一种片上天线测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及天线测试领域，具体涉及一种片上天线测试装置。


背景技术：

2.在片天线的大量应用，大大提高了设备的性能、同时又大大缩小了设备的体积，使设备能够实现小型化、微型化。由于设备小型化微型化倒逼天线设计的小型化和微型化，设备外形尺寸越小就要求天线尺寸越小，天线尺寸越小就要求天线发射的电磁波频率越高、波长越短，才能保障其通信性能。由于大量的各种用途的在片天线需求，自然就催生了大量的在片天线设计开发任务，在开发过程中需要对在片天线进行各种测试，才能保证其性能指标。
3.在片天线的尺寸非常小，一般都是以厘米、毫米为单位，而且基本都是轻薄型的。因此在测试过程中对其进行稳定夹持就非常困难。经过仔细分析发现现有的测试装置还存在如下无法解决问题：被测天线的定位问题。现有测试装置无法保证测试过程中稳定不动；进行球面扫描采样时，吸盘的金属底座将遮挡天线辐射能量的下半球部分，测试的结果只有上半球的数据是有效的；由于探针价格昂贵又极易损坏，因此在整个测试过程中，不能受到任何晃动，外界轻微震动都有可能导致探针与被测天线之间的接触受力发生改变，从而损坏探针；信号接收装置(通称转台)多角度运动的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种片上天线测试装置，运行稳定，转向灵活，且能够牢固夹持待测天线与扩频模块，用以解决现有片上天线测试装置的问题。
5.一种片上天线测试装置，包括机械臂，测试探头，用于将待测天线移动到与机械臂相对位置的支撑装置，所述机械臂的自由端连接有固定箱，固定箱内固定连接有第一扩频模块，第一扩频模块输出端与测试探头连接，支撑装置上设置有用于抓取待测天线的机械抓手。通过支撑装置与机械手的灵活移动，使待测天线、测试探头能够移动到准确的位置。
6.进一步地，支撑装置位于机械臂末端的一侧，支撑装置包括水平驱动机构、升降驱动机构、伸缩驱动机构，三个驱动机构配合联动，实现待测天线在水平、竖直平面范围内移动。
7.进一步地，所述伸缩驱动机构的侧壁上连接有载台，载台上设置有第二扩频模块，第二扩频模块输出端与探针连接，使得探针精准的压接在待测天线上，第二扩频模块和载台的外侧设置有用于将第二扩频模块固定夹紧在载台上的夹紧装置，通过夹紧装置有力牢固的固定第二扩频模块，从而保持探针压接在待测天上线。
8.进一步地，所述夹紧装置包括底座、限位杆、第一连接横杆与第二连接横杆，底座的一侧固定连接限位杆，第一连接横杆靠近限位杆的一侧开设有与限位杆相匹配且用于使限位杆穿过的通孔，第二连接横杆包括相平行上杆和下杆，以及两个竖直对称的连接螺杆，第一连接横杆与上杆中部连接，两个连接螺杆底部分别连接下杆两端，并贯穿上杆，连接螺
杆位于上杆与下杆的部分设置有弹簧，连接螺杆上端设置有用于上杆在连接螺杆上滑动时避免滑出的限位螺母。
9.使用时，针对需要夹紧的第二扩频模块，调节第一连接横杆在限位杆中的位置，使第二扩频模块与载台位于夹紧装置的下杆与底座之间，通过压紧上杆，给弹簧施加压力，带动第一连接横杆向限位杆下方移动，利用连接螺杆与上杆之间的摩擦力，第一连接横杆与限位杆之间的摩擦力牢固有力的夹紧物体。
10.进一步地，所述水平驱动机构上设置有水平驱动机构导轨与水平驱动电机，水平驱动机构导轨与水平驱动电机联动，升降驱动机构设置在水平驱动机构导轨上，升降驱动机构与水平驱动机构导轨联动，升降驱动机构的侧壁上设置有升降驱动机构导轨与升降驱动电机，升降驱动机构导轨与升降驱动电机联动，伸缩驱动机构设置在升降驱动机构导轨上，伸缩驱动机构与升降驱动机构导轨联动，伸缩驱动机构的侧壁上设置有伸缩驱动机构导轨与伸缩驱动电机，伸缩驱动机构导轨上设置有用于连接机械抓手的滑动块，伸缩驱动机构导轨与伸缩驱动电机332 联动，滑动块与伸缩驱动机构导轨联动。
11.支撑装置用于固定支撑并移动待测片上天线，支撑装置上的探针的探头与待测片上天线相接触，探针用于向待测片上天线发送第一射频信号，该第一射频信号经待测片上天线转发后，发出第二射频信号由测试探头接收，以便得到待测片上天线的电磁场幅相分布、反射系数、回波损耗(rl)、电压驻波比(vswr)等参数数据。
12.探针的探头采用共面波导结构压接在待测片上天线上，与待测片上天线相接触。共面波导结构类似于处于同一平面的三根金属探针，金属探针之间等间距排列，处于两端的金属探针接地，处于中心的金属探针接射频信号。“压接”就是指共面波导结构以适当的压力接触到待测片上天线。
13.进一步地，所述机械抓手包括连接板、齿轮、连接轴，连接板的两端分别活动连接有齿轮，齿轮相互齿合转动，连接轴对称设置在连接板的两端，并一端固定连接齿轮，另一端均设置有用于固定在片天线的固定块。
14.进一步地，所述连接轴包括第一连接轴、第二连接轴和第三连接轴，第一连接轴的一端与第二连接轴的一端连接，第一连接轴的另一端连接齿轮，第三连接轴的一端铰接连接板，第二连接轴的另一端与第三连接轴的另一端共同连接固定块，通过齿轮齿合转动，带动连接轴转动。
15.通过电机带动齿轮齿合转动，从而带动连接轴转动，实现对待测天线的夹持固定作用。
16.进一步地，所述夹紧装置的限位杆上设置有螺纹，增加摩擦力。
17.进一步地，所述固定块的内侧均采用rf屏蔽与吸波材料。
18.本实用新型具有的有益效果：
