TW202413964A - 一種天線設備和自動測試設備 - Google Patents

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謝爾蓋 邱爾金
麥西姆 穆拉維耶夫
尼基塔 布雷金
安德烈 莫扎羅夫斯基
阿列克謝 阿爾喬緬科
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日商愛德萬測試股份有限公司
美商無線電千兆比特股份有限公司
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Abstract

本發明描述了一種天線設備，包括：印刷電路板，PCB，包括開口，其中至少兩個探針彼此正交地佈置在印刷電路板上或其之中; 空腔，在PCB承載探針的一部分和波導背向短路器之間，空腔在PCB承載探針的一部分和波導背向短路器之間形成雙極化波導；其中印刷電路板中的開口佈置圍繞在空腔的中心軸線的中心區域中；其中空腔具有深度為四分之一波長，λ/4，加上半波長的整數倍；本發明提供了一種用於使用自動測試設備進行OTA測試的插座中的天線設計，其提供了大的頻寬。

Description

一種天線設備和自動測試設備
根據本申請的實施例涉及天線模組的無線測試，尤其是使用天線設備集成在插座中，用於封裝模組中天線的無線傳送（OTA, over the air）測試。
根據本發明的實施例涉及一種天線設備。
根據本發明的實施例涉及一種自動測試設備。
根據本發明的實施例可以用於無線測試的遠場和輻射近場，以及對5G、6G、WiGig和毫米波雷達等應用。
根據一方面，可以應用根據本發明的實施例來提供使用自動測試設備的OTA測試的優化概念。
先前技術已知多種天線設備。
在插座中使用天線設備進行無線傳送（OTA）測試和量測可能會導致一些問題。在OTA測試和量測應用中，其要求與封裝天線（AiP, antenna in package）陣列的天線設計不同。因此，簡單地複製如5G模組等AiP天線陣列上使用的天線拓撲結構不會帶來優勢。
OTA應用的重要要求如下： 1. 在OTA應用中，量測天線（通常）是單個天線（不是陣列）。 因此，天線的尺寸並不重要； 2. 天線增益並不重要，因為它用於輻射近場，並且整個量測設定都經過校準； 3. 其需要（或甚至在某些情況下最重要的）具有大的頻寬以覆蓋所有待測試的頻率。
鑒於上述情况，其需要創造要在插座中使用（或可用）的天線設計，以便使用提供大頻寬的自動測試設備進行OTA測試。
根據本發明的實施例創造一天線設備，例如OTA插座量測天線設備，如寬頻天線設備，包括：一印刷電路板（PCB），包括開口，例如近似正方形的孔，其中至少兩個，例如正交的，例如引脚，探針彼此正交地佈置在印刷電路板上或中，例如與波導的兩個正交模式耦合；一空腔，例如背向短路器空腔，例如具有矩形橫截面或正方形橫截面或圓形橫截面的空腔，位於PCB承載探針的一部分之間，例如孔徑切口或承載探針的多個PCB層之間；以及一波導背向短路器，其可以例如由金屬基板形成，或者可以例如由多層PCB的層形成。空腔在PCB承載探針的部分和波導背向短路器之間形成波導（優選雙極化波導），例如矩形空心波導或方形空心波導，或圓形空心波導。印刷電路板中的開口被佈置在圍繞空腔的中心軸線的中心區域。空腔具有的深度為四分之一波長，例如由空腔形成的波導中的引導波長為λ/4，加上半波長的整數倍，其中該整數可以等於零或大於零；其中波長被設定在設備的中間頻率。
應注意的是，考慮技術上合理的公差。 例如，維度的可接受公差（例如，分別相對於空腔的深度）可以是+/- (1/16)波長，或者可以是+/- (1/8)波長。
應該注意的是，實施例建立了相當寬頻的設備，因此，從中間頻率移動到頻帶邊緣時，波長自然變化。在某些情况下，變化可能會超過背向短路器的物理長度上規定的1/16公差。
根據本發明的這個實施例基於這樣的發現，提供四分之一波長的探針和背向短路器之間的距離提供在天線設備中寬帶天線可使用的工作頻率範圍。此外，實施例基於這樣的發現，天線結構具有良好效能可以被實現，其如果包括上述具有背向短路器的波導轉換。為了良好或適當的操作，已經發現具有四分之一波長的波導背向短路器是有利的。
因此，不需要改變天線來覆蓋不同的頻寬，這將實現成本降至最低。
此外，已經發現所描述的天線幾何形狀是非常適合於與自動測試設備中包括被測器件（DUT, device under test）的一個或多個天線進行耦合。例如，印刷電路板和背向短路器之間的空腔可以提供良好的匹配，也可以有助於有效地耦合到DUT天線的輻射近場。此外，已經發現空腔改善了天線結構的頻寬特性。
根據一實施例，探針被設置在印刷電路板中或印刷電路板上，在印刷電路板的一區域中，該區域限定了印刷電路板和波導背向短路器之間的空腔，例如使得探針與空腔的電磁模式耦合。如此探針的佈置，例如在孔徑切口內，被設置為使的探針激發波導的主要正交模式。然而，幾何結構也可以允許耦合到波導的其他模式，例如耦合到DUT天線的輻射近場的逐渐消失的模式。
根據一實施例，探針形成至少一對正交的探針，其被設置為激發波導的至少兩個正交模式，例如（TE 10和TE 01）。這允許對使用不同極化或使用圓極化進行接收或發送的設備進行測試。
根據一實施例，探針連接到位於印刷電路板的區域中在印刷電路板上或印刷電路板中形成的至少兩條微帶傳輸線，該區域不限定在印刷電路板和波導背向短路器之間的空腔，其中微帶傳輸線形成探針的饋電網絡，例如經由傳輸線連接到埠。這樣的概念允許成本效益的實現，因為，例如，探針和饋電都可以在單個印刷電路板上實現。饋線的適當阻抗或者甚至阻抗匹配功能可以通過饋線的適當幾何佈局（或設計）（或阻抗）來實現。
