TWI892554B - 測試天線裝置及天線測試系統 - Google Patents

Abstract

本申請提供一種測試天線裝置及天線測試系統。測試天線裝置包括：第一介質基板，第一介質基板之一表面包括第一區域及第二區域，且第二區域包圍第一區域；複數輻射單元，以預設排列方式成陣列地設置於第一區域及第二區域，且預設排列方式與天線陣列上之天線之排列方式互相對應；複數第二介質基板，層疊設置於第一介質基板遠離複數輻射單元之另一表面；複數功率分配器，設置於複數第二介質基板之間，複數功率分配器連接至位於第一區域之輻射單元。本申請提供之測試天線裝置可提高天線陣列之測試校正速度。

Description

測試天線裝置及天線測試系統

本發明涉及天線領域，尤其涉及一種測試天線裝置及天線測試系統。

相關技術中，經常採用近場一對一之天線來測試校正待測天線。然而該種方法效率低下，尤指於大型相控天線陣列中，其測試校正速度嚴重受限。舉例來說，當相控天線陣列有1024個輻射單元時，則該天線需各發射與接收測試校正1024次，且該天線之位移亦必須精準移動。這顯然極大地影響了天線陣列之測試校正速度。

針對上述問題，有必要提供一種測試天線裝置及天線測試系統，可提高天線陣列之測試校正速度。

本申請第一方面提供一種測試天線裝置，用於測試天線陣列。測試天線裝置包括：第一介質基板，第一介質基板之一表面包括第一區域及第二區域，且第二區域包圍第一區域；複數輻射單元，以預設排列方式成陣列地設置於第一區域及第二區域，且預設排列方式與天線陣列上之天線輻射單元之排列方式互相對應；複數第二介質基板，層疊設置於第一介質基板遠離複數輻射單元之另一表面；複數功率分配器，設置於複數第二 介質基板之間，複數功率分配器連接至位於第一區域之輻射單元。

於一實施例中，複數輻射單元中位於第一區域之輻射單元用於發射訊號或接收訊號，複數輻射單元中位於第二區域之輻射單元接地。

於一實施例中，複數輻射單元包括環形天線。

於一實施例中，預設排列方式包括：於每兩行輻射單元中，其中一行之每一輻射單元錯位設置於另外一行之兩輻射單元之間，以形成三角形排列方式。

於一實施例中，複數功率分配器並聯連接至位於第一區域之輻射單元。

於一實施例中，第二區域之輻射單元藉由負載接地，且負載設置於複數第二介質基板之間。

於一實施例中，負載為50歐姆電阻。

本申請第二方面提供一種天線測試系統，用於測試天線陣列。天線測試系統包括如上任一項所述之測試天線裝置。

於一實施例中，天線測試系統還包括網路分析儀，網路分析儀包括射頻輸出埠及射頻輸入埠，射頻輸出埠連接複數功率分配器，且射頻輸入埠連接天線陣列之訊號輸入埠；或射頻輸出埠連接天線陣列之訊號輸入埠，且射頻輸入埠連接複數功率分配器。

於一實施例中，複數輻射單元之預設排列方式對應於待測試之天線陣列上之天線輻射單元之排列方式。

本申請提供之測試天線裝置包括第一介質基板、複數輻射單元、複數第二介質基板及複數功率分配器。其中，第一介質基板之表面包 括第一區域及第二區域，且第二區域包圍第一區域。複數輻射單元以預設排列方式成陣列地設置於第一區域及第二區域。如此，使得複數輻射單元設置於第一區域內之輻射單元之環境相同。又複數功率分配器連接至複數輻射單元設置於第一區域內之輻射單元，以提供饋入訊號。如此，使得複數輻射單元設置於第一區域內之輻射單元激發的訊號之訊號強度及訊號相位具有較高的一致性，滿足多測試天線裝置之設計需求，可對天線陣列上之多個天線同時進行測試校正，提高測試校正效率。進一步地，複數第二介質基板層疊設置於第一介質基板遠離複數輻射單元之一側，且複數功率分配器設置於複數第二介質基板之間，可減少測試天線裝置之面積。

