KR101634258B1 - 테스트 프로드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 전기 접촉 평면 구조체(38)용 접촉측 단부(16)와 케이블과, 특히 동축 케이블과 접속하기 위한 케이블측 단부(12), 특히 동축 케이블측 단부를 갖는 고주파 측정용 테스트 프로드로서, 접촉측 단부(16)와 케이블측 단부(12) 사이에, 둘 이상의 도체(18, 20), 특히 세 개의 도체를 갖는 공동평면 도체 구조체가 배치되어 있고, 공동평면 도체 구조체(18, 20)에서, 상기 공동평면 도체 구조체(18, 20)를 지지하는 유전체(24)가 한면 또는 양면으로 케이블측 단부(12)와 접촉측 단부(16) 사이의 소정의 섹션에 배치되어 있고, 상기 공동평면 도체 구조체의 도체(18, 20)가 상기 지지하는 유전체(24)에 대하여 자유공간 내에 매달린 상태로 배치되어 있도록 상기 테스트 프로드가 상기 유전체(24)와 상기 접촉측 단부(16) 사이에 구성되는, 테스트 프로드에 있어서, 상기 평면 구조체(38)와 접촉시 평면 구조체 쪽으로 향하는 상기 테스트 프로드의 한쪽 측부(32)에, 차폐 요소(34)가 상기 유전체(24)와 상기 접촉측 단부(16) 사이에 매달려 있는 방식으로 상기 지지하는 유전체에 대하여 자유공간 내에 설치되어 있는 공동평면 도체 구조체(18, 20)의 영역(26)으로 뻗어나가도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 테스트 프로드에 관한 것이다.

Description

테스트 프로드{TEST PRODS}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 기재된, 고주파수 측정용 테스트 프로드에 관한 것으로서, 전기 접촉 평면 구조체용 접촉측 단부와, 케이블, 특히 동축 케이블에 접속하기 위한 케이블측 단부, 특히 동축 케이블측 단부를 구비한 테스트 프로드로서, 접촉측 단부와 케이블측 단부 사이에, 둘 이상의 도체, 특히 세 개의 도체를 갖는 공동평면 도체 구조체가 배치되어 있고, 공동평면 도체 구조체에서, 상기 공동평면 도체 구조체를 지지하는 유전체가 한면 또는 양면으로 케이블측 단부와 접촉측 단부 사이의 소정의 섹션에 배치되어 있고, 상기 공동평면 도체 구조체의 도체가 상기 지지하는 유전체에 대하여 공간적으로 자유롭게 매달린 상태로 배치되어 있도록 상기 테스트 프로드가 상기 유전체와 상기 접촉측 단부 사이에 구성되는, 테스트 프로드에 관한 것이다.
이러한 테스트 프로드는 예를 들어 DE 199 45 178 A1에 기재되어 있다. 이 테스트 프로드는 대량 생산을 하는 경우에도 임피던스 제어를 할 수 있는 테스트 프로드를 경제적이면서 정밀하게 이용할 수 있고, 따라서 측정을 위해 평면 구조체와 접촉하고 있는 동안에 반사가 최소한으로 발생하는 장점을 갖고 있다. 본 발명은, 작동 주파수가 40 내지 60 GHz 내지 그 이상이며, 그 구조 때문에 공동평면 도체 구조체 전체에 대하여 임피던스가 거의 분산이 없는(dispersion-free) 상태가 되며, 즉 작동 주파수에 영향을 받지 않는 상태가 된다. 유전체와 동축 케이블측 단부 사이의 공동평면 도체 구조체의 도체는, 공동평면 도체 구조체의 모든 도체와 측정대상 장치의 대응하는 접촉 지점 사이에서, 자유롭게 매달려 있을 수 있으며, 접촉의 품질은 테스트 프로드가 평면 구조체의 접촉 지점에서 비스듬하게 배치되어 있는 경우에는 큰 영향이 없다.
차폐된 마이크로웨이브 테스트 프로드가 미국특허 US 5 565 788에 기술되어 있는데, 동축 케이블의 단부가 프로브 핑거와 연결되어 있고, 프로브 핑거는 그라운드 프로브 핑거 및 신호 프로브 핑거를 갖는 공동평면 도체를 형성하고 있다. 그라운드 프로브 핑거는 차폐요소에 의해 서로 연결되어 있다. 차폐요소는 단일 프로브 핑거와 소정의 거리만큼 떨어져 있고, 이 핑거와 시험 대상 장치 사이에 배치되어 있어, 테스트를 받는 장치로부터 이질적인 신호나 와류 커플링이 발생하는 것을 방지할 수 있는데, 이러한 것을 방지하지 못하면 측정의 정확도가 떨어지게 되는 문제가 있다.