根據一實施例，探針的饋電網絡連接到經由各自的差分線路轉換到各自的差動埠。 差分饋電有助於為天線電路提供對稱性，新增正交臂和拓寬可操作頻寬之間的去耦。饋電網絡可以，例如，連接到差分線路轉換，例如使用100歐姆差動介面。這為同一板上的收發器鏈組件提供了天線電路集成的多功能性。
根據一實施例，具有第一方向的一或多個探針的饋電網絡和具有與第一取向正交的第二方向的一或多個探針的饋電網絡，例如一正交對的第一探針和一正交對的第二探針被設置在印刷電路板的不同層，例如相對層，例如中間具有接地層，甚至當看到一投射在PCB平面上，使得接地層屏蔽不同饋電網絡，即使在不同的饋電網絡在 PCB 平面上的投影中看到交叉點時也是如此。探針的饋電網絡在PCB的相對層上的佈置，提供了佈線的便利性和高隔離度。這使得PCB製程變得簡單，因為不需要隱藏孔/埋孔。 此外，多層印刷電路板的製造現在是一種標準科技，並且允許具有良好特性對於成本效益的解決方案。此外，同時使用多層PCB允許使用多層對探針進行准三維成形。此外，同時使用多層PCB允許使用多層對探針進行准三維成形。
根據一實施例，天線設備包括四個探針，這些探針被佈置成在印刷電路板中或印刷電路板上佈置的兩個正交對，位於印刷電路板的區域中，該區域限定了在印刷電路板和波導背向短路器之間的空腔，例如使得探針與空腔的模式耦合，並且被設置為激發TE 10和TE 01的主要正交模式的波導。然而，探針也可以（可選地）耦合到波導的其他模式，這在近場條件下可能是有優勢的。
根據一實施例，四個探針在印刷電路板的一個區域中與印刷電路板中或印刷電路板上的各自相應微帶傳輸線連接，該區域不限定在印刷電路板和波導背向短路器之間的空腔，其中具有第一方向的兩個探針，例如兩個共線性探針，例如使用各自的微帶傳輸線和/或使用兩個差動傳輸線耦合到第一差動埠，並且其中具有第二方向的兩個探針，兩個另外的共線性探針，例如使用各自的微帶傳輸線和/或使用另外兩條差動傳輸線耦合到第二差動埠。差分饋電有助於為天線電路提供對稱性，增加正交臂和拓寬可操作頻寬之間的去耦。
根據一實施例，印刷電路板包括至少三層，優選四層。因此可以產生所謂的“厚探針”（例如，使用多層印刷電路板，其可以使用通孔連接）。因此，例如，可用些微的努力實現探針和波導內的場之間的良好（例如寬帶）耦合。例如，已經發現到沿著垂直於PCB的維度加厚探針會加寬可操作的頻寬。此外，使用多層的PCB層有助於改善匹配和頻寬特性。
根據一實施例，印刷電路板被設置，例如被附接在金屬基板的表面上，例如在金屬頂面上，並且空腔形成在金屬基板中，例如形成在金屬基板的上部件中，其中例如金屬基板也形成波導背向短路器。因此提供了天線設備的縮小尺寸。 此外，製造相對簡單，其中例如可以使用銑削技術。
根據一實施例，印刷電路板是例如厚的多層印刷電路板，例如包括4層以上；例如包括8層或以上；並且使用印刷電路板的一層，例如金屬層，作為PCB層來實現波導背向短路器；和/或空腔的邊界，例如空腔的側壁邊界，是使用穿過多層印刷電路板的通孔來實現的，例如可以使用鍍通孔，例如，可以延伸穿過PCB的多個層。在孔徑切口內的孔洞可被提供以增加天線頻寬。這樣的方法允許使用 PCB 製造技術成本效益地製造天線結構。即使使用這種方法，空腔的特性（例如空腔壁）不是最佳的，但已經發現到這種結構的特性對於許多測試要求來說仍然相當好的。
根據一實施例，空腔具有半波長λ/2的寬度。 已經發現到這樣的維度導致天線結構的良好特性。
根據一實施例，探針的長度等於空腔的深度，在波長的1/16的公差內。已經認識到，這樣的尺寸提供了特別好的天線特性。
根據一實施例，探針通過多層PCB連接一或多個通孔。已經認識到，這提高了天線結構的頻寬效能，以合理的成本實現。
根據一實施例，天線設備還包括上部金屬板，其中在上部金屬板中形成附加波導部件，使得附加波導部件是由空腔形成的波導的延伸。該附加波導部件增加天線頻寬。
根據一實施例，印刷電路板被佈置在金屬基板和上部金屬板之間。 因此提供了兩部分波導。 此外，使用這種電路佈局（或設計）可以容易地製造饋電結構，例如通過在金屬基板或上部金屬板中的銑削部分，例如沿著印刷電路板上的饋電跡線。
根據一實施例，差動傳輸線在其上包括屏蔽。提供一改善隔離。例如，可以使用金屬基板和/或上部金屬板來提供這種屏蔽。
根據一實施例，天線設備包括一個或多個外部連接，例如盲配合波導連接。其中第一外部連接，例如第一波導連接，與具有第一方向的一或多個探針耦合，和/或其中第二外部連接，例如第二波導連接，與具有第二方向的一或多個探針耦合，其中第二方向可以正交於第一方向。然後提供了改進的路由和隔離。使用這樣的連接，天線設備可以，例如，與自動測試設備的一或更多個訊號接收器和/或一或多個信號源進行耦合。因此，例如，天線設備可以使用一或多個外部連接耦合到自動測試設備的測試頭。
根據一實施例，一或多個外部連接是波導連接。已經認識到波導連接包括特別小的損耗，因此非常適合於體積測試，其中天線設備經常與自動測試設備進行連接和斷開。
根據一實施例，一或多個外部連接是盲配合連接，例如盲配合波導連接。盲配合波導連接可以用於，例如，將量測天線毫米波訊號連接到自動測試設備的測量儀器。外部連接的盲配合能力允許快速連接和斷開，例如由機器人處理器控制。 因此，能够實現高的測試輸送量。
根據一實施例，一或多個外部連接朝向一個方向對準，例如在與天線設備的主輻射方向相同的方向上進行接觸。因此，天線設備可以被放置在被測器件的“頂面”，例如，可以被置於佈置在DUT板上的測試插座中，並在朝向DUT板的方向（例如朝向DUT埠中的開口的方向，定位在高頻連接）上路由回訊號。
根據一實施例，天線設備包括電磁可滲透的蓋，例如電磁穿透的蓋，其覆蓋波導。因此，波導可以被保護，並且蓋也可以用於將被測器件推入其期望位置（例如推入測試插座）。