10、10a、10b、10c:測試天線裝置

110:第一介質基板

111:接地通孔

112:淨空區

114:接地柱

1101:第一區域

1102:第二區域

120:輻射單元

121、121a、121b:環形天線

1211、1211a、1211b:輻射部

1212、1212a、1212b:接地部

1213、1213a、1213b、1233:饋入部

1214:負載

122:貼片天線

1221:導電貼片

1223:饋入點

123:槽孔天線

113:槽孔

130:第二介質基板

140:功率分配器

1411:連接埠

20、20a、20b、20c:天線陣列

210、210a:天線輻射單元

220:訊號埠

30:網路分析儀

31:射頻輸出埠

32:射頻輸入埠

41:第一滑軌

42:第二滑軌

100:天線測試系統

P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11、P12、P13:感測輻射 單元

圖1為本申請一實施例提供之天線測試系統測試校正天線陣列時之示意圖。

圖2為本申請一實施例提供之測試天線裝置以XZ平面呈現之結構示意圖。

圖3為圖2示出之測試天線裝置中之第一介質基板以XY平面呈現之示意圖。

圖4為圖3實施例中之複數輻射單元中之一輻射單元之示意圖。

圖5A為本申請另一實施例提供之一輻射單元之示意圖。

圖5B為本申請另一實施例提供之一輻射單元之示意圖。

圖6為本申請一實施例提供之複數功率分配器連接複數輻射單元中位於第一區域之輻射單元之示意圖。

圖7為本申請另一實施例提供之複數功率分配器連接複數輻射單元中位於第一區域之輻射單元之示意圖。

圖8為本申請一實施例中多個功率分配器連接形成之級聯電路結構之示意圖。

圖9為本申請一實施例中包括6個感測輻射單元及2個接地輻射單元之測試天線裝置之示意圖。

圖10為圖9示出之6個感測輻射單元測得之S參數的功率強度之示意圖。

圖11為圖9示出之6個感測輻射單元測得之S參數之相位示意圖。

圖12為本申請一實施例中僅包括6個感測輻射單元之測試天線裝置之示意圖。

圖13為圖12示出之6個感測輻射單元測得之S參數的功率強度之示意圖。

圖14為圖12示出之6個感測輻射單元測得之S參數之相位示意圖。

圖15為圖9之第三感測輻射單元測試校對天線陣列上之其中一天線時之示意圖。

圖16為圖15中之第三感測輻射單元與天線陣列之天線RT1至RT6之間的傳輸係數(Transmission Coefficient)之曲線圖。

圖17為圖2中之第七感測輻射單元與其他相鄰之6個感測輻射單元之間的隔離度曲線示意圖。

圖18為本申請一實施例提供之貼片天線之示意圖。

圖19為本申請一實施例提供之槽孔天線之示意圖。

圖20為7個環形天線中位於中心位置之環形天線與其他環形天線之間的隔離度曲線示意圖。

圖21為7個貼片天線中位於中心位置之貼片天線與其他貼片天線之間的隔離度曲線示意圖。

圖22為7個槽孔天線中位於中心位置之槽孔天線與其他槽孔天線之間的隔離度曲線示意圖。

圖23為本申請一實施例提供之複數輻射單元與對應的天線陣列之第一種排列方式圖。

圖24為本申請一實施例提供之複數輻射單元與對應的天線陣列之第二種排列方式圖。

圖25為本申請一實施例提供之複數輻射單元與對應的天線陣列之第三種排列方式圖。

下面將結合本發明實施例中之附圖，對本發明實施例中之技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述之實施例僅僅係本發明一部分實施例，而非全部之實施例。基於本發明中之實施例，本領域具有通常技藝者於沒有做出創造性勞動前提下所獲得之所有其他實施例，均屬於本發明保護之範圍。

除非另有定義，本文所使用之所有的技術與科學術語與屬於本發明技術領域之具有通常技藝者通常理解之含義相同。本文中於本發明之說明書中所使用之術語僅係為描述具體之實施例，並非旨在於限制本發明。本文所使用之術語“及/或”包括一個或複數相關之所列項目的任意 與所有之組合。

下面結合附圖，對本發明之一些實施方式作詳細說明。於不衝突之情況下，下述之實施例及實施例中之特徵可相互組合。

相關技術中，經常採用近場一對一之測試天線來測試校正待測天線。然而該種方法存於效率低下之問題，尤指於大型相控天線陣列中，其測試校正速度嚴重受限。舉例來說，當相控天線陣列有1024個輻射單元時，則該測試天線需各發射與接收測試校正1024次，且該測試天線之位移亦必須精準移動。這顯然極大地影響了天線陣列之測試校正速度。

