专利名称：无线电子装置的测试设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子装置的测试设备，特别是涉及一种无线电子装置的测试设备。
背景技术：
无线电子装置在设计的过程中需要不断地测试该装置对应无线讯号的发收状态，以作为未来无线电子装置调整及设计的根据。此外，无线电子装置在出厂前仍要不断进行测试，以确认无线电子装置的性能符合厂商以及主管机关的要求及规范。为了将无线电子装置隔离于外界无线讯号，该待测无线电子装置在测试时通常是设置于具有金属外壳的隔离箱(Shielding Box)中。图1所示为一传统隔离箱10的内部示意图。传统隔离箱10包含金属外壳11、吸波材料20以及第一测量天线30，其中第一测量天线30的一端设有馈入部12，以供第一测量天线30通过馈入部12接收讯号并在隔离箱10之中产生电磁场。如图1所示，吸波材料20设置于金属外壳11的内表面，以供吸收待测无线电子装置50向金属外壳11发射的无线讯号。如此一来，吸波材料20可避免多个无线讯号在反射及折射后形成功率较大的复合无线讯号而影响测试结果。此外，金属外壳11是另外接地(Ground) 60以避免形成感应回路以及将收到的外界无线讯号导向地60。此外，图1所示的测试天线30实质上为锥体且自金属外壳11的一端延伸至另一端，其中待测无线电子装置50设置于金属外壳11中邻接测试天线30的平面上以进行测试。换言之，测试天线30侧向形成一个电磁场以笼罩并测试无线电子装置50。然而，由于测试天线30本身为形状不规律的锥体，因此测试天线30亦将在传统隔离箱之中产生场强不规律的电磁场。如此一来，无线电子装置50在传统隔离箱中位置的改变将使第一测量天线30取得差异相当显著的测量结果(如发射功率)。换言之，第一测量天线30将可能因待测无线电子装置50尺寸或放置位置的变化而取得相当不稳定的无线讯号测量结果。
发明内容
本发明的目的为提供一种无线电子装置的测试设备，以降低因待测电子装置尺寸或放置位置不同而带来的测量讯号差异并提升测量稳定性。本发明无线电子装置的测试设备，包含金属外壳、射频吸收材料、第一测量天线以及阻抗调整模块，其中射频吸收材料设置于金属外壳内并围起一内部空间。射频吸收材料进一步包含一夹槽，形成于射频吸收材料的一端，其中至少部分第一测量天线设置于夹槽之中。在较佳实施例中，第一测量天线为片状并包含第一金属臂和第二金属臂，连接阻抗调整模块并沿着射频吸收材料不同位置的表面延伸。此外，射频吸收材料包含第一吸收层和第二吸收层，其中第一测量天线设置于吸收层之间的夹槽中。阻抗调整模块包含电介质层、第一内部天线以及第二内部天线，其中第一内部天线及第二内部天线分别设置于电介质层的相对两侧。第一内部天线及第二内部天线分别包含相互平行的第一天线主干及第二天线主干。第一内部天线包含自第一天线主干一端延伸而出的第一调整部。第二内部天线包含自第二天线主干一端延伸而出的第二调整部，其中第一调整部及第二调整部在电介质层上的投影至少部份重迭。此外，阻抗调整模块包含一阻抗调整槽，形成于电介质层且邻接第二内部天线的第二调整部。
图1所示为一传统隔离箱的示意图；图2所示为本发明测试设备的实施例示意图；图3所示为本发明测试设备的实施例爆炸图；图4A所示为图2所示阻抗调整模块的示意图；图4B所示为图4A所示阻抗调整模块的放大示意图；图5A- 所示为图2所示测试设备在内部空间所产生的电磁场示意图；图6A所示为本发明另一实施例所包含第一测量天线、第二测量天线以及阻抗调整模块的组合图；图6B所示为本发明测试设备另一实施例的爆炸图；图7A所示为本发明测试设备另一实施例的示意图；以及图7B-7D所示为本发明测试设备。附图符号说明100测试设备110金属外壳120讯号馈入部200射频吸收材料210内部空间220 夹槽300第一测量天线310第一金属臂320第二金属臂330第二测量天线400阻抗调整模块410电介质层420第一内部天线421第一调整部422第一调整臂423第二调整臂430第二内部天线431第二调整部432第三调整臂433第四调整臂440第一天线主干
441第二天线主干Θ i第一角度Θ 2第二角度