根據一實施例，蓋被設置為將被測器件推入被測器件的位置，例如推入測試插座，同時允許電磁輻射從波導傳輸到被測器件，或者反之亦然。因此，天線設備可以（至少部分）接管推進器的功能，這有助於降低成本並加速被測器件的更換。
根據本發明的實施例建立了一種自動測試設備（ATE），自動測試設備包括根據前述要求之一的天線設備，其中自動測試設備被設置為測試一被測器件，例如無線被測器件；例如使用天線設備的天線封裝被測器件。
根據本實施例的自動測試設備基於與上述天線設備相同的考慮。此外，本公開的實施例可以可選地由本文結合天線設備公開的任何其他特徵、功能和細節來補充，無論是單獨的還是組合的。
根據本發明的實施例建立了一種自動測試設備，其中自動測試設備包括被測試器件插座和一或多個，例如盲配合的高頻連接器，例如波導連接器，例如用於與天線設備建立高頻連接，其中一或多個高頻連接器被佈置在測試插座的旁邊。
根據本實施例的自動測試設備基於與上述天線設備相同的考慮。此外，本公開的實施例可以可選地由本文結合天線設備公開的任何其他特徵、功能和細節來補充，無論是單獨的還是組合的。
根據一實施例， 測試插座和所述一或多個高頻連接器被佈置為使得天線設備的一或更多個外部連接與一或更多個高頻連接器配合，並且使得當天線設備的一或者更多個外部連接與一個或者多個高頻連接配合時，天線設備的蓋促使被測器件進入被測器件插座。
天線設備和自動測試設備可以可選地由本文（在整個檔案中）公開的任何特徵、功能和細節來補充，既可以單獨地補充，也可以組合地補充。
圖1顯示了根據一實施例的天線設備100。 天線設備100包括印刷電路板（PCB）110，印刷電路板110包括開口111和至少兩個彼此正交地佈置在印刷電路板中的探針112。開口111例如是近似正方形的孔洞。雖然圖1顯示了兩個正交的探針112，但在本實施例中，形成兩個正交對的四個探針可以佈置在印刷電路板110中。
天線設備100包括背向短路器120，可以例如由金屬基板形成，或者可以例如由多層PCB的層形成。
天線設備100包括在PCB 110承載探針112的一部分(例如在PCB 110承載探針112的孔徑切口或多層）與背向短路器120之間的空腔130。空腔130可以具有例如矩形橫截面或正方形橫截面。空腔130在PCB 110承載探針112的部分和背向短路器120（例如波導背向短路器120）之間形成波導。印刷電路板110中的開口111被佈置在圍繞空腔130的中心軸線的中心區域中。空腔130具有深度為四分之一波長，例如由空腔形成的波導中的引導波長λ/4，加上半波長的整數倍，其中整數可以等於零或大於零；其中波長被設定在裝置的中心頻率。
探針112設置在印刷電路板110上（或在其中），在限定空腔130使得探針112與空腔130的模式進行耦合的印刷電路板110的區域113中。
探針112形成正交的一對探針112，其被設置為激發波導的至少兩個正交模式。
探針112連接到形成在印刷電路板110的區域113中的印刷電路板上或印刷電路板中的至少兩條微帶線114，其不限定空腔130。微帶傳輸線114形成探針的饋電網絡，例如，通過傳輸線連接到埠。在一實施例中，探針112的饋電網絡可以例如經由各自的差動線轉換連接到各自的差動埠。
具有第一方向的一或多個探針112 1的饋電網絡和具有第二方向的一或多個探針112 2的饋電網絡，第二方向與第一方向正交且被設定為印刷電路板110的不同層，例如相對層，例如在它們之間具有接地層，使得接地層屏蔽不同的饋電網絡。
然而，應當注意，天線設備100可以可選地由本文公開的任何特徵、功能和細節來補充，無論是單獨的還是組合的。
圖2A-2C示出了根據一個實施例的天線設備200。
圖2A顯示了處於拆卸狀態的天線設備200。如圖2A所示，天線設備200包括印刷電路板（PCB）210，印刷電路板210包括開口211和四個探針212 1,2，其排列成兩個正交對。開口211是一個近似正方形的孔。 開口211是用於增加天線頻寬的孔洞。
天線設備200包括一個背向短路器220。背向短路器220由一金屬基板形成。印刷電路板210被佈置，例如附接在金屬基板的頂面上，並且空腔230形成於金屬基板的上部，其中金屬基板還形成波導背向短路器220。空腔230具有大致對應於開口211的形狀。
因此，天線設備200包括在PCB 210承載探針212的部分（即孔徑切口）和波導背向短路器220之間的空腔230。所示的空腔230具有正方形的橫截面。然而，空腔230可以例如具有矩形橫截面、圓形橫截面或橢圓形橫截面。空腔230在PCB 210承載探針212的部分和波導背向短路器220之間形成波導。印刷電路板210中的開口211被佈置在空腔230的中心軸線周圍的中心區域中。空腔230具有深度為四分之一波長，例如由空腔形成的波導中的引導波長λ/4加上半波長的整數倍，其中整數倍可以等於零或大於零； 其中波長被設定在裝置的中心頻率。
在印刷電路板210的區域213中，探針212被佈置成兩個正交對，這兩個正交對被佈置在印刷電路基板210上，區域213限定了印刷電路基板210和波導背向短路器220之間的空腔230，使得探針與空腔的電磁模式耦合，並且被設置為激發波導的主要正交模式TE 10和TE 01。
四個探針212在印刷電路板210的區域215中與印刷電路板210上各自的微帶傳輸線214連接，區域215不限定空腔230。兩個探針212 1具有第一方向並且表示兩個共線的探針。 兩個探針212 1使用各自的微帶傳輸線214 1並使用差動線216 1耦合到第一差動埠217 1。兩個探針212 2具有第二方向並且表示另外兩個共線探針。兩個探針212 2使用各自的微帶傳輸線（未示出）並使用另外的差動線（未示出）耦合到第二差動埠（未示出）。第一方向與第二方向正交。 差動饋電為天線電路提供了對稱性，增加了正交臂之間的去耦，並拓寬了可操作的頻寬。差動傳輸線例如可以包括在其上的屏蔽。