基於此，本申請提供一種測試天線裝置，用於測試天線陣列，且可提高天線陣列之測試校正速度。

首先，請參閱圖1，本申請提供一種天線測試系統100，包括測試天線裝置10及網路分析儀30。測試天線裝置10用於接收待測之天線陣列20輻射之訊號，或用於輻射訊號至待測之天線陣列20。網路分析儀30用於獲取測試天線裝置10或天線陣列20產生之測試資料進行分析，從而測試校正天線陣列20。

請一併參閱圖2至圖3，測試天線裝置10包括第一介質基板110、複數輻射單元120形成陣列之排列方式(參圖3)、複數層第二介質基板130及複數功率分配器140(參圖6及圖7)。

請一併參閱圖2及圖3，複數輻射單元120設置於第一介質基板110之一表面上。請一併參閱圖2、圖6及圖7，複數功率分配器140設置於複數第二介質基板130之間。

請繼續參閱圖3，第一介質基板110之一表面包括第一區域 1101及第二區域1102，且第二區域1102包圍第一區域1101。具體地，於本實施例中，第二區域1102大致位於第一介質基板110之邊緣區域，第一區域1101位於第二區域1102內側之區域。亦就是說，第二區域1102位於第一區域1101之四周且包圍第一區域1101。

複數輻射單元120，以預設排列方式成陣列地設置於第一區域1101及第二區域1102。亦就是說，複數輻射單元120以預設排列方式成陣列地設置於第一介質基板110之其中一表面上，且複數輻射單元120之其中一部分位於第一區域1101上，複數輻射單元120之另外一部分位於第二區域1102上。其中，位於第一區域1101之複數輻射單元120與位於第二區域1102之複數輻射單元120為相同之輻射單元，區別在於：位於第一區域1101之複數輻射單元120(於下文中稱感測輻射單元)用於發射訊號或接收訊號，位於第二區域1102之複數輻射單元120(於下文中稱接地輻射單元)接地。如此，藉由接地輻射單元圍繞感測輻射單元設置，可使複數輻射單元120中之每一感測輻射單元均有相鄰設置之輻射單元(即每一感測輻射單元均有相鄰之感測輻射單元及/或接地輻射單元)。亦就是說，藉由這樣的設計，使得複數輻射單元120中設置於第一區域1101之邊緣地區之輻射單元，亦有接地輻射單元環繞，從而使複數輻射單元120中設置於第一區域1101之中央的輻射單元與設置於第一區域1101之邊緣的輻射單元之環境相同，最終使得每一感測輻射單元輸出的訊號的強度(Amplitude)與相位(Phase)具有高度的一致性效果。

請參閱圖4，圖4為圖3中複數輻射單元120中之任一輻射單元之示意圖。複數輻射單元120中之每一輻射單元120可為圖4示出之環 形天線(Loop Antenna)121。於其他實施例中，複數輻射單元120中之輻射單元還可為其他類型之天線，例如圖18示出之貼片天線122、圖19示出之槽孔天線123等。

具體地，環形天線121可為設置於第一介質基板110一表面之環形貼片天線。其中，環形天線121包括輻射部1211、接地部1212及饋入部1213。輻射部1211大致為一端開口之圓環狀微帶線。接地部1212及饋入部1213均為大致呈直條狀之微帶線。接地部1212及饋入部1213均設置於輻射部1211形成之圓環內。接地部1212之一端連接至輻射部1211的開口之一端。饋入部1213連接至輻射部1211的開口之另一端。接地部1212可藉由第一介質基板110及複數第二介質基板130上對應之複數過孔(圖中未示出)連接至接地柱(Ground Pin)114接地。饋入部1213亦可藉由第一介質基板110及複數第二介質基板130上對應之複數過孔(圖中未示出)連接至複數功率分配器140，以接收或發射對應之射頻訊號。

第一介質基板110上還開設有複數接地通孔111。複數接地通孔111環繞環形天線121設置。如此，複數接地通孔111穿過第一介質基板110及複數第二介質基板130接地，以形成淨空區112。可理解地，於第一介質基板110之Z軸方向上，於淨空區112內未設置電子器件。如此，環形天線121設置於淨空區112內，可顯著降低干擾。且，由於環形天線121設置於淨空區112內，環形天線121藉由饋入部1213接收電流後，電流可集中於環形天線121中，進而降低與其他環形天線121的耦合，提升每一輻射單元的隔離度。

