TWI728863B - 天線輻射場型量測系統 - Google Patents

Abstract

一種天線輻射場型量測系統包括一測試箱、一治具單元及一縮距場量測裝置。該治具單元設置於該測試箱的箱頂，且該治具單元用以設置一晶片。該縮距場量測裝置包括一固定基座、一內L型臂、一饋源天線、一反射器、一外L型臂、一第一旋轉器及一第二旋轉器。該饋源天線及該反射器設置在該內L型臂的兩相反端。該第一旋轉器連接於該外L型臂與該內L型臂之間，並驅動該內L型臂繞著一第一中心軸線在該治具單元的下方來回擺盪。該第二旋轉器連接於該外L型臂及該固定基座之間，並驅動該外L型臂繞著一第二中心軸線自轉。該第一中心軸線與該第二中心軸線互相垂直。藉由將該內L型臂設計成在該治具單元的下方來回擺盪可以相較先前技術降低功耗和震動。

Description

天線輻射場型量測系統

本發明是關於一種量測系統，特別是用以量測通訊晶片的天線輻射場型量測系統。

圖1是申請案號106123414的一個實施例，在該實施例中旋臂11主要是在支架12的上方來回擺盪，並配合原地自轉的支架12對一待測天線(圖未示出，需放在支架上)進行上半球面天線輻射場型的量測。

參閱圖2，這種傳統設計的缺點就是：旋臂11主要是在遠離地面的上半平面來回擺盪，當旋臂如圖1中從θ=0度擺盪到θ=90度的位置時，因為地球引力g的關係會讓旋臂11承受一個往下的重力f=m×g，但隨後卻需要用馬達產生的扭力對抗重力及慣性力的兩個力量，逆勢轉動旋臂11向上轉換運動方向，因此會產生馬達瞬間功耗上升及震動的問題。

另外，這個先前技術也不適用於直接量測內含天線的晶片。

為了解決先前技術的問題，本發明提出了一種天線輻射場型量測系統。

本發明天線輻射場型量測系統包括一測試箱、一治具單元 及一縮距場量測裝置。

該測試箱包括一位於箱頂的開窗，及間隔面對該開窗的箱底。

該治具單元設置於該開窗的位置，用以設置一待測的通訊裝置，例如是至少包括一天線的晶片，並包括一第一承載部、一第二承載部、一連接部、一探針、一針座及一電子顯微鏡。

該第一承載部固定在該測試箱的箱頂的開窗，且外觀呈一圓盤狀並具有一通孔。該第二承載部的外觀也呈一圓盤狀並具有一通孔，該第二承載部用以承載該待測的通訊裝置，且該第二承載部承載該待測的通訊裝置時，該第二承載部的通孔是位於該通訊裝置的下方。該第二承載部的通孔其孔徑是由窄漸寬，且鄰近該通訊裝置處的孔徑最小，遠離該通訊裝置處的孔徑最大。例如該第二承載部的通孔是呈一圓錐體截去尖角後的形狀。

該連接部用以連接該第一承載部及該第二承載部。該探針的尖端用以碰觸該通訊裝置的一天線訊號饋入點，該探針的鈍端電連接一同軸電纜。

該針座包括一個三向位移器、一探針夾及一延伸桿。

該三向位移器設置於該第一承載部上，該三向位移器用以連動整個該治具單元進行三維空間位移的微調，以使該探針的尖端對準該天線訊號饋入點。該探針夾設置於鄰近該第二承載部的通孔的位置，用以夾住該探針。該延伸桿的兩端分別連接該探針夾及該三向位移器，用以延伸該探針夾與該三向位移器的距離。該電子顯微鏡透過該第一承載部的通 孔對準該探針。