波導背向短路器220包括被設置為容納微帶傳輸線（未示出）和差動線轉換器（未示出）的部分，例如在背向短路器220的上部中形成的與微帶傳輸線（未示出）和差動傳輸線（未示出）相對應的通道229。波導背向短路器220還包括切口，例如敞開的切口，其對應於第二差動埠（未示出）。
具有第一方向的兩個探針212 1的饋電網絡和具有與第一方向正交的第二方向的兩種探針212 2的饋電網絡被設置在印刷電路板210的相對層上，例如在其間具有接地層，使得接地層屏蔽不同的饋電網絡。饋電網絡在PCB 210的相對層上的佈置提供了路由的容易性和高隔離性。這使得PCB製程變得簡單，因為不需要隱藏或埋入。饋電網絡連接到具有100歐姆的差動介面的差動線216 1。這為同一板上的收發器鏈組件提供了天線電路集成的多功能性。
空腔230具有半波長λ/2的寬度。探針212的電長度優選地（至少近似地）等於空腔的深度，例如在波長的1/16的公差內。例如，探針的長度可能取決於PCB的特定電介質。 例如，如果使用氧化鋁基底，則探針較短（例如，比空腔的深度短）。然而，例如，對於不同的材料，可以認為電長度（即波長）大致相同。
天線設備200更包括上部金屬板240，其中附加波導部件250形成在上部金屬板240中，使得附加波導部件250是由空腔230形成的該波導的一延伸。
在上部金屬板240可以包括，例如在上部金屬板240的底部中製成的對應於微帶傳輸線214 1和差動線216 1的通道。上部金屬板240還可以包括切口，例如向下開口的切口，例如圖2B所示的切口241，其對應於第一差動埠217 1。
印刷電路板210被佈置在波導背向短路器220和上部金屬板240之間。如下圖所示，印刷電路板210被擠壓在波導背向短路器220和上部金屬板240之間。
天線設備可以包括，例如，一或多個外部連接，例如盲配合波導連接，其中第一外部連接，如第一波導連接，與具有第一方向的一或更多個探針耦合，和/或其中第二外部連接，例如第二波導連接， 與具有可以與第一方向正交的第二方向的一或多個探針耦合。
一或多個外部連接可以是例如波導連接。
一或多個外部連接可以是例如盲配合連接，例如盲配合波導連接。
一或多個外部連接可以例如朝向一個方向對準，例如在與天線裝置200的主輻射方向相同的方向上進行接觸。
圖2B示出了根據一個實施例的處於組裝狀態的圖2A的天線設備。如圖2B所示，PCB 210設置在波導背向短路器220和上部金屬板240之間。PCB 210被擠壓在波導背向短路器220和上部金屬板240之間。
空腔230和相應的波導在圖2B中看不到，因為空腔230被佈置在波導背向短路器220的頂部，並由PCB 210和上部金屬板240圍繞封閉。附加波導部件250被示出為形成在上部金屬板240中。
切口241形成在上部金屬板240的底部中，在上部金屬板240的兩個調節橫向側中的每一個上形成一個。切口241被佈置在印刷電路板210的區域215中的印刷電路板210的上部上佈置的各個微帶傳輸線214 1的上方，其不限制於空腔230。 切口241具有近似矩形的形狀。
圖2C示出了根據一實施例的天線設備200在組裝狀態下的截面圖。
如圖2C所示，PCB 210包括多個層。印刷電路板210可以包括至少三層，例如，優選四層。探針212利用例如延伸或穿越通過通孔218連接多個PCB層。
空腔230如圖2C所示，被佈置在波導背向短路器220和PCB 210之間的波導背向短路器220的頂部。一附加的切口221被佈置在波導背向短路器220的上部。 附加切口221可以例如具有比空腔230的深度小至少兩倍（或小2倍的因子）的深度。然而，應該注意的是，對切口深度沒有嚴格的要求。例如，其優選地（但不一定）不要太小，以免對傳輸線阻抗產生影響。形成的附加切口221以容納相應的微帶傳輸線（未示出）和兩個另外的差動傳輸線（未示出），其將探針212 2耦合到第二差動埠（未示出）。
空腔230例如可以具有正方形的橫截面。空腔230在PCB 210所承載探針212的部分和波導背向短路器220之間形成波導。印刷電路板210中的開口211佈置在空腔230的中心軸線周圍的中心區域中。空腔230具有深度為四分之一波長，例如由空腔230形成的波導中的引導波長λ/4加上半波長的整數倍，其中整數倍可以等於零或大於零； 其中波長被設定在裝置的中心頻率。
然而，應當注意，天線設備200可以可選地由本文公開的任何特徵、功能和細節來補充，無論是單獨的還是組合的。
圖3A-3C示出了根據一個實施例的天線設備300。
圖3A示出了處於組裝狀態的天線設備300。如圖3A所示，天線設備300包括包括印刷電路板（PCB）310，印刷電路板310包括開口311和四個探針312，其排列成兩個正交對。開口311顯示為一個近似正方形的孔。然而，開口311也可以具有例如近似矩形的孔，或近似橢圓形的孔，或近似圓形的孔。正方形的角顯示為圓角。開口311是用於增加天線頻寬的孔洞。
天線設備300包括一個背向短路器320。背向短路器320由金屬基板形成。可以對應於印刷電路板210的印刷電路板310來被佈置，例如附接在金屬基板的頂面，並且空腔（未示出）形成在金屬基板上部，其中金屬基板還形成波導背向短路器320。
天線設備300還包括上部金屬板340，其中附加波導部件350形成在上部金屬板340中，使得附加波導部件350是由空腔（未示出）形成的波導的延伸。
印刷電路板310被佈置，例如被擠壓，在金屬基板320和上部金屬板340之間。