可理解地，當複數輻射單元120中之每一輻射單元為環形天 線時，本申請並不對環形天線之具體形狀進行限制。例如，請參閱圖5A，於其他實施例中，複數輻射單元120中之每一輻射單元亦可為環形天線121a。其中，環形天線121a與環形天線121之結構大致相同，亦包括輻射部1211a、接地部1212a及饋入部1213a。區別在於環形天線121a之輻射部1211a之兩側還向環形天線121a之中心凹陷。

又例如，請參閱圖5B，於其他實施例中，複數輻射單元120中之每一輻射單元亦可為環形天線121b。其中，環形天線121b與環形天線121之結構大致相同，包括輻射部1211b、接地部1212b及饋入部1213b。區別在於環形天線121b之接地部1212b及饋入部1213b從輻射部1211b的開口之兩端分別向遠離環形天線121b的中心之方向延伸一段距離形成。且輻射部1211b還向外凸出。

可理解地，本申請並不對環形天線121之具體形狀進行限制，於其他實施例中，環形天線還可為其他形狀。

請再次參閱圖1，待測之天線陣列20包括複數天線輻射單元210。當測試天線裝置10用於測試校正天線陣列20時，測試天線裝置10設置有複數輻射單元120之一側需面對天線陣列20，且所有感測輻射單元與天線陣列20上對應之同樣數量之複數天線輻射單元210需一一對應，以實現所有感測輻射單元與複數天線輻射單元210中對應之天線輻射單元210之間相對應之訊號收發。如此，複數輻射單元120之預設排列方式與待測之天線陣列20上之天線輻射單元210之排列方式互相對應。

請再次參閱圖3，例如，於本實施例中，對應於天線陣列20上之天線輻射單元210之排列方式，複數輻射單元120之預設排列方式包 括，於每兩行輻射單元120中，其中一行之每一輻射單元120錯位設置於另外一行之兩輻射單元120之間，使得任意三個輻射單元120形成三角形排列方式。本申請並不對複數輻射單元120之預設排列方式進行限制，僅需複數輻射單元120之預設排列方式與待測之天線陣列20上之天線輻射單元210之排列方式相同即可。例如，於其他實施例中，對應於待測之天線陣列20上之天線輻射單元210之排列方式，預設排列方式亦可為複數輻射單元120以方形、圓形或菱形等圖形進行排列。

請再次參閱圖2，複數第二介質基板130層疊設置於第一介質基板110遠離複數輻射單元120之另一表面。

請一併參閱圖6及圖7，圖6及圖7分別為本申請兩實施例中，第一視角之複數功率分配器140與複數輻射單元120之間之連接關係示意圖。其中，第一視角為從測試天線裝置10中間剖開得到之YZ平面看到之視角。如圖6及圖7示出複數功率分配器140設置於複數第二介質基板130之間。於一些實施例中，如圖6示出當複數第二介質基板130包括一層第二介質基板130時，複數功率分配器140可設置於第二介質基板130靠近第一介質基板110之一側。於一些實施例中，如圖7示出當複數第二介質基板130包括多層第二介質基板130時，複數功率分配器140亦可設置於多層第二介質基板130之間，例如3層第二介質基板130之間。複數功率分配器140連接至複數輻射單元120中位於第一區域1101之輻射單元。即複數功率分配器140分別連接至複數感測輻射單元之饋入部。複數輻射單元120中位於第二區域1102之輻射單元藉由負載1214接地。即每一接地輻射單元之饋入部1213藉由負載1214接地。其中，負載1214可為阻值為 50歐姆之電阻。且負載1214可設置於複數第二介質基板130之間。本申請並不對負載1214之具體電子元件進行限制，例如於其他實施例中，負載1214可包括電阻、電容及電感中之至少一者。

請參閱圖6，於一些實施例中，複數功率分配器140並聯連接複數輻射單元120中位於第一區域1101之輻射單元。即複數功率分配器140並聯連接至複數感測輻射單元。具體地，本申請中之功率分配器140可為威爾金森功率分配器(Wilkinson Power Divider)。功率分配器140包括第一埠及兩第二埠。第一埠連接網路分析儀30(請參圖1)之射頻輸出埠31以接收相應之射頻訊號，或第一埠連接射頻輸入埠32以輸出相應之射頻訊號至網路分析儀30。每一第二埠分別連接對應之感測輻射單元之饋入部1213。例如，於本實施例中，每一第二埠分別連接對應之作為感測輻射單元之環形天線121之饋入部。功率分配器140用於將第一埠輸入之射頻訊號之能量分成兩路具有相等之能量之饋入訊號，並藉由第二埠輸出。如此，本申請中之每一感測輻射單元之饋入訊號之能量相同。或功率分配器140用於將兩第二埠接收到之訊號彙集至第一埠輸出。