19.1、机械臂通过多角度移动，使得装置具有良好的机动性，适应高强度的测试环境，通过支撑装置，使得装置能够满足一定空间范围内的任意角度和任意位置的固定测试，显著提升装置的测试性能，通过探针与待测天线压接，显著提升装置的运行稳定性和实用性。
20.2、采用夹持装置通过两侧接触有效夹持片上天线，避免了传统的探针台进行在片测试，往往只能进行平面扫描，或者有限角度的3d方向图测试。避免了进行球面扫描采样时，传统吸盘的金属底座将遮挡天线辐射能量的下半球部分，测试的结果只有上半球的数
据是有效的。从而实现对天线效率进行准确的评估。
附图说明
21.图1为本实用新型的整体结构示意图；
22.图2为本实用新型机械抓手结构示意图；
23.图3为本实用新型夹紧装置立体图结构示意图；
24.图4为本实用新型结构夹紧装置右视图结构示意图；
25.图5为本实用新型结构片上天线结构示意图；
26.附图标记：1
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机械臂，2
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测试探头，3
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支撑装置，4
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第一扩频模块，5
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固定箱，6
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底座，31
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水平驱动机构，32
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升降驱动机构，33
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伸缩驱动机构，水311
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平驱动机构导轨，312
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水平驱动电机，321
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升降驱动机构导轨，322升降驱动电机，331
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缩驱动机构导轨，332
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伸缩驱动电机，35
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机械抓手，34
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滑动块，36
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载台，37
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第二扩频模块，38
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探针，351
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连接板、352
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齿轮、353
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连接轴，354
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固定块，353a
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第一连接轴、353b
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第二连接轴，353c
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第三连接轴，39
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夹紧装置，391
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底座，392
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限位杆，393
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第一连接横杆，394
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第二连接横杆，394a