四個探針312與印刷電路板310上的各個微帶傳輸線（在上部金屬板340下方看不到）在印刷電路板的區域315中連接，其不限定空腔。兩個探針312 1具有第一方向並且表示兩個共線探針。兩個探針312 1使用微帶傳輸線317 1（其可以部分地在上金屬板340下方延伸），使用差分線316 1（在上部金屬板340下方看不到）以及使用另外的微帶傳輸線314 1耦合到第一埠（例如以同軸連接器360 1的形式），其中，位於微帶傳輸線317 1和差動線轉換器316 1之間可以是換衡器319在圖3A中未示出。兩個探針312 2具有第二方向並且表示另外兩個共線探針。兩個探針312 2使用微帶傳輸線、使用（例如兩個）差動線（未示出）和使用各自的微帶傳輸線（未顯示）耦合到第二埠（例如，以同軸連接器360 2的形式），其中在微帶傳輸線和差動線之間可以是換衡器 319（未顯示出）。第一方向正交於第二方向。 差動饋電為天線電路提供對稱性，增加正交臂之間的去耦並加寬可操作頻寬。差動傳輸線可以例如包括在其上的屏蔽。
PCB 310被示出為延伸超過金屬基板320和上部金屬板340的尺寸。 背向短路器320和PCB 310可以在尺寸上變化，它們之間具有任意比例。 這取決於機械結構，而不是裝置的操作。
兩個同軸連接器360安裝在PCB 310上。第一同軸連接器360 1被佈置為將第一微帶傳輸線317 1連接到測量儀器。 第二同軸連接器360 2被佈置為將第二微帶傳輸線（未示出）連接到測量儀器。
圖3B顯示了在沒有上部金屬板340的情况下處於組裝狀態的天線設備300。 如圖3B所示，印刷電路板（PCB）310包括開口311和四個探針312，其被設置為兩個正交對排列。
四個探針312在印刷電路板310的區域315中與印刷電路板上的各自微帶傳輸線314連接，其不限制空腔330。兩個探針312 1具有第一方向並且表示兩個共線探針。兩個探針312 1使用各自的微帶傳輸線314 1並使用差動線316 1耦合到第一差動埠318 1。兩個探針312 2具有第二方向並且代表另外兩個共線探針。 兩個探針312 2使用各自的微帶傳輸線（未示出）並使用另外的差動線（未顯示）耦合到第二差動埠（未示出）。第一方向與第二方向正交。 差動饋電為天線電路提供了對稱性，增加了正交臂之間的去耦，並拓寬了可操作的頻寬。 差動傳輸線例如可以包括在其上的屏蔽。
第一差動埠318 1經由換衡器 319連接到微帶傳輸線317 1。微帶傳輸線317 1連接到第一同軸連接器360 1，因此將第一差動埠318 1連接到相應的測量儀器。
第二同軸連接器360 2相對於第一同軸連接器360 1上下顛倒地佈置，以便將位於PCB 310的底側上的第二差動埠連接到相應的測量儀器。
第一和第二同軸連接器360 1,2通過螺釘362附接（例如固定）到PCB 310的調節側。 第一同軸連接器360 1和第二同軸連接器360 2彼此上下顛倒地連接，例如放置在彼此旋轉180度的平面中。
多個電鍍通孔390形成背向短路器320的側壁和相應的空腔330。
空腔330的空腔側壁或波導側壁（例如，側壁邊界）是使用穿過多層印刷電路板310的通孔390來實現的，例如，使用可以例如延伸穿過PCB 310的多個層的電鍍通孔。
多個（例如電鍍的）孔洞391形成各自微帶傳輸線的屏蔽，例如路徑。
圖3C示意性地示出了天線設備300。 圖3C僅顯示了天線設備300的PCB 310（俯視圖）和同軸連接器360 1,2。
如圖3C所示，天線設備300包括印刷電路板（PCB）310，印刷電路板310包括開口311和四個探針312，其被佈置成兩個正交對。
在印刷電路板310的區域313中，探針312被佈置成兩個正交的對，其被佈置在印刷電路基板310上，其限定了印刷電路板310和背向短路器320之間的空腔330，使得探針與空腔的電磁模式耦合。
四個探針312在印刷電路板310的區域315中與印刷電路板310上相應的微帶傳輸線314連接，其不限制空腔330。
兩個探針312 1使用各自的微帶傳輸線314 1並使用差動線316 1耦合到第一差動埠318 1。兩個探針312 2具有第二方向並且表示另外兩個共線探針。
應該注意的是，差動線路部件（例如包括具有兩個導體的差動線316 1），其中兩個導體中的第一個導體與第一微帶傳輸線314 1耦合，並且其中兩個導線中的第二個導體與第二微帶傳輸線314 1耦合，其限制在換衡器 319和微帶傳輸線314 1的一對的一連接點(例如在之間)。
具有第一方向的兩個探針312 1的饋電網絡和具有與第一方向正交的第二方向的兩種探針312 2的饋電網絡被設置在印刷電路板310的相對層上，例如在它們之間具有接地層，使得接地層屏蔽不同的饋電網絡。饋電網絡在PCB 310的相對層上的佈置提供了路由的容易性和高隔離性。 這使得PCB製程變得簡單，因為不需要隱藏或埋入。
多個電鍍通孔390形成背向短路器320的側壁，並相應地形成空腔330的側壁。
空腔330的邊界，例如側壁邊界，是使用穿過多層印刷電路板310的通孔390來實現的，例如使用電鍍通孔來實現，其可以例如延伸穿過PCB 310的多個層。
多個（例如電鍍的）孔洞391形成各個微帶傳輸線的屏蔽。
然而，應該注意的是，天線設備300可以可選地由本文公開的任何特徵、功能和細節來補充，無論是單獨的還是組合的。
圖4A-4D示出了根據一個實施例的天線設備400。
如圖4A所示，天線設備400包括印刷電路板（PCB）410，印刷電路板410包括開口411和四個探針412 1,2，這四個探針排列成兩個正交對。 開口411是一個近似正方形的孔。 開口411是用於增加天線頻寬的孔洞。
天線設備400包括背向短路器420（圖4A中未示出）。
印刷電路板410是例如厚的多層印刷電路板。 PCB 410包括多於4層，或者優選地包括8層或更多層。波導背向短路器420使用印刷電路板的一層（例如金屬層）作為PCB層來實現。 底部PCB層用作金屬背向短路器420。
PCB 410的厚度定義為： ； ，其中ε r是PCB基板（電介質）材料的介電常數。