請參閱圖7，於一些實施例中，亦可將多個功率分配器140依次連接形成級聯電路結構，以為每一感測輻射單元饋入相同能量之饋入訊號。具體地，以圖7示出之級聯電路結構為例，於第一級電路中，功率分配器140之第一埠用於連接射頻輸出埠，兩第二埠分別連接另外兩功率分配器140之第一埠。於第二級電路中，兩功率分配器140之四個第二埠分別連接四個功率分配器140之第一埠。以此類推，最後一級電路中之功率分配器140之數量，為複數輻射單元120中之感測輻射單元之數量之一半。 例如，請參閱圖8，圖8為本申請一實施例中由多個功率分配器140連接形成之級聯電路結構之示意圖。其中，第一級電路中之功率分配器140之第一埠作為連接埠1411。連接埠1411用於連接射頻輸出埠31或射頻輸入埠32。可理解地，級聯電路結構中之每一級電路可分別設置於複數第二介質基板130中之每一介質基板上，如此，可於接收時將所有感測輻射單元接收到之訊號整合於連接埠1411並藉由射頻輸入埠32輸出至網路分析儀30；於發射時將射頻輸出埠31輸出之射頻訊號之能量藉由連接埠1411均勻輸出至每一感測輻射單元。

可理解地，於其他實施例中，功率分配器140除了可為威爾金森功率分配器(Wilkinson Power Divider)，還可為其他類型或其他多種類型結合之功率分配器，僅需最終使得每一感測輻射單元饋入之射頻訊號的能量相同即可，本申請並不對功率分配器140之類型進行限制。

可理解地，進行天線陣列之測試校正時，主要對天線陣列之相位與功率強度這兩項參數進行測試校正。習知技術中均採用單一的感應天線用於測試天線陣列，故對於單一的感應天線沒有相位與功率強度之一致性問題。而本申請提出之測試天線裝置10包括複數感測輻射單元，如果複數感測輻射單元之間已經有相位或功率強度之偏差，則會於測試天線裝置10對天線陣列20進行測試校正時導致失真。因此，測試天線裝置10中之複數感測輻射單元之相位與功率強度應保持較高的一致性。

請參閱圖9，於本實施例中，為降低測試資料之複雜度及提高測試資料之可讀性，僅以圖9示出之包括6個感測輻射單元(例如第一感測輻射單元P1至第六感測輻射單元P6)及2個接地輻射單元之測試天線裝 置之S參數測試資料為例，說明本申請提供之測試天線裝置之輻射特性。其中，圖9示出之2個接地輻射單元設置於6個感測輻射單元之上下兩側，以使6個感測輻射單元中之每一感測輻射單元均設置於兩輻射單元之間，即6個感測輻射單元之環境相同。圖10及圖11分別係圖9示出之6個感測輻射單元測得之S參數之功率強度示意圖及S參數之相位示意圖。根據圖10及圖11可看出，圖9示出之測試天線裝置之感測輻射單元激發之訊號之功率強度及相位具有較高的一致性。這亦說明，本申請提供之測試天線裝置10中之每一感測輻射單元之返回損耗及輸出效果可維持較高一致性。如此，測試天線裝置10符合用於測試校正天線陣列20之設計要求。

請繼續參閱圖12至圖14，如圖12示出以未設置接地輻射單元之6個感測輻射單元進行對比。圖13及圖14分別係圖12示出之6個感測輻射單元測得之S參數之功率強度示意圖及S參數之相位示意圖。根據圖13及圖14可看出，圖13及圖14示出之感測輻射單元激發之訊號之功率強度及相位的一致性較差。尤其，分別設置於上下兩側之第一感測輻射單元P1及第六感測輻射單元P6，由於周圍環境的改變，使得第一感測輻射單元P1及第六感測輻射單元P6之S參數之功率強度(請參曲線S131及曲線S132)及相位(請參曲線S141及曲線S142)遠遠偏離其他感測輻射單元。顯然，根據圖9至圖11，與圖12至圖14的對比可看出，設置有接地輻射單元及感測輻射單元之測試天線裝置10具有更高的訊號之功率強度與相位的一致性，更適用於測試天線陣列20。這亦說明本申請提供的測試天線裝置10，藉由第二區域1102設置之輻射單元，可有效提升第一區域1101中之感測輻射單元的訊號之功率強度及相位的一致性。