본 발명은 전기적 성질과 관련하여 앞서 언급한 유형의 테스트 프로드를 더 개선하려는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의하면, 상술한 목적은 청구항 1의 특징을 구비한 전술한 유형의 테스트 프로드를 통해서 달성할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 나머지 청구항에 기재되어 있다.
전술한 유형의 테스트 프로드에서, 본 발명에 의하면, 상기 평면 구조체와 접촉시에 평면 구조체 쪽으로 향하고 있는 차폐 요소가, 상기 테스트 프로드의 한쪽 측부에 배치되어 있어, 상기 유전체와 상기 접촉측 단부 사이에 매달려 있는 방식으로 상기 지지하는 유전체에 대하여 공간적으로 자유롭게 설치되어 있는 공동평면 도체 구조체의 영역으로 뻗어나가며, 차폐 요소의 차폐 기능을 더 개선하기 위해, 상기 테스트 프로드는 전기 전도성 물질로 구성된 하우징을 구비하고, 상기 차폐 요소는 상기 하우징과 전기적으로 연결되어 있다.
이는 지지하는 유전체에 대하여 공간적으로 자유롭게 탄성적으로 매달려 있는 공동평면 도체 구조체가 평면 구조체로부터 전기적으로 차폐되어, 평면 도체 구조체로부터 나와 공동평면 도체 구조체의 자유롭게 매달린 부분으로 들어가는 전기 신호의 원치 않는 혼선을 효과적으로 막을 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 원치않는 전기적 영향을, 특히 조정(calibration)과 관련된 영향을 공동평면 도체 구조체와 평면 구조체 사이의 접근성에 의해, 방지하거나 적어도 현저히 줄일 수 있다.
상기 차폐 요소를 전기 전도성 물질로 제조함으로써, 공동평면 도체 구조체의 차폐 요소의 두께를 얇게 하여도 매우 우수한 전기적 차폐효과를 가진 평면 구조체를 얻을 수 있다.
바람직한 실시예로서, 상기 차폐 요소는, 지지 유전체에 대하여 공간적으로 자유롭게 탄성적으로 매달려 있는 상기 공동평면 도체 구조체의 하나 이상의 도체와 전기적으로 접속되어 있다.
바람직하게, 상기 차폐 요소는 테스트 프로드의 접촉측 단부 쪽으로 향하는 단부에서, 지지 유전체에 대하여 공간적으로 자유롭게 탄성적으로 매달려 있는 상기 공동평면 도체 구조체의 하나 이상의 도체와 전기적으로 접속되어 있다.
차폐 요소가 지지 유전체에 대하여 공간적으로 자유롭게 탄성적으로 매달려 있는 상기 공동평면 도체 구조체의 하나 이상의 도체와 물리적으로도 접속되도록 함으로써, 차폐 요소와 공동평면 도체 구조체의 도체 사이에서의 전기적 접촉을 매우 간단히 구성할 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 차폐 요소가 전기적 또는 물리적으로 접속되는 상기 공동평면 도체 구조체의 도체는 그라운드 도체이다.
삭제
바람직한 실시예에서, 공동평면 도체 구조체는 세 개의 도체를 구비하고, 이 도체 중에서 중앙 도체는 신호 도체이고 나머지 두 도체는 그라운드 도체이다.
차폐 성능을 더 향상시키기 위해, 차폐 요소가 테스트 프로드의 측부 맞은편에 있는 측부에 추가로 설치되고, 이러한 추가로 설치된 차폐 요소는 유전체와 접촉측 단부 사이에서 지지 유전체에 대하여 공간적으로 자유롭게 탄성적으로 매달려 있는 상기 공동평면 도체 구조체의 영역 내로 뻗어 있다.
본 발명은 도면을 참고하여 아래에서 구제척으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 테스트 프로드의 바람직한 실시예에 대하여, 평평한 도체 구조체와 마주하는 측면의 하부에서 바라본 저면도이다.