因此，天線設備400包括在PCB 410承載探針412 1,2的部分（即孔徑切口）和背向短路器420之間的空腔430。空腔430例如可以具有正方形的橫截面。空腔430在PCB 410承載探針412 1,2的部分和波導背向短路器420之間形成波導。印刷電路板410中的開口411被佈置在圍繞空腔430的中心軸線的中心區域中。空腔430具有深度為在PCB基板材料中具有四分之一波長，例如由空腔形成的波導中的引導波長λ/4除以√ε r加上半波長的整數倍，其中整數倍可以等於零或大於零； 其中波長被設定在裝置的中心頻率。
空腔430的邊界，例如側壁邊界，是使用穿過多層印刷電路板410的通孔490來實現的，例如使用電鍍通孔來實現，可以例如延伸穿過PCB 410的多個層。
如圖4A至4D所示，多個電鍍通孔490形成背向短路器420的側壁，並相應地形成空腔430的側壁。
空腔430的邊界，例如側壁邊界，使用通孔490穿過多層印刷電路板410來實現，例如使用電鍍通孔，可以例如延伸穿過PCB 410的多個層。
如圖4A、4C和4D所示，多個（例如電鍍的）孔洞491形成各個微帶傳輸線的屏蔽。
如圖4A、4C和4D所示，探針412被佈置在兩個正交對中，其被佈置在印刷電路板410上，在印刷電路410的區域413中，其界定(或限定)了印刷電路板410和波導背向短路器420之間的空腔430，使得探針與空腔模式耦合，並且被設置為激發波導的TE 10和TE 01的主正交模式。
四個探針412在印刷電路板410的區域415中與印刷電路板410上相應的微帶傳輸線414連接，其不界定(或限定)空腔430。兩個探針412 1具有第一方向並且表示兩個共線的探針。 兩個探針412 1使用各自的微帶傳輸線414 1並使用差動線416 1耦合到第一差動埠418 1。兩個探針412 2具有第二方向並且表示另外兩個共線探針。兩個探針412 2使用各自的微帶傳輸線（未示出）並使用另外的差動線（未示出）耦合到第二差動埠（未示出）。第一方向與第二方向正交。差動饋電為天線電路提供了對稱性，增加了正交臂之間的去耦，並拓寬了可操作的頻寬。差動傳輸線例如可以包括在其上的屏蔽。
如圖4C所示，探針412利用例如延伸或穿越通過通孔419連接厚PCB的多個PCB層。探針412連接PCB層的上層。 探針412利用例如至少三個PCB層，例如至少三個上PCB層通過通孔419連接。例如，並非所有的PCB層都被探針412利用。 在一些實施中，例如，探針412可以利用少於一半的PCB層。然而，應該注意的是，探針中所需（或要求）層數取決於例如要求的天線頻寬。 探針至少利用一個或兩個金屬層。 探針不一定要利用頂面層—它們（例如，利用的層）也可以隱藏在內層內。
從圖4D中還可以看出，探針412形成為多層探針。
然而，應該注意的是，天線設備400可以可選地由本文公開的任何特徵、功能和細節來補充，無論是單獨的還是組合的。
圖5A-5D示出了根據一個實施例的天線設備500和/或其部件。
圖5A顯示了印刷電路板（PCB）510，其包括開口511和四個探針512 1,2，這四個探針排列成兩個正交對。開口511是一個近似正方形的孔。 開口511是用於增加天線頻寬的通孔。雖然開口511被示出為近似正方形的孔，開口511也可以是例如近似矩形的孔、或者近似圓形的孔、或近似橢圓形的孔，或者開口可以包括關鍵形狀或X形狀。 然而，也可以使用其他形狀的孔。
四個探針512 1,2在印刷電路板510的區域515中與印刷電路板上的相應的微帶傳輸線514連接，其不界定(或限定)空腔530。兩個探針512 1具有第一方向並且表示兩個共線探針。 兩個探針512 1使用各自的微帶傳輸線514 1和使用差動線516 1耦合到第一（例如，差動）波導轉換594 1。兩個探針512 2具有第二方向並且表示為另外兩個共線探針。兩個探針512 2使用各自的微帶傳輸線（未示出）和使用另外差動線（未顯示）耦合到第二（例如，差動）波導轉換（未示）。第一方向與第二方向正交。 差動饋電為天線電路提供了對稱性，增加了正交臂之間的去耦，並拓寬了可操作的頻寬。 差動傳輸線例如可以包括在其上的屏蔽。
圖5B顯示了處於組裝狀態的天線設備500，例如在金屬外殼560中，例如處於準備使用狀態。
天線500的背向短路器例如由金屬基板（例如，由金屬基板570或由金屬基板580）或由印刷電路板的層（例如，底層）所形成。印刷電路板510被佈置（例如附接）在金屬基板570的頂面上，並且空腔（未示出）被形成在例如在金屬底板570的上部件，其中，例如，金屬基板570也形成波導背向短路器520。
金屬外殼的單獨部件如圖5C所示。 金屬基板的上層568被示出為包括用於螺釘的安裝孔洞528，以將螺釘被配置為將金屬殼體的部分固定在一起。
附加波導部件形成在上層568，使得附加波導部件是由空腔（未示出）形成的波導的延伸。
在天線設備500的組裝狀態下，印刷電路板510被佈置（例如被按壓）在上層568和中間金屬基板570之間。
除了上層568之外，金屬外殼560還包括兩金屬層570（例如被指定為中間金屬層）和580（例如被設定為較低金屬層），這兩個金屬層均具有（各自的）中央部件571、581和兩對（各自的）周圍部件572、573、582、583。例如，兩個金屬層570、580的中央部件571、581相應地具有與PCB 510和上層568的形狀近似的形狀（例如，近似矩形或正方形的形狀）。例如，兩個金屬層570、580的第一周圍部件572、582相應地從中央部件571、581的兩個相對側以一定角度延伸並形成金屬板。例如，兩個金屬層570、580的第二周圍部件573、583相應地從第一周圍部件572、582以一定角度延伸並形成金屬板。第二周圍部件573、583例如被佈置為平行於中央部件571、581，即第二外圍部件573、583的側邊平行於中央部件571、581的對應側邊。金屬層570包括用於將上層568安裝到中間金屬層570和較低金屬層580的安裝孔洞574。金屬層還可以例如包括對準裝置，例如對準引腳或對準孔。另一個（較低）金屬層580包括用於第一和第二偏振的兩個波導結構575、576。例如，兩個金屬層570、580都包括用於將天線500固定在金屬外殼560中的安裝孔578、588，以及用於將金屬殼560中的天線500附接到相應的測試臺或測試設備的安裝孔。