請再次參閱圖1，可理解地，當採用測試天線裝置10測試天線陣列20時，測試天線裝置10上之感測輻射單元需要與天線陣列20上之天線輻射單元210一一對應進行訊號收發，以更好地獲取對應的天線陣列20上對應之天線輻射單元210之資料，從而進行對應的測試校正。亦就是說，測試天線裝置10上之每一感測輻射單元與對應之天線輻射單元210之間應具有更高之耦合性，且相鄰的感測輻射單元之間應該具有較高的隔離度，這樣一來，測試天線裝置10對於對應的天線陣列20上之各天線輻射單元210之發射或接收特性，可降低測試天線裝置10中因各輻射單元之間的互相耦合而產生的干擾，從而提升測試校正精準度。

請繼續參閱圖15至圖16，圖15係圖9示出之測試天線裝置上之第三感測輻射單元P3與天線陣列上之天線RT1至天線RT6之間進行訊號收發之示意圖。圖16為第三感測輻射單元P3與天線RT1至天線RT6之間的傳輸係數(Transmission Coefficient)之曲線圖。其中，曲線S161為第三感測輻射單元P3與天線RT1之間的傳輸係數曲線。曲線S162為第三感測輻射單元P3與天線RT2之間的傳輸係數曲線。曲線S163為第三感測輻射單元P3與天線RT3之間的傳輸係數曲線。曲線S164為第三感測輻射單元P3與天線RT4之間的傳輸係數曲線。曲線S165為第三感測輻射單元P3與天線RT5之間的傳輸係數曲線。曲線S166為第三感測輻射單元P3與天線RT6之間的傳輸係數曲線。從圖15可看出，第三感測輻射單元P3與天線RT3之間的傳輸係數較高，而第三感測輻射單元P3對天線RT1、天線RT2、天線RT4、天線RT5及天線RT6的傳輸係數較低。且於LEO Ku頻段上，第三感測輻射單元P3與天線RT3之間的傳輸係數，相較於第三感測 輻射單元P3與其他天線之間的傳輸係數之差異達到15dB以上。如此，說明本申請提供之測試天線裝置10上之每一感測輻射單元具有較佳的獨立性，且每一感測輻射單元與對應的天線之間的耦合性較佳，符合用於測試天線陣列20之設計要求。

請一併參閱圖3及圖17，圖17為圖3中第一介質基板110上之第七感測輻射單元P7與其他6個感測輻射單元(第八感測輻射單元P8至第十三感測輻射單元P13)之間的隔離度曲線示意圖。其中，曲線S171為第七感測輻射單元P7與第八感測輻射單元P8之間的隔離度曲線。曲線S172為第七感測輻射單元P7與第九感測輻射單元P9之間的隔離度曲線。曲線S173為第七感測輻射單元P7與第十感測輻射單元P10之間的隔離度曲線。曲線S174為第七感測輻射單元P7與第十一感測輻射單元P11之間的隔離度曲線。曲線S175為第七感測輻射單元P7與第十二感測輻射單元P12之間的隔離度曲線。曲線S176為第七感測輻射單元P7與第十三感測輻射單元P13之間的隔離度曲線。可理解地，隔離度(isolation)指標代表感測輻射單元彼此之間的相互影響程度。從圖17可看出，第七感測輻射單元P7與第八感測輻射單元P8至第十三感測輻射單元P13之間的隔離度均為-22dB以下。如此，說明本申請提供之測試天線裝置10中，每一感測輻射單元之間互相影響的程度較小，隔離度較大，可滿足多天線測試校正之設計需求。

可理解地，於其他實施例中，複數輻射單元120還可包括其他類型之天線，例如圖18示出之貼片天線122、圖19示出之槽孔天線123等。

請一併參閱圖18及圖19，其中，當第一介質基板110上之輻射單元為貼片天線122或槽孔天線123時，第一介質基板110上均開設有接地通孔111，以形成淨空區112。且貼片天線122及槽孔天線123均設置於淨空區112內。