도 2는 도 1의 테스트 프로드의 측면도이다.
도 3은 도 2의 A 영역을 구체적으로 나타내는 확대도이다.
도 4는 도 1의 테스트 프로드의 정면도로서, 도 3의 화살표 B의 방향으로 테스트 프로드의 접촉측 단부를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 테스트 프로드에 대한 바람직한 실시예는, 하우징(10)과, 동축케이블(도시 안됨)과 접속하도록 동축 플러그 커넥터(14)를 갖는 동축 케이블측 단부(12)와, 평평한 구조체(38)와 접촉하기 위한 접촉측 단부(16)와, 중앙 신호 도체(18)와 두 개의 그라운드 도체(20)를 구비한 공동평면 전도체 구조체를 포함하며, 공동평면 전도체 구조체는 동축 케이블측 단부(12)와 접촉측 단부(16) 사이에 있다. 갭(22)이 공동평면 도체 구조체의 신호 도체(18)와 인접하는 그라운드 도체(20) 사이에 형성되어 있다. 이 갭(22)은 공동평면 도체 구조체(18, 20)의 길이 전체를 따라 형성되어 있어, 일정한 소정의 특성 임피던스를 얻을 수 있다.
동축 케이블측 단부(12)와 접촉측 단부(16) 사이에 있는 중앙 섹션에서, 공동평면 도체 구조체(18, 20)는 예를 들어 석영 블록(quartz block)의 형태의 유전체(24)(도 4)에 의해 유지되며, 유전체(24) 및 공동평면 도체 구조체(18, 20)는 샌드위치 형태의 구조로 함께 놓여 있다. 유전체(24)는 공동평면 도체 구조체(18, 20)와 단단히 연결되어 있고, 공동평면 도체 구조체(10) 쪽에서, 유전체(24)의 영역 내에 공동평면 도체 구조체(18, 20)의 형상에 거의 대응하는 금속피복물(metallisation)을 구비하고 있다. 이와 같이, 유전체(24)와 공동평면 도체 구조체의 도체(18, 20) 사이에는 매우 강하고 긴밀한 접속이 이루어져 있다. 유전체(24)와의 전자기적 관계 때문에, 갭(22)은 유전체(24)의 영역에서 넓어지고, 따라서 동축 케이블측 단부(12)로부터 접촉측 단부(16)까지 공동평면 도체 구조체(18)의 길이 전체를 따라 전체적으로 일정한 특성 임피던스를 얻을 수 있다. 유전체(24)가 접촉측 단부(16) 쪽의 하우징의 단부(40)와 동일평면상에서 정렬되도록, 유전체(24)가 하우징(10) 내에 형성되어 있다.
도체(18, 20)는 유전체(24)와 접촉측 단부(16) 사이의 영역(26) 내 공간에 자유롭게 배치되어 있어, 각각의 도체(18, 20)는 유전체(24) 내에 장착하는 경우 개별적인 탄성을 갖는다. 테스트 프로드의 접촉측 단부(16)가 평면 구조체(38), 예를 들어 시험대상의 전기회로의 대응하는 접촉지점에 대항하여 물리적으로 가압되면, 공동평면 도체 구조체의 각각의 도체(18, 20)는 자유롭게 탄성을 갖는 수단이 될 수 있어서, 각각의 도체(18, 20)는 최적상태로 해당하는 접촉지점과 전기적으로 접촉을 하게 된다. 접촉지점에 대하여 물리적으로 가압하는 동안, 도체(18, 20) 자체에서 그리고 평면 구조체(38)의 접촉지점의 표면에서, 테스트 프로드가 기울어지는 것과 이에 따른 오차는, 각각의 도체(18, 20)의 탄성에 의해 보상된다. 따라서, 도체(18, 20)를 대응하는 접촉 지점에 물리적으로 힘을 가할 때마다, 항상 동일하면서도 정밀하게 접촉이 이루어지고, 결국 본 발명의 테스트 프로드를 이용하면 측정결과를 최적으로 얻을 수 있는 것이다.