圖5D顯示了處於組裝狀態的天線設備500，例如在金屬外殼560中，並附接在測試柱 580a。測試柱580a具有上部件583a和下部件584a。下部件584a立在穩定基座585a上，並用螺絲釘586a附接到穩定基座585a。 金屬外殼560的部件例如通過金屬固定器581a固定在測試柱580a上。 金屬固定器581a通常具有n型。金屬固定器581a將第二周圍部件573、583（或整個天線設備500）保持在測試柱580a的中空切口582a中。中空切口582a具有與金屬外殼560相對應的形狀。金屬固定器581a用螺絲釘587a附接到測試柱580a的上部件583a，例如，每個金屬固定器583a用四個螺絲釘587a附接。
第一和第二同軸連接器590a、591a被附接到波導轉換592a、593a，其與波導結構575、576建立電磁耦合。因此，同軸連接器590a、591a通過波導轉換592a、593a、波導結構575、576和印刷電路板510上的傳輸線跡線（例如波導轉換594 1、差動線516 1和微帶傳輸線514 1）與天線有效地耦合。因此，第一同軸連接器590a與第一極化相關聯，且第二同軸連接器591a與第二極化相關聯。
然而，應當注意，天線設備500可以可選地由本文公開的任何特徵、功能和細節來補充，無論是單獨的還是組合的。
圖6A和6B示出了根據一實施例的天線設備的天線模擬結果。 相應地，如圖1、2、3、4和5所示，天線設備100、200、300、400和500中的任何一個都可以顯示出與圖6A和6B所示結果相似的效能。
圖6A顯示了天線的3D輻射圖，以及E平面（電場平面）和H平面（磁場平面）中的天線輻射圖，頻率為F 1=24.25GHz，F 2=29.5GHz，F 3=37GHz，F 4=40GHz。
圖6B顯示了天線視軸增益和天線反射係數隨頻率的依賴關係。
如圖6A和6B所示，根據一實施例的天線設備的電力效能可以由以下特徵來表徵： 1. 考慮10dB RL的22-43 GHz（65%）的可操作頻帶； 2.天線電路中的***損耗於頻帶上的範圍在0.75和1.35dB之間（基於Megtron6的基板）； 3. 頻帶上範圍在6和9.5 dBi之間的天線增益； 4. 埠到埠的洩漏在頻帶上小於-80 dB； 和 5. 在頻帶上高於55dB的遠場中的交叉-極化分量辨別。
同時，根據該實施例的天線設備的機械效能可以由以下特徵來表示： 1. 天線電路在PCB中只占2×2λ 0的面積，其中λ 0在中心頻率32.5 GHz下計算； 2. 使用至少3層的天線PCB，其中其製程不需要隱藏或埋入式的通孔。
圖7A和7B顯示了一種帶有天線設備700的自動測試設備。
自動測試設備包括天線設備700。自動測試設備被設置為測試被測器件792，例如無線被測器件； 例如，使用天線設備700測試的天線封裝被測器件。
自動測試設備在電插座中承載被測器件792，並且包括盲配合連接器793。 兩個盲配合連接器793如圖7A所示。然而，自動測試設備可以包括一或多個盲配合連接器793。盲配合連接器793可以是例如高頻連接器，例如波導連接器，如圖7A所示。盲配合連接器793被設置為例如與天線設備700建立高頻連接。盲配合連接器793被佈置在測試插座旁邊。
金屬外殼中的天線設備700，例如OTA量測天線，固定在插座蓋790中。推進器791附接到天線設備700。 推進器791由無線電透明材料製成。 推進器791被安裝成將被測器件推入電插座792。在一實施例中，推進器791也可以被設置為天線設備700的蓋。
在將插座蓋790安裝在自動測試設備上時，第一及第二（優選地，盲配合）波導連接器794與盲配合波導793互連。盲配合波導793將量測天線毫米波訊號連接到ATE測量儀器。
天線設備700包括兩個外部連接794，其優選地是波導連接。 雖然圖7A中顯示了兩個外部連接794，天線設備700可以包括一或多個外部連接794。
測試插座792和連接器793被設置為使得天線設備700的外部連接794與連接器793配合，並且使得當天線設備700中的連接794與連接器793配合時，天線設備700的推動器791將待測器件推入待測器件792插座中。
圖7B顯示了固定在自動測試設備上的天線設備700。
然而，應當注意，天線設備700可以可選地由本文公開的任何特徵、功能和細節來補充，無論是單獨的還是組合的。
以下為進一步的實施例和方面：
在下文中，將描述根據本發明的其他方面和實施例，其可以單獨使用或與本文公開的任何其他實施例組合使用。
此外，本節中公開的實施例可以可選地由本文中公開的任何其他特徵、功能和細節來補充，無論是單獨的還是組合的。
在下文中，將描述用於集成在插座中的天線佈局（或設計），用於5G等應用的封裝天線（AiP, antenna in package）模組的無線（OTA, over the air）測試。
在根據本發明的實施例中，其可以用於遠場和輻射近場OTA測試。
根據本發明實施例的天線佈局（或設計）被優化為用於使用自動測試設備進行OTA測試的插座中。在OTA測試和量測應用中，要求與AiP天線陣列的已知天線佈局（或設計）不同，因此發現使用像5G模組等AiP天線陣列上使用的天線拓撲不同於天線技術是有利的： -因為在OTA應用中，量測天線是單個天線元件（不是天線陣列），所以天線的尺寸並不重要； -天線增益並不重要，因為其用於輻射近場(接近於DUT，不像是實際OTA場景中的基站），重要的是要有大的頻寬來覆蓋所有待測試的頻率。
在下文中，將描述本發明的實施例的基本思想。