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上杆，394b
‑ꢀ
下杆，395
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弹簧，396
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连接螺杆，397
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限位螺母。
具体实施方式
27.下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.实施例
31.一种片上天线测试装置，包括机械臂1，测试探头2，支撑装置3。
32.机械臂1的输出端连接有用于固定放置第一扩频模块4的固定箱5，第一扩频模块4通过固定箱5与测试探头2连接。机械臂1底部设置有用于固定机械臂 1的底座6。
33.支撑装置3用于将待测天线移动到与机械臂的相对或需要定位的地点，包括水平驱动机构31，升降驱动机构32，伸缩驱动机构33，水平驱动机构31上设置有水平驱动机构导轨311与水平驱动电机312，水平驱动机构导轨311与水平驱动电机312联动，升降驱动机构32设置在水平驱动机构导轨311上，升降驱动机构32与水平驱动机构导轨311联动，升降驱动机构32侧壁设置有升降驱动机构导轨321与升降驱动电机322，升降驱动机构导轨321与升降驱动电机322 联动，伸缩驱动机构33设置在升降驱动机构导轨321上，伸缩驱动机构33
与升降驱动机构导轨321联动，伸缩驱动机构33侧壁设置有伸缩驱动机构导轨331 与伸缩驱动电机332，伸缩驱动机构导轨331上设置有用于连接机械抓手35的滑动块34，伸缩驱动机构导轨331与伸缩驱动电机332联动，滑动块34与伸缩驱动机构导轨331联动。
34.伸缩驱动机构33的另一侧壁连接有载台36，载台36上设置有第二扩频模块37，第二扩频模块输出端与探针38连接，使得探针38精准的压接在待测天线上。
35.支撑装置用于固定支撑并移动待测片上天线，支撑装置上的探针38的探头与待测片上天线相接触，探针38用于向待测片上天线发送第一射频信号，该第一射频信号经待测片上天线转发后，发出第二射频信号由测试探头2接收，以便得到待测片上天线的电磁场幅相分布、反射系数、回波损耗(rl)、电压驻波比 (vswr)等参数数据。
36.具体的，支撑装置3位于机械臂1末端的一侧，为待测天线提供测试载台。探针38的探头采用共面波导结构压接在待测片上天线上，与待测片上天线相接触。共面波导结构类似于处于同一平面的三根金属探针，金属探针之间等间距排列，处于两端的金属探针接地，处于中心的金属探针接射频信号。“压接”就是指共面波导结构以适当的压力接触到待测片上天线。
37.机械抓手35包括连接板351、齿轮352、连接轴353，连接板351的两端分别活动连接有齿轮352，齿轮352相互齿合转动，连接轴353对称设置在连接板 351的两端，并一端固定连接齿轮352，另一端均设置有用于固定在片天线的固定块354。
38.具体的，连接轴353包括第一连接轴353a、第二连接轴353b和第三连接轴 353c，第一连接轴353a的一端与第二连接轴353b的一端连接，第一连接轴353a 的另一端连接齿轮352，第三连接轴353c的一端铰接连接板351，第二连接轴 353b的另一端与第三连接轴353c的另一端共同连接固定块354，通过齿轮352 齿合转动，带动连接轴353转动，从而牢固的抓握片上天线。
39.具体的，载台36与第二扩频模块37通过夹紧装置39固定。
40.夹紧装置39包括底座391，限位杆392，第一连接横杆393，第二连接横杆 394，底座391的一侧连接限位杆392，第一连接横杆393靠近限位杆392的一侧开设有与限位杆大小相互匹配通孔，通孔用于使限位杆392穿过第一连接横杆 393，第二连接横杆394包括上杆394a与下杆394b、多个相互对称的连接螺杆 396，第一连接横杆393与上杆394a中部连接，连接螺杆396底部与下杆394b 相连，并贯穿上杆394a。连接螺杆396位于上杆394a与下杆394b的部分设置有弹簧395，连接螺杆396上方设置有限位螺母397，用于限制上杆394a在连接螺杆396内的滑动，避免滑出。使用时，针对需要夹紧的第二扩频模块37，调节第一连接横杆393在限位杆382中的位置，使第二扩频模块37与载台36位于夹紧装置的下杆394b与底座391之间，通过压紧上杆394a，给弹簧395施加压力，带动第一连接横杆393向限位杆392下方移动，利用连接螺杆396与上杆 394a之间的摩擦力，第一连接横杆393与限位杆392之间的摩擦力牢固有力的夹紧物体。
41.具体的，夹紧装置39的限位杆392上设置有螺纹，增加摩擦力。
42.具体的，固定块354的内侧均采用rf屏蔽材料与吸波材料。
43.本装置在使用时，通过机械抓手35抓取片上天线，夹紧装置39固定第二扩频模块37与探针，通过调节机械臂1与支撑装置3，调节探头与待测天线的相对位置，从而进行天线测试，获得待测天线的功能参数。
44.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。