具体实施例方式图2及图3所示为本发明测试设备100的实施例示意图及爆炸图。在本实施例中，测试设备100包含金属外壳110、讯号馈入部120、射频吸收材料200、第一测量天线300以及阻抗调整模块400，其中一待测电子装置500设置于射频吸收材料200所围起的内部空间210之中。如图2所示，金属外壳110实质上包覆射频吸收材料200以及设置于射频吸收材料200之中的待测电子装置500，以将待测电子装置500与外界其他无线讯号发射源隔离。如此一来，金属外壳110可确保外界无线讯号不会误被第一测量天线300所接收而使外界无线讯号被误认为待测电子装置500(例如手机等无线电子装置)所发出的无线讯号。另一方面，金属外壳110亦将限制待测电子装置500所发出的无线讯号于射频吸收材料200之中，以确保第一测量天线300仅会接收到待测电子装置500所直接发出的无线讯号。此夕卜，金属外壳110较佳接地(Ground)以避免形成感应回路以及将收到的外界无线讯号导向地。射频吸收材料200用于吸收待测电子装置500所发出的无线讯号，以避免多数无线讯号在内部空间210中因反射及折射结合成一个功率较大的复合无线讯号。换言之，射频吸收材料200可确保第一测量天线300正确地接收自待测电子装置500所直接发出的单一无线讯号，而非结合无数经反射和折射而最终结合而成的复合无线讯号。此外，本实施例的射频吸收材料200包含一夹槽220，形成于射频吸收材料200的一端以供容纳第一测量天线300。在本实施例中，夹槽220较佳为形成于两块对应射频吸收材料200之间且尺寸及厚度皆对应第一测量天线300的狭缝，但不限于此；在不同实施例中，夹槽220亦可是一个从单一射频吸收材料200切出来的狭缝。此外，本实施例的第一测量天线300为片状且包含两个以不同方向延伸而出的第一金属臂310和第二金属臂320，其中第一金属臂310及第二金属臂320分别贴附于对应夹槽220的射频吸收材料200内表面，但不限于此。第一测量天线300可具有其它数目的金属臂或具有其他适合设置于夹槽220中的形状。在图2及图3所示的实施例中，金属外壳110实质上为锥壳体以供容纳射频吸收材料200、第一测量天线300以及待测电子装置500。此外，金属内壳之中的射频吸收材料200亦为锥壳体，其中射频吸收材料200所围成的内部空间210亦为锥形以供容纳待测电子装置500。然而，在不同实施例中，金属外壳110、射频吸收材料200及射频吸收材料200之中的内部空间210亦可根据待测电子装置500的尺寸及形状而调整至长方形、正方形或其他形状。本实施例的第一测量天线300较佳设置于射频吸收材料200以及内部空间210的一端，其中第一测量天线300将通过阻抗调整模块400以及讯号馈入部120自后端网络测试器(Tester)或频谱分析仪器(Spectrum Analyzer)接收高频率无线讯号并根据该无线讯号于内部空间210中产生场强分布均匀的电磁场。由于第一测量天线300对应于射频吸收材料200以及内部空间210轴 心的位置。因此，上述设计及结构可确保第一测量天线300在内部空间210中产生分配均匀的场强，其中第一测量天线300所产生的场强较佳是根据一个垂直于内部空间210平面且穿透内部空间210中心的轴心来向外平均分布。如此一来，第一测量天线300亦藉由均匀的场强来补偿因待测电子装置500的尺寸或摆设位置不同而造成的讯号变化；亦因此，即使待测电子装置500摆设于内部空间210中的不同位置，第一测量天线300所接收到的无线讯号在频率或功率方面将不会有显著的差异。第一测量天线300将于收到无线讯号后将其传输至后端的网络测试器(Tester)，其中网络测试器对该无线讯号的特性(如频率及功率)进行分析，以供测试人员对待测电子装置500的无线传输性能进行评估。因此，为了确保网络测试器所收到讯号的完整性，本实施例的测试设备100是通过阻抗调整模块400来实现测试天线及网络测试器之间的阻抗匹配。如此一来，测试设备100可在阻抗匹配实现后以最低传输能源耗损的情况下将无线讯号传输至后端网络测试器。图4A所示为图2所示阻抗调整模块400的示意图。