세 개의 도체(18, 20)를 갖는 테스트 프로드를 예를 들어 그라운드-신호-그라운드 또는 g-s-g (g = 그라운드; s = 신호)의 배열구조로 간단히 표현할 수 있다. 당연히, 두 개의 도체(18, 20)를 갖는 공동평면 도체 구조체 또는 세 개 이상의 도체(18, 20)를 갖는 공동평면 도체 구조체도 있을 수 있으며, 신호 도체 및 그라운드 도체는 다음과 같이 나누어진다: g-s-g-s-g-s-g...또는 g-s-g-g-s-g-g-s-g-g...등등. 이와 같이, 평면 구조체의 접촉지점을 갖는 다수의 공동평면 신호 도체를 구비한 테스트 대상의 전기도체는 단일 테스트 프로드를 이용하여 접촉될 수 있다.
선택적으로, 공동평면 도체 구조체(18, 20)에서 멀어지는 쪽에서 표면 전체에 대하여 유전체(24)를 금속으로 피복(metallization)할 수 있다(도시 안함). 이러한 금속피복을 하게 되면, 한편으로는, 필요한 작동 주파수를 벗어난 원치않는 고차원 모드를 억제하는 결과를 얻으면서, 동시에 공동평면 도체 구조체(10)의 소정의 영역에 대해서는 밀폐 시스템을 생성하게 된다.
접촉측 단부(16)에서, 공동평면 도체 구조체의 도체(18, 20)는 신호 도체(18)의 지점(28) 쪽으로 그리고 그라운드 도체(20)의 지점(30) 쪽으로 폭이 좁아져서, 접촉될 평면 구조체(38)의, 구체적으로는 테스트 대상의 전기 회로의 접촉 지점의 구조에 대응하는 도체(18, 20)의 구조를 형성하게 된다.
도 1 내지 도 4에 도시된 것처럼, 본 발명의 테스트 프로드의 매우 우수한 특성은, 갭(22)에 의해 형성된 임피던스가 공동평면 도체 구조체(18, 20)의 전체에 걸쳐서 거의 분산이 없는(dispersion-free) 상태, 즉 임피던스와 위상속도가 작동주파수와 거의 독립적으로 된다는 점이다.
본 발명에 의하면, 차폐 요소(34)가 추가로 테스트 프로드의 측부(32)에 설치되어 있고, 테스트 프로드가 평면 구조체(38)의 접촉 지점과 접촉하도록 사용될 때, 차폐 요소는 평면 구조체 쪽으로 향한다(도 2 및 도 3 참고). 도 1은 테스트 프로드의 측부(32)를 나타내는 도면이다. 이 차폐요소(34)는 동축 케이블측 단부(12)와 접촉측 단부(16) 사이에 형성되면서 영역(26) 안쪽으로까지 뻗어 있고, 이 영역(26)에서 도체(18, 20)는 자유롭게 매달려 있다.
도 2 및 도 3에서 볼 수 있듯이, 테스트 프로드가 평면 구조체(38)의 접촉지점과 접촉하도록 사용될 때, 이 차폐요소(34)는 평면 구조체(38)와 공동평면 도체 구조체(18, 20) 사이의 공간에 배치되어 있어, 공동평면 도체 구조체(18, 20)를 평면 구조체(38) 또는 테스트 대상 회로와 전기적으로 그리고 전자기적으로 차폐하게 된다. 이로써, 평면 구조체(38)가 테스트 프로드나 공동평면 도체 구조체(18, 20)에 대하여 끼칠 수 있는 바람직하지 않은 영향을 막거나 아니면 적어도 줄일 수 있다. 바람직하지 않은 영향이라 함은 예를 들어, 평면 구조체(38)에서 나오는 전기 신호가 공동평면 도체 구조체(18, 20) 안으로 들어가거나 혼선을 일으키는 것, 또는 예를 들어 교정(calibration)과 관련하여 공동평면 도체 구조체(18, 20)의 전기적 특성이 바뀌게 되는 것이 있다. 이러한 모든 것들에 의해, 테스트 프로드로 평면 구조체(38)를 테스트할 때, 측정결과 값에 있어서 바람직하지 않은 변경사항이 발생하게 된다.
차폐 요소(34)는 전기적으로 전도성이 있도록 하우징(10)에 연결되며, 이는 도 1에서 도면부호 35로 표시되어 있다. 하우징(10)은 전기 전도성 물질로 제조되는 것이 바람직하며, 대응하는 전기 접속에 의해 그라운드 접촉부와 전기적으로 연결되어, 하우징(10)과 차폐 요소(34)는 소정의 그라운드 레벨을 형성하게 된다. 바람직하게, 차폐 요소(34)도 전기 전도성 물질로 제조함으로써, 차폐 요소(34)의 두께가 얇아도 이미 차폐효과를 얻을 수 있다.