該縮距場量測裝置用以量測該通訊裝置面對箱底的半球面天線輻射場型，並包括一固定基座、一內L型臂、一饋源天線、一反射器、一外L型臂、一第一旋轉器及一第二旋轉器。

該固定基座設置於該箱底。

該內L型臂包括相連接的一第一直臂及一第二直臂。

該饋源天線設置於該第一直臂，該反射器設置於該第二直臂，該反射器將源自該饋源天線的電磁波反射至該治具單元的一量測區。

該外L型臂包括相連接的一第三直臂及一第四直臂。

該第一旋轉器連接於該第一直臂與該第三直臂之間，該第一旋轉器驅動該內L型臂繞著一第一中心軸線在該治具單元的下方來回擺盪。

該第二旋轉器連接於該固定基座與該第四直臂之間，該第二旋轉器驅動該外L型臂繞著一第二中心軸線自轉，該第二中心軸線與該第一中心軸線互相垂直。

本發明之效果在於：因為重力因素，將該內L型臂設計成繞著一第一中心軸線在該治具單元的下方來回擺盪會相較在該治具單元的上方來回旋轉節省功耗，特別是在該內L型臂擺盪到相對地面的最高點要反向擺盪時重力和該內L型臂擺盪的方向是一致的，而不是如先前技術是相反的，因此本發明的該第一旋轉器能以較低的功耗改變該內L型臂擺盪的方向，也同時降低馬達扭力對抗地球重力時產生的振動，另外，本發明的治具單元更適合5G封裝天線(AiP)的量測。

11:旋臂

12:支架

2:測試箱

21:箱頂

211:開窗

22:箱底

3:治具單元

31:第一承載部

311:通孔

32:第二承載部

321:通孔

33:連接部

34:探針

35:針座

351:三向位移器

352:探針夾

353:延伸桿

36:電子顯微鏡

4:縮距場量測裝置

41:固定基座

42:內L型臂

421:第一直臂

422:第二直臂

43:饋源天線

44:反射器

45:外L型臂

451:第三直臂

452:第四直臂

46:第一旋轉器

47:第二旋轉器

5:通訊裝置

θ:第一中心軸線

ψ:第二中心軸線

第1圖是傳統天線輻射場型量測系統的示意圖。

第2圖是說明傳統天線輻射場型量測系統的缺點的示意圖。

第3圖是本發明較佳實施例的示意圖。

第4圖是本發明較佳實施例不包括測試箱的示意圖。

第5圖是本較佳實施例的治具單元的剖面示意圖。

第6圖是本發明較佳實施例不包括測試箱的另一示意圖。

第7圖是治具單元及通訊裝置的局部示意圖。

第8圖是說明本發明較佳實施例的優點的示意圖。

參閱圖3至圖4，本發明天線輻射場型量測系統的較佳實施例包括一測試箱2、一治具單元3及一縮距場量測裝置4。

該測試箱2包括一位於箱頂21的開窗211，及間隔面對該開窗211的箱底22。

該治具單元3設置於該開窗211的位置，用以設置一待測的通訊裝置5，例如是至少包括一天線的晶片，並包括一第一承載部31、一第二承載部32、一連接部33、一探針34(圖7)、一針座35及一電子顯微鏡36。

該第一承載部31固定在該測試箱2的箱頂21的開窗211，且外觀呈一圓盤狀並具有一通孔311。該第二承載部32的外觀也呈一圓盤狀並具有一通孔321，該第二承載部32用以承載該待測的通訊裝置5，且該第二 承載部32承載該待測的通訊裝置5時，該第二承載部32的通孔321該通訊裝置5的下方。該第二承載部32的通孔321其孔徑如圖7所示是由窄漸寬，且鄰近該通訊裝置5處的孔徑最小，遠離該通訊裝置5處的孔徑最大。例如該第二承載部32的通孔321是呈一圓錐體截去尖角後的形狀。

該連接部33用以連接該第一承載部31及該第二承載部32。該探針34的尖端用以碰觸該通訊裝置5的一天線訊號饋入點，該探針34的鈍端用以電連接同軸電纜(圖未示出)。

見圖4及圖5，該針座35括一個三向位移器351、一探針夾352及一延伸桿353。

該三向位移器351設置於該第一承載部31上，該三向位移器351用以連動整個該治具單元3進行三維空間位移的微調，以使該探針34的尖端對準該通訊裝置5的天線訊號饋入點。該探針夾352設置於鄰近該第二承載部32的通孔321的位置，用以夾住該探針34。該延伸桿353的兩端分別連接該探針夾352及該三向位移器351，用以延伸該探針夾352與該三向位移器351的距離。該電子顯微鏡36透過該第一承載部31的通孔311對準該探針34。