图4B所示为图4A所示阻抗调整模块400的放大示意图。在图4A及图4B所示的实施例中，阻抗调整模块400包含电介质层410、第一内部天线420以及第二内部天线430，其中第一内部天线420及第二内部天线430分别为微带天线(Microstrip Antenna)以及槽线天线(Slot-line Antenna)。在图4A及图4B所示的实施例中，第一内部天线420及第二内部天线430分别设置于电介质层410的相对两侧，其中第一内部天线420及第二内部天线430分别包含实质上相互平行的第一天线主干440及第二天线主干441。如图4A及图4B所示，第一内部天线420包含自第一天线主干440 —端延伸而出的第一调整部421，而第二内部天线430包含自第二天线主干441 一端延伸而出的第二调整部431。在本实施例中，第一调整部421及第二调整部431用于调整测试设备100整体的阻抗以降低将无线讯号传输至后端网络测试器的耗损。此外，图4所示的第一调整部421及第二调整部431在电介质层410上的投影至少部分重迭，并且较佳通过电介质层410产生非接触式的电性连接。此外，本实施例的第一调整部421及第二调整部431自天线主干440、441的一端延伸而出，但不限于此；在不同实施例中，内部天线420、430的调整部421、431可根据阻抗匹配的需要自天线主干440、441的其他部位延伸而出。如图4A及图4B所示，本实施例的第一调整部421包含第一调整臂422及第二调整臂423而第二调整部431包含第三调整臂432及第四调整臂433。第一调整部421及第二调整部431之间夹有第一角度G1，而第三调整部及第四调整部之间夹有第二角度θ2。因此，本实施例的第一内部天线420及第二内部天线430的两端实质上分别具有Y字的形状。此外，在图4Α及图4Β所示的实施例中，第一角度91实质上相等于第二角度θ2，但不限于此。在不同实施例中，第一角度Q1及第二角度02可根据阻抗匹配的要求而进行调整。此夕卜，图4Α及图4Β所示的第一调整部421及第二调整部431分别具有两个调整臂，但不限于此；在不同实施例中，调整部421、431可分别根据阻抗匹配调整上的需要而具有其他数目、长度和延伸方向的调整臂。此外，图4Α及图4Β所示的阻抗调整模块400进一步包含一阻抗调整槽450，形成于电介质层410且邻接第二调整部431的第四调整臂433。在本实施例中，阻抗调整槽实质上为直径12mm且连接于第四调整臂433的方形洞口，用以调整测试设备100与后端网络测试器之间的整体阻抗匹配。然而 ，在不同实施例中，阻抗调整槽可根据第一测量天线300、第一内部天线420、第二内部天线430的特性及电介质层410的特性而具有其他形状(如椭圆形或圆形)或尺寸。图5A- 所示为图2所示测试设备100在内部空间210所产生的电磁场示意图。图5A所示为测试天线在收到IGHz讯号后所产生的同极化电场(Co-PolarizedE-Field)。图5B所示为测试天线在收到IGHz讯号后所产生的交叉极化电场(Cross-Polarized E-Field)。图5C所示为测试天线在收到IGHz讯号后所产生的同极化磁场(Cross-Polarized Η-Field)。图所示为测试天线在收到IGHz讯号后所产生的交叉极化磁场(Cross-Polarized Η-Field)。如图5A- 所示，本发明第一测量天线300在内部空间210中所产生的电场及磁场的场强分布相当均匀。本实施例电场及磁场实质上以内部空间210轴心的位置为中心以圆形向外分布，因此电场及磁场在内部空间210内形成多个具有不同直径以及相异场强的圆形区域。在本实施例中，待测电子装置500较佳是设置内部空间210的中央位置来进行性能测试；换言之，待测电子装置500较佳是设置于场强强度一致的中央位置以接收测试天线所发出的无线讯号以及自中央位置向测试天线发出无线讯号，但不限于此。由于各个圆形区域皆根据同一轴心平均分布，因此即使待测电子装置500具有不同尺寸或设置在内部空间210不同位置，也不会造成测量结果的偏差。如上可知，本发明藉由放置于内部空间210中心以及轴心上方的第一测量天线300，来在内部空间210产生以该轴心向外平均分布的电磁场。