具體地，貼片天線122包括大致呈圓形之導電貼片1221。且導電貼片1221上設置有饋入點1223。

槽孔天線123包括槽孔113及饋入部1233。槽孔113開設於第一介質基板110之淨空區112內。饋入部1233及槽孔113於Z軸方向上之投影至少部分重疊。如此，饋入部1233於接收到饋入訊號後，可將饋入訊號耦合至槽孔113。

請參閱圖20至圖22，圖20為7個環形天線121按照圖3中之第七感測輻射單元P7至第十三感測輻射單元P13之排列方式排列時測得之位於中心位置之環形天線121與其他環形天線之間的隔離度曲線示意圖。圖21為7個貼片天線122按照圖2中之第七感測輻射單元P7至第十三感測輻射單元P13之排列方式排列時測得之位於中心位置之貼片天線122與其他貼片天線122之間的隔離度曲線示意圖。圖22為7個槽孔天線123按照圖2中之第七感測輻射單元P7至第十三感測輻射單元P13之排列方式排列時測得之位於中心位置之槽孔天線123與其他槽孔天線123之間的隔離度曲線示意圖。由圖20至圖22可看出，位於中心位置之環形天線121與其他環形天線121之間的隔離度均小於-25dB，位於中心位置之貼片天線122與其他貼片天線122之間的隔離度均小於-12dB，位於中心位置之槽孔天線123與其他槽孔天線123之間的隔離度均小於-14dB。

綜上，本申請提供之測試天線裝置10包括第一介質基板110、複數輻射單元120、複數第二介質基板130及複數功率分配器140。其中，第一介質基板110之表面包括第一區域1101及第二區域1102，且第二區域1102包圍第一區域1101。複數輻射單元120以預設排列方式成陣列地設置於第一區域1101及第二區域1102。如此，使得複數輻射單元120設置於第一區域1101內之輻射單元之環境相同。又複數功率分配器140連接至複數輻射單元120設置於第一區域1101內之輻射單元，以提供饋入訊號。如此，使得複數輻射單元120設置於第一區域1101內之輻射單元激發的訊號之訊號強度及訊號相位具有較高的一致性，滿足多測試天線裝置之設計需求，可對天線陣列20上之多個天線輻射單元210同時進行測試校正，提高測試校正效率。進一步地，複數第二介質基板130層疊設置於第一介質基板110遠離複數輻射單元120之一側，且複數功率分配器140設置於複數第二介質基板130之間，可減少測試天線裝置10的面積。

請再次參閱圖1，天線測試系統測試天線裝置網路分析儀30包括射頻輸出埠31及射頻輸入埠32。本申請並不對網路分析儀30上之射頻輸出埠31及射頻輸入埠32之數量進行限制。天線陣列20包括訊號埠220。可理解地，當對天線陣列20進行訊號發射測試校正時，射頻輸出埠31連接天線陣列20之訊號埠220，射頻輸入埠32連接複數功率分配器140之輸入埠(或複數功率分配器140形成之級聯電路結構中之第一級電路之連接埠1411)。如此，天線陣列20上之天線輻射單元210接收到網路分析儀30饋入之電訊號後，可對外發射訊號並由複數輻射單元120位於第一區域1101之輻射單元接收。複數輻射單元120位於第一區域1101之輻射單元接 收到訊號後，藉由複數功率分配器及射頻輸入埠將接收到之返回訊號輸出至網路分析儀30，並由網路分析儀30對返回訊號進行分析以得到天線陣列20之發射資料。

當對天線陣列20進行訊號接收測試校正時，射頻輸出埠31連接複數功率分配器140之輸入埠(或複數功率分配器140形成之級聯電路結構中之第一級電路之連接埠1411)，射頻輸入埠32連接天線陣列20之訊號埠220。如此，複數輻射單元120位於第一區域1101之輻射單元接收到網路分析儀30饋入之電訊號後，可對外發射訊號並由天線陣列20上之多個天線輻射單元210接收。天線陣列20上之多個天線輻射單元210接收到訊號後，藉由訊號埠220將接收到之返回訊號輸出至網路分析儀30，並由網路分析儀30對返回訊號進行分析以得到天線陣列20之接收資料。