該縮距場量測裝置4用以量測該通訊裝置5面對箱底22的半球面天線輻射場型，該半球面天線輻射場型的開口朝向該箱頂21，該縮距場量測裝置4包括一固定基座41、一內L型臂42、一饋源天線43、一反射器44、一外L型臂45、一第一旋轉器46及一第二旋轉器47。

該固定基座41設置於該箱底22。

該內L型臂42包括相連接的一第一直臂421及一第二直臂 422。

該饋源天線43設置於垂直該箱底22的該第一直臂421上，該反射器44設置於平行該箱底22的該第二直臂422上，該反射器44將源自該饋源天線43的電磁波反射至該治具單元3的一量測區，該通訊裝置5被測試時是放置在該量測區。

該外L型臂45包括相連接的一第三直臂451及一第四直臂452，該第三直臂451垂直該箱底22，該第四直臂452平行該箱底22。

該第一旋轉器46連接於該第一直臂421與該第三直臂451之間，且該第一旋轉器46受馬達驅動，進而驅動該內L型臂42繞著一第一中心軸線θ在該治具單元3的下方來回擺盪，θ的最大角度範圍是180度。

該第二旋轉器47連接於該固定基座41與該第四直臂452之間，該第二旋轉器47驅動該外L型臂45繞著一第二中心軸線ψ自轉，該第二中心軸線ψ與該第一中心軸線θ互相垂直，ψ的最大角度範圍是360度。

圖6是將該治具單元3及該縮距場量測裝置4旋轉一個角度，便於理解其構造。

本發明有益的功效在於如圖8所示，本發明將該內L型臂42設計成繞著第一中心軸線θ在該治具單元3的下方來回擺盪會相較在該治具單元3的上方來回旋轉節省功耗，特別是在該內L型臂42擺盪到相對地面的最高點要反向擺盪時重力f和該內L型臂42擺盪的方向是一致的，而不是如先前技術是相反的，因此本發明的該第一旋轉器46能以較低的功耗改變該內L型臂42擺盪的方向，也同時降低馬達扭力對抗地球重力時產生的振動，另外，本發明的治具單元3更適合5G封裝天線(AiP)的量測。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單地等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

3:治具單元

31:第一承載部

32:第二承載部

33:連接部

35:針座

351:三向位移器

352:探針夾

353:延伸桿

36:電子顯微鏡

4:縮距場量測裝置

41:固定基座

42:內L型臂

421:第一直臂

422:第二直臂

43:饋源天線

44:反射器

45:外L型臂

451:第三直臂

452:第四直臂

46:第一旋轉器

47:第二旋轉器

θ:第一中心軸線

ψ:第二中心軸線

Claims (6)

