòng)以轉(zhuǎn)動(dòng)外部的導(dǎo)螺桿螺母。
基礎(chǔ)滑座(2A)被電機(jī)(3-1)驅(qū)動(dòng),該電機(jī)(3-1)具有內(nèi)置的導(dǎo)螺桿螺母?,F(xiàn)在電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所容納的螺母,同時(shí)導(dǎo)螺桿(6A)是固定的。在導(dǎo)螺桿是固定的情況下,可以被添加第二滑座組件(2B)。第二滑座組件被它自己的具有內(nèi)置導(dǎo)螺桿螺母的分離齒輪驅(qū)動(dòng),但是其使用相同的固定導(dǎo)螺桿(6A)。諧波滑座的驅(qū)動(dòng)不影響基礎(chǔ)滑座的驅(qū)動(dòng),因而獨(dú)立操作能夠發(fā)生。因而,每個(gè)可移動(dòng)滑座包括電機(jī),該電機(jī)被對(duì)應(yīng)的導(dǎo)螺桿螺母耦合至單個(gè)導(dǎo)螺桿,并且被配置成施加旋轉(zhuǎn)力到導(dǎo)螺桿螺母以轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)螺桿上的螺母,并且將旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)化為螺母和滑座沿著單個(gè)導(dǎo)螺桿的線性移動(dòng)。
圖3的實(shí)施例采用連接至單個(gè)導(dǎo)螺管的兩個(gè)滑座,但是本發(fā)明不限于僅僅兩個(gè)滑座。任何數(shù)目的滑座可以被連接至相同的導(dǎo)螺桿,并且每個(gè)滑座能夠從連接至相同導(dǎo)螺桿的所有其他滑座獨(dú)立地移動(dòng)。獨(dú)立運(yùn)動(dòng)可能是同時(shí)間的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。
在圖3的實(shí)施例100中采用的電機(jī)將通常地被阻抗調(diào)諧器控制器控制,該阻抗調(diào)諧器控制器可以產(chǎn)生控制或驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)滑座電機(jī)以及安裝于滑座的任何探針電機(jī)來以橫向于阻抗調(diào)諧器傳輸線軸的方向定位阻抗探針。具有電子控制器、應(yīng)用軟件、驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)和滑座的示例性阻抗調(diào)諧器被描述,例如,在題為Systems and Methods for Impedance Tuner Initialization,'970公開的US2012/0049970中,其全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文。
圖3中的多個(gè)滑座能夠攜載阻抗調(diào)諧器的探針,該探針將沿著每個(gè)滑座的傳輸線移動(dòng),并且通常每個(gè)滑座還可能攜載電機(jī)以橫向于傳輸線移動(dòng)探針。
圖4A和圖4B示出了在一個(gè)導(dǎo)螺桿(6A)上的兩個(gè)滑座電機(jī)(3-1和5-1)(為清晰,滑座部件已經(jīng)被掩藏)的實(shí)施例。概略截面圖(圖2B、圖5和圖6)示出了安裝在內(nèi)部并且被電機(jī)的轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)螺桿螺母(3-1A;5-1A)的使用。在該示例中,螺母與轉(zhuǎn)子集成,因?yàn)槁菽鸽S轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)?;A(chǔ)滑座(3-1)與諧波滑座(5-1)之間的位置變化是導(dǎo)螺桿誤差的總變化。附加誤差(諸如,在正時(shí)帶輪、帶和軸承中的公差)被去除。具有內(nèi)導(dǎo)螺管螺母的電機(jī)是市場(chǎng)上有售的。
'970公開的圖2A示出了示例性的阻抗調(diào)諧器50,并且對(duì)應(yīng)的示圖在本文被示出為圖7A。'970公開的圖2B示出了示例性控制器/計(jì)算機(jī)的示意圖,該控制器/計(jì)算機(jī)控制諸如調(diào)諧器50之類的阻抗調(diào)諧器的操作,并且對(duì)應(yīng)的示意圖在本文被示出為圖7B。
圖7A圖示了具有滑座60和70的雙滑座阻抗調(diào)諧器50的示例性實(shí)施例。調(diào)諧器50包括一對(duì)相對(duì)的或末端壁52和54,在壁52和54上,中心導(dǎo)體10由電介質(zhì)套管(未示出)支撐。末端壁安裝至底板55。相對(duì)的導(dǎo)電接地平面12、14在末端壁之間支撐,使得該示例中的RF傳輸線是包括中心導(dǎo)體和相對(duì)的導(dǎo)電接地平面的板狀線(slabline)。提供RF連接器56、58以使得電力連接至調(diào)諧器相對(duì)側(cè)上的中心導(dǎo)線。通常地,連接器56被連接或耦合至被測(cè)器件(DUT)。
仍然參照?qǐng)D7A,探針滑座60和70被安裝用于沿著平行于中心導(dǎo)體10的軸線移動(dòng)。通常地,滑座被安裝在導(dǎo)軌(未在圖7A中示出)上。
圖7B圖示了控制系統(tǒng)200,其包括控制器/計(jì)算機(jī)202,利用應(yīng)用軟件和調(diào)諧器驅(qū)動(dòng)軟件編程,并且傳感器240包含有限的傳感器。盡管圖7B圖示了用于雙滑座系統(tǒng)(滑座1和滑座2)的調(diào)諧器控制系統(tǒng)的示例,其中每個(gè)滑座具有兩個(gè)探針,但是系統(tǒng)可以被用于具有多于兩個(gè)滑座的、每個(gè)滑座具有一個(gè)或多個(gè)探針的調(diào)諧器。在圖7B中示出的示例中,傳感器240包括位置傳感器,該位置傳感器通過接口電路210連接至控制器/計(jì)算機(jī),并且還可選地連接至電機(jī)220A、220B、220C、230A、230B、230C的一些或全部,并且也連接至電機(jī)控制電路222A、222B、222C、232A、232B、232C的一些或全部。滑座1和2、電機(jī)220A、230A被配置來平行于傳輸線移動(dòng)滑座1和2。每個(gè)滑座可以包括兩個(gè)探針和探針電機(jī)220B、220C、230B、230C,其被配置成以橫向于傳輸線的方向移動(dòng)相應(yīng)的探針。盡管可以采用諸如DC電機(jī)之類的其他電機(jī)類型,但是電機(jī)可以是步進(jìn)電機(jī)。
如上所注釋的,對(duì)于阻抗調(diào)諧器的單個(gè)導(dǎo)螺管驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),導(dǎo)螺管螺母可以處于滑座電機(jī)的外部。圖8概略地圖示了示例性多滑座驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其采用相應(yīng)的安裝有滑座的電機(jī)3-1’和5-1’,通過相應(yīng)的帶3-1C’和5-1C’,電機(jī)3-1’和5-1’的轉(zhuǎn)子軸3-1B’和5-1B’驅(qū)動(dòng)導(dǎo)螺桿螺母3-1A’和5-1A’。適用的支撐系統(tǒng)(未示出)將導(dǎo)螺管螺母連接至相應(yīng)的滑座,使得在固定導(dǎo)螺桿6A上螺母的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致相應(yīng)滑座的獨(dú)立移動(dòng)。
盡管前述是本主題具體實(shí)施例的描述和圖示,但是在沒有背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下,它們的各種修改和變化能夠被本領(lǐng)域的技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)。