天線測試系統100還包括第一滑軌41、第二滑軌42、驅動單元及處理器(圖中未示出)。驅動單元與測試天線裝置10連接。驅動單元43用於根據處理器發出之控制指令移動，從而帶動測試天線裝置10於第一滑軌41或第二滑軌42上移動。其中，第一滑軌41與第二滑軌42可互相垂直，且第一滑軌41可為橫軸滑軌，第二滑軌42可為豎軸滑軌。可理解地，第一介質基板110及天線陣列20上還可開設複數定位孔，如此，藉由帶動測試天線裝置10移動，以使得第一介質基板110上之定位孔與天線陣列20上之對應的定位孔互相對準，從而使得測試天線裝置10中之複數輻射單元120中位於第一區域1101之輻射單元可與天線陣列20上之同樣數量之天線輻射單元210互相對準進行測試。

可理解地，對應於天線陣列上之不同之天線排列方式，複數 輻射單元120中位於第一區域1101之輻射單元之排列方式亦不同。例如，請一併參閱圖23至圖25，當天線陣列20a上之天線的排列方式為方形時，對應之測試天線裝置10a上之複數輻射單元中位於第一區域之輻射單元亦以方形排列；當天線陣列20b上之天線的排列方式為菱形時，對應之測試天線裝置10b上之複數輻射單元中位於第一區域之輻射單元亦以菱形排列；當天線陣列20c上之天線的排列方式為八邊形時，對應的測試天線裝置10c上之複數輻射單元中位於第一區域之輻射單元亦以八邊形排列。

以上實施方式僅用以說明本發明之技術方案而非限制，儘管參照以上較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域之普通技術人員應當理解，可對本發明之技術方案進行修改或等同替換均不應脫離本發明技術方案之精神與範圍。本領域技術人員還可於本發明精神內做其它變化等用於本發明之設計，僅要其不偏離本發明之技術效果均可。該等依據本發明精神所做之變化，均應包含於本發明所要求保護之範圍之內。

110:第一介質基板 1101:第一區域 1102:第二區域 120:輻射單元 P7、P8、P9、P10、P11、P12、P13:感測輻射單元

Claims (9)

1. 一種測試天線裝置，用於測試天線陣列，其改良在於，所述測試天線裝置包括： 第一介質基板，所述第一介質基板之一表面包括第一區域及第二區域，且所述第二區域包圍所述第一區域； 複數輻射單元，以預設排列方式成陣列地設置於所述第一區域及所述第二區域，且所述預設排列方式與所述天線陣列上之天線輻射單元之排列方式互相對應，其中，所述複數輻射單元中位於所述第一區域之輻射單元用於發射訊號或接收訊號，所述複數輻射單元中位於所述第二區域之輻射單元接地； 複數第二介質基板，層疊設置於所述第一介質基板遠離複數所述輻射單元之另一表面； 複數功率分配器，設置於所述複數第二介質基板之間，所述複數功率分配器連接至位於所述第一區域之輻射單元。
2. 如請求項1所述之測試天線裝置，其中，所述複數輻射單元包括環形天線。
3. 如請求項1所述之測試天線裝置，其中，所述預設排列方式包括：於每兩行所述輻射單元中，其中一行之每一所述輻射單元錯位設置於另外一行之兩所述輻射單元之間，以形成三角形排列方式。
4. 如請求項1所述之測試天線裝置，其中，所述複數功率分配器並聯連接至位於所述第一區域之輻射單元。
5. 如請求項1所述之測試天線裝置，其中，所述第二區域之輻射單元藉由負載接地，且所述負載設置於所述複數第二介質基板之間。
6. 如請求項5所述之測試天線裝置，其中，所述負載為50歐姆電阻。
7. 一種天線測試系統，用於測試天線陣列，其改良在於，所述天線測試系統包括如請求項1至6中任一項所述之測試天線裝置。
8. 如請求項7所述之天線測試系統，其中，所述天線測試系統還包括網路分析儀，所述網路分析儀包括射頻輸出埠及射頻輸入埠，所述射頻輸出埠連接所述複數功率分配器，且所述射頻輸入埠連接所述天線陣列之訊號輸入埠；或所述射頻輸出埠連接所述天線陣列之訊號輸入埠，且所述射頻輸入埠連接所述複數功率分配器。
9. 如請求項7所述之天線測試系統，其中，所述複數輻射單元之預設排列方式對應於待測試之天線陣列上之天線輻射單元之排列方式。