1. 一種天線輻射場型量測系統，包括：一測試箱，包括一位於箱頂的開窗，及間隔面對該開窗的箱底；一治具單元，設置於該開窗的位置，且該治具單元用以設置一待測的通訊裝置；及一縮距場量測裝置，用以量測該通訊裝置面對箱底的半球面天線輻射場型，包括：一固定基座，設置於該箱底；一內L型臂，包括相連接的一第一直臂及一第二直臂；一饋源天線，設置於該第一直臂；一反射器，設置於該第二直臂，該反射器將源自該饋源天線的電磁波反射至該治具單元的一量測區；一外L型臂，包括相連接的一第三直臂及一第四直臂；一第一旋轉器，連接於該第一直臂與該第三直臂之間，該第一旋轉器驅動該內L型臂繞著一第一中心軸線在該治具單元的下方來回擺盪；及一第二旋轉器，連接於該固定基座與該第四直臂之間，該第二旋轉器驅動該外L型臂繞著一第二中心軸線自轉，該第二中心軸線與該第一中心軸線互相垂直，該治具單元包括一第一承載部、一第二承載部及一連接部， 該第一承載部固定在該測試箱的箱頂的開窗，且外觀呈一圓盤狀並具有一通孔，該第二承載部的外觀也呈一圓盤狀並具有一通孔，該第二承載部用以承載該待測的通訊裝置，且該第二承載部承載該待測的通訊裝置時，該第二承載部的通孔是位於該通訊裝置的下方，該連接部用以連接該第一承載部及該第二承載部，該治具單元還包括一探針及一針座，該探針的尖端用以碰觸該通訊裝置的一天線訊號饋入點，該針座包括：一個三向位移器，設置於該第一承載部上，該三向位移器用以連動整個該治具單元進行三維空間位移的微調，以使該探針的尖端對準該天線訊號饋入點；一探針夾，設置於鄰近該第二承載部的通孔的位置，用以夾住該探針；及一延伸桿，兩端分別連接該探針夾及該三向位移器，用以延伸該探針夾與該三向位移器的距離。
2. 根據申請專利範圍第1項之天線輻射場型量測系統，其中該外L型臂繞著該第二中心軸線旋轉的最大角度範圍是360度，該內L型臂繞著該第一中心軸線旋轉的最大角度範圍是180度，該第一中心軸線平行該箱底，該第二中心軸線垂直該箱底。
3. 根據申請專利範圍第1項之天線輻射場型量測系統，其中該治具單元還包括一電子顯微鏡，該電子顯微鏡透過該第一承載部的通孔對準該探針。
4. 根據申請專利範圍第1項之天線輻射場型量測系統，其中該第二承載部的通孔其孔徑是由窄漸寬，且鄰近該通訊裝置處的孔徑最小，遠離該通訊裝置處的孔徑最大。
5. 根據申請專利範圍第4項之天線輻射場型量測系統，其中該第二承載部的通孔是呈一圓錐體截去尖角後的形狀。
6. 一種天線輻射場型量測系統，包括：一待測的晶片，該晶片包括至少一天線；一測試箱，包括一位於箱頂的開窗，及間隔面對該開窗的箱底；一治具單元，設置於該開窗的位置，且該治具單元用以設置該晶片；及一縮距場量測裝置，用以量測該晶片面對箱底的半球面天線輻射場型，包括：一固定基座，設置於該箱底；一內L型臂，包括相連接的一第一直臂及一第二直臂；一饋源天線，設置於該第一直臂；一反射器，設置於該第二直臂，該反射器將源自該饋源天線的電磁波反射至該治具單元的一量測區； 一外L型臂，包括相連接的一第三直臂及一第四直臂；一第一旋轉器，連接於該第一直臂與該第三直臂之間，該第一旋轉器驅動該內L型臂繞著一第一中心軸線旋轉；及一第二旋轉器，連接於該固定基座與該第四直臂之間，該第二旋轉器驅動該外L型臂繞著一第二中心軸線旋轉，該第二中心軸線與該第一中心軸線互相垂直，該治具單元包括一第一承載部、一第二承載部及一連接部，該第一承載部固定在該測試箱的箱頂的開窗，且外觀呈一圓盤狀並具有一通孔，該第二承載部的外觀也呈一圓盤狀並具有一通孔，該第二承載部用以承載該待測的通訊裝置，且該第二承載部承載該待測的通訊裝置時，該第二承載部的通孔是位於該通訊裝置的下方，該連接部用以連接該第一承載部及該第二承載部，該治具單元還包括一探針及一針座，該探針的尖端用以碰觸該通訊裝置的一天線訊號饋入點，該探針的鈍端電連接一同軸電纜，該針座包括：一個三向位移器，設置於該第一承載部上，該三向位移器用以連動整個該治具單元進行三維空間位移的微調，以使該探針的尖端對準該天線訊號饋入點； 一探針夾，設置於鄰近該第二承載部的通孔的位置，用以夾住該探針；及一延伸桿，兩端分別連接該探針夾及該三向位移器，用以延伸該探針夾與該三向位移器的距離。

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