藉此，本发明可通过第一测量天线300向待测电子装置500发出讯号强度稳定的无线讯号。另一方面，测试天线亦可自待测电子装置500自该待测电子装置500收到讯号强度稳定的无线讯号。如此一来，SP使待测电子装置500具有不同尺寸或是设置于内部空间210的不同位置，本发明的测试设备100亦可藉由场强分布平均的电磁场来取得稳定的无线讯号测量结果。图6A及图6B所示为本发明无线电子装置测试设备100的另一实施例。在图6A及图6B所示的实施例中，测试设备进一步包含第二测量天线330，电性连接于第一测量天线300并同时根据阻抗调整模块400所传来的讯号于内部空间210之中产生均匀的场强。此外，本实施例的第二测量天线330可进一步提升内部空间210之中场强的频宽，以利测量天线300/330以及待测电子装置500之间无线传输性能的测量。如图6A所示，第一测量天线300的一端电性连接于第二测量天线330的表面。此夕卜，位于第一测量天线300表面及第二测量天线330表面之间的空间设有射频吸收材料200，以进一步吸收待测无线电子装置500或测量天线300/330在内部空间210中所产生的无线讯号。如此一来，吸波材料200可避免多个无线讯号在反射及折射后形成功率较大的复合无线讯号而影响测试结果。此外，设置于第一测量天线300表面及第二测量天线330表面之间的吸波材料200亦可增强测量天线300、330的结构强度并供其稳定地设置于图6B所示吸波材料200之中。在图6A及图6B所示的实施例中，第一测量天线300及第二测量天线330实质上是相互垂直，其中第一测量天线300是以直立于第二测量天线330表面的方式连接至第二测量天线330。藉此，第二测量天线330通过第一测量天线300以及阻抗调整模块400接收自后端网络测试器(未绘示)所发出的讯号，或将测量到的无线讯号以有线方式通过第一测量天线300以及阻抗调整模块 400传输至后端网络测试器。
图7A所示为图6B所示测试设备100的实施例示意图。如图7A所示,测试设备100包含金属外壳110、讯号馈入部120、射频吸收材料200、第一测量天线300、第二测量天线330以及阻抗调整模块400，其中一待测电子装置500设置于射频吸收材料200所围起的内部空间210之中。本实施例及图2所示的测试设备100在结构和运作原理方面实质上相同，故在此不加赘述。如图7A所示，本实施例的内部空间210中定义着一个场强测量区域，用以测量测量天线300、330及待测电子装置500之间在使用不同频率下的无线讯号馈入损失。上述测量区域可进一步分割为九个测量区块，其中每个测量区块所测得的讯号馈入损失将被记录并呈现于后面的图7B-D。此外，在图7A所示的实施例中，每个测量区块实质上皆为53mmX53mm的正方形，但不限于此；在不同实施例中，该些测量区块亦可具有其他尺寸或形状。图7B-7D所示为图7A所示测量天线300、330和待测电子装置500在内部空间210的无线讯号馈入损失，其中无线讯号馈入损失的单位为分贝(dB)。图7B所示为测量天线300,330传输900MHz的无线讯号至待测电子装置500所产生的无线讯号馈入损失。图7C所示为测量天线300、330传输1800MHz的无线讯号至待测电子装置500所产生的无线讯号馈入损失。图7B所示为测量天线300、330传输2450MHz的无线讯号至待测电子装置500所产生的无线讯号馈入损失。如图7B-7D所示，在各个无线讯号频率下，测量天线300、330及待测无线装置500在不同区域以及传输不同频率下所产生的馈入损失实质上相当一致。换言之，各个测量区块所测得的馈入损失实质上相同。由此可知，本发明设置于内部空间210中心以及轴心上方的第一测量天线300以及第二测量天线330在传输不同频率的无线讯号下，亦可在不同内部空间210的不同区域保持实质上一致的。藉此，本发明可通过测试天线300向待测电子装置500发出讯号强度稳定的无线讯号。如此一来，即使待测电子装置500具有不同尺寸或是设置于内部空间210的不同位置，本发明的测试设备100亦可藉由场强分布平均的电磁场来取得稳定的无线讯号测量结果。虽然前述的描述及图示已揭示本发明的较佳实施例，必须了解到各种增添、许多修改和取代可能使用于本发明较佳实施例，而不会脱离本发明的权利要求所界定的本发明原理的精神及范围。本领域的技术人员将可体会本发明可能使用于很多形式、结构、布置、比例、材料、元件和组件的修改。因此，本文于此所揭示的实施例于所有观点，应被视为用以说明本发明，而非用以限制本发明。本发明的范围应由本发明的权利要求所界定，并涵盖其合法均等物，并不限于先前的描述。