차폐 요소(34)의 차폐 성능을 더 향상시키기 위해, 차폐 요소는 접촉 지점(36)을 통해 테스트 프로드의 접촉측 단부(16) 쪽으로 향하는 단부에서 두 개의 그라운드 도체(20)와 전기적으로 연결될 수 있다. 영역(26)에서 측정 도체(20)의 이동성은, 차폐 요소(34)의 대응하는 이동구조 또는 가요성 구조에 의해 약간의 영향을 받을 뿐이다.

Claims (9)

  1. 평면 구조체(38)와 전기적으로 접촉하는 접촉측 단부(16) 및 케이블과 접속하기 위한 케이블측 단부(12)를 갖는 고주파 측정용 테스트 프로드로서, 접촉측 단부(16)와 케이블측 단부(12) 사이에, 둘 이상의 도체(18, 20)를 갖는 공동평면 도체 구조체가 배치되어 있고, 공동평면 도체 구조체(18, 20)에서, 상기 공동평면 도체 구조체(18, 20)를 지지하는 유전체(24)가 한면 또는 양면으로 케이블측 단부(12)와 접촉측 단부(16) 사이의 소정의 섹션에 배치되어 있고, 상기 공동평면 도체 구조체의 도체(18, 20)가 상기 지지하는 유전체(24)에 대하여 공간적으로 자유롭게 매달린 상태로 배치되어 있도록, 상기 테스트 프로드가 상기 유전체(24)와 상기 접촉측 단부(16) 사이에 구성되어 있는, 테스트 프로드에 있어서,
    상기 평면 구조체(38)와 접촉시 평면 구조체 쪽으로 향하는 상기 테스트 프로드의 한쪽 측부(32)에, 차폐 요소(34)가 상기 유전체(24)와 상기 접촉측 단부(16) 사이에 매달려 있는 방식으로 상기 지지하는 유전체에 대하여 공간적으로 자유롭게 설치되어 있는 공동평면 도체 구조체(18, 20)의 영역(26) 내에 뻗어 있도록, 상기 차폐 요소가 배치되어 있고, 상기 테스트 프로드는 전기 전도성 물질로 구성된 하우징(10)을 구비하고, 상기 차폐 요소(34)는 상기 하우징(10)과 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 테스트 프로드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차폐 요소(34)는 전기 전도성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 테스트 프로드.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차폐 요소(34)는, 상기 지지하는 유전체에 대하여 공간적으로 자유롭게 탄성적으로 매달려 있는 상기 공동평면 도체 구조체의 하나 이상의 도체(20)와 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 테스트 프로드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 차폐 요소(34)는 테스트 프로드의 접촉측 단부(16)측 단부에서, 상기 지지하는 유전체에 대하여 공간적으로 자유롭게 탄성적으로 매달려 있는 상기 공동평면 도체 구조체의 하나 이상의 도체(20)와 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 테스트 프로드.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 차폐 요소(34)는 상기 지지하는 유전체에 대하여 공간적으로 자유롭게 탄성적으로 매달려 있는 상기 공동평면 도체 구조체의 하나 이상의 도체(20)와 물리적으로도 접속되는 것을 특징으로 하는 테스트 프로드.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 차폐 요소(34)가 전기적 또는 물리적으로 접속되는 상기 공동평면 도체 구조체의 도체는 그라운드 도체(20)인 것을 특징으로 하는 테스트 프로드.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공동평면 도체 구조체는 세 개의 도체(18, 20)를 구비하고, 이 도체 중에서 중앙 도체(18)는 신호 도체이고 나머지 두 도체(20)는 그라운드 도체인 것을 특징으로 하는 테스트 프로드.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    차폐 요소가 테스트 프로드의 측부 맞은편에 있는 측부(32)에 추가로 설치되며, 추가로 설치된 차폐 요소는 유전체(24)와 접촉측 단부(16) 사이에서 상기 지지하는 유전체(24)에 대하여 공간적으로 자유롭게 탄성적으로 매달려 있는 상기 공동평면 도체 구조체(18, 20)의 영역(26) 내로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 테스트 프로드.
  9. 삭제
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