权利要求
1.一种无线电子装置的测试设备，包含: 一金属外壳; 一射频吸收材料，设置于该金属外壳内并围起一内部空间，其中该射频吸收材料包含一夹槽形成于该射频吸收材料的一端； 一第一测量天线，设置于该夹槽之中并位该内部空间的一端；以及 一阻抗调整模块，电性连接该第一测量天线以接收该第一测量天线所传输的讯号或将电讯号传输至该第一测量天线，其中该阻抗调整模块包含: 一电介质层； 一第一内部天线，设置于该电介质层的一侧且包含一第一天线主干；以及 一第二内部天线，设置于该电介质层相对该第一内部天线的另一侧，该第二内部天线电性连接于该第一测量天线且包含一第二天线主干，其中该第一天线主干及该第二天线主干实质上为平行。
2.如权利要求1所述的测试设备,其中该第一内部天线包含自该第一天线主干一端延伸而出的一第一调整部，该第二内部天线包含自该第二天线主干一端延伸而出的一第二调整部，该第一调整部及该第二调整部在该电介质层上的投影至少部份重迭。
3.如权利要求2所述的测试设备，其中该阻抗调整模块进一步包含一阻抗调整槽，形成于该电介质层并邻接于该第二调整部。
4.如权利要求2所述的测试设备，自该第一调整部包含一第一调整臂及一第二调整臂，该第二调整部包含一第三调整臂及一第四调整臂，该第一调整臂及该第四调整臂在该电介质层上的投影至少部份重迭，该第二调整臂及该第三调整臂在该电介质层上的投影至少部份重迭。
5.如权利要求4所述的测试设备，其中该阻抗调整模块进一步包含一阻抗调整槽，形成于该电介质层并邻接于该第二内部天线的该第四调整臂。
6.如权利要求4所述的测试设备，其中该第一调整臂及该第二调整臂自该第一内部天线的一端延伸而出并夹有一第一角度，该第三调整臂及该第四调整臂自该第二内部天线的一端延伸而出并夹有一第二角度，该第一角度实质上相等于该第二角度。
7.如权利要求4所述的测试设备，其中该第一调整臂及该第三调整臂的延伸方向实质上平行，该第二调整臂及该第四调整臂的延伸方向实质上平行。
8.如权利要求2所述的测试设备，进一步包含一讯号馈入部，电性连接于该第一内部天线相对该第一调整部的一端。
9.如权利要求1所述的测试设备，其中该第一测量天线为片状且包含一第一金属臂以及一第二金属臂，连接该阻抗调整模块并实质上分别沿着该射频吸收材料不同位置的内表面延伸，该内部空间位于该第一金属臂及该第二金属臂之间。
10.如权利要求9所述的测试设备，其中该射频吸收材料包含一第一吸收层及一第二吸收层，其中该夹槽形成于该第一吸收层及该第二吸收层之间。
11.如权利要求1所述的测试设备，其中该阻抗调整模块将自外界接收一第一讯号并根据该第一讯号传输一第二讯号至该第一测量天线，该第一测量天线将根据该第二讯号于该内部空间内产生一电磁场，其中该电磁场的场强根据一垂直于该内部空间平面且穿透该内部空间中心的轴心向外平均分布。
12.如权利要求1所述的测试设备,其中该金属外壳及该射频吸收材料实质上为锥壳体。
13.如权利要求 1所述的测试设备,其中该内部空间实质上为锥体。
全文摘要
本发明提供一种无线电子装置的测试设备，包含金属外壳、射频吸收材料、第一测量天线以及阻抗调整模块。阻抗调整模块包含电介质层、第一内部天线以及第二内部天线，其中第二内部天线电性连接第一测量天线。第一内部天线及第二内部天线设置于电介质层的相对两侧且分别包含相互平行的第一天线主干及第二天线主干。
文档编号G01R31/00GK103217593SQ20121001886
公开日2013年7月24日 申请日期2012年1月20日 优先权日2012年1月20日
发明者彭奂喆, 黄金莲, 古光原 申请人:启碁科技股份有限公司