天線設計（或天線佈局）
圖2A至2C所示的天線設計（或天線佈局）包括雙極化波導(230)、波導背向短路器（220）和PCB（210）。兩對正交對的差動饋電微帶傳輸線探針(212)被設置在孔徑切口區域(211)內，以使其激發波導的主要正交模式（TE 10和TE 01）。
差動饋電有助於為天線電路提供對稱性，增加正交臂之間的去耦，並拓寬可操作的頻寬。
探針饋電網絡設置在PCB的相對層上，便於佈線和高度隔離。 這使得PCB製程變得簡單，因為不需要隱藏/埋孔。饋電網絡連接到具有100歐姆差動介面的差動傳輸線或差動線轉換（216）。 這為同一板上的收發器鏈組件提供了天線電路集成的多功能性。
最後，探針利用通過探針通孔（218）（“厚探針”）連接多個PCB層，並且在孔徑切口內有一個孔洞(211)，用於增加天線頻寬。
根據本發明的一個方面，使用磁相互作用進行測試的另一種可能性是在用於結構測試的DFT部件中包括額外的新電路，從而通過感應產生具有動態磁場的額外可能性，例如在SCAN測試中進行干預。
複雜邏輯的缺點是必須經常加載掃描鏈結才能達到足够高的測試覆蓋率（對於高品質的產品，應該＞99%）。
然而，大部分電路區域很容易到達，但鏈結必須始終滿載，因此，複雜區域的額外測試選項會對測試時間和測試成本產生重大影響。
天線模擬結果如圖6A和6B所示：
電力效能：
可操作的頻帶：考慮10dB RL的22-43 GHz（65%）；
天線電路中的***損耗：頻帶上0.75…1.35 dB（基於Megtron6的板）；
天線增益：頻帶上6-9.5 dBi；
埠-埠的洩漏：頻帶上＜-80 dB；
遠場中的交叉極化分量辨別：頻帶上＞55 dB。
機械效能：
天線電路在PCB中僅占2×2λ 0面積（λ 0在中心頻率32.5 GHz下計算）；
天線PCB至少使用3層，其製程通過不需要隱藏或埋孔；
OTA天線原型如圖5A至5D所示；
ATE插座中的天線集成如圖7A至7B所示。
此外，應該注意的是，實施例和過程可以如本節所述使用，並且可以可選地由本文（在整個檔案中）公開的任何特徵、功能和細節來補充，無論是單獨的還是組合的。
然而，在任何其他章節中描述的特徵、功能和細節也可以可選地引入到根據本發明的實施例中。
此外，上述章節中描述的實施例可以單獨使用，也可以由另一章節中的任何特徵、功能和細節來補充。
此外，應當注意，本文所描述的各個方面可以單獨使用或組合使用。 因此，可以將細節添加到所述各個方面中的每一個，而無需將細節添加至所述方面中的另一個。
特別地，在發明申請專利範圍中也描述了實施例。發明申請專利範圍中描述的實施例可以可選地由本文中描述的任何特徵、功能和細節來補充，無論是單獨的還是組合的。
此外，本文描述的任何特徵和功能都可以在硬體或軟體中實現，或者使用硬體和軟體的組合來實現，如將在“實現替代方案”一節中描述的。
實施可選方案：
雖然在設備的上下文中描述了一些方面，但是很明顯，這些方面也表示對應方法的描述，其中方塊或設備對應於方法步驟或方法步驟的特徵。類似地，在方法步驟的上下文中描述的方面也表示對相應的方塊或項目或相應的設備的特徵的描述。一些或全部方法步驟可以通過（或使用）硬體設備來執行，例如微處理器、可程式設計電腦或電子電路。 在一些實施例中，一或多個最重要的方法步驟可以由這樣的裝置執行。
根據某些實現要求，本發明的實施例可以在硬體或軟體中實現。該實現可以使用數位儲存介質來執行，例如軟碟、DVD、藍光、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或閃存，其上儲存有電子可讀的控制訊號，這些控制訊號與可程式設計電腦系統合作（或能够合作），使得執行相應的方法。因此，數位儲存介質可以是電腦可讀的。
根據本發明的一些實施例包括具有電子可讀控制訊號的數據載體，其能够與可程式設計電腦系統合作，從而執行本文所述的方法之一。
通常，本發明的實施例可以被實現為具有程式碼的電腦程式產品，當電腦程式產品在電腦上運行時，程式碼可操作用於執行方法之一。 程式碼可以例如存儲在機器可讀載體上。
其他實施例包括存儲在機器可讀載體上的用於執行本文所述方法之一的電腦程式。
換言之，本發明方法的實施例因此是一種電腦程式，該電腦程式具有用於當電腦程式在電腦上運行時執行本文所述方法之一的程式碼。
因此，本發明方法的另一個實施例是一種數據載體（或數位存儲介質，或電腦可讀介質），其上記錄有用於執行本文所述方法之一的電腦程式。 數據載體、數位儲存介質或記錄介質通常是有形的和/或非過渡性的。
因此，本發明方法的另一個實施例是表示用於執行本文所述方法之一的電腦程式的訊號的數據流或序列。 數據流或序列可以例如被設置為經由資料通信連接（例如經由互聯網）傳輸。
另一實施例包括處理裝置，例如電腦或可程式設計邏輯設備，其被設置為或適於執行本文所述的方法之一。
另一實施例包括電腦，該電腦上安裝有用於執行本文所述方法之一的電腦程式。
根據本發明的另一個實施例包括一種設備或系統，該設備或系統被設置為將用於執行本文所述的方法之一的電腦程式傳送（例如，電子地或光學地）到接收器。 接收器例如可以是電腦、移動設備、記憶體設備等。 例如，該裝置或系統可以包括用於將電腦程式傳輸到接收器的檔案伺服器。
在一些實施例中，可程式設計邏輯器件（例如現場可程式設計閘陣列）可以用於執行本文所述方法的一些或全部功能。 在一些實施例中，現場可程式設計閘陣列可以與微處理器合作，以便執行本文所述的方法之一。 通常，這些方法優選地由任何硬體設備來執行。
這裡描述的裝置可以使用硬體裝置、或者使用電腦、或者使用硬體裝置和電腦的組合來實現。
本文所述的裝置或本文所述裝置的任何組件可以至少部分地以硬體和/或軟體實現。
這裡描述的方法可以使用硬體設備、或者使用電腦、或者使用硬體設備和電腦的組合來執行。
本文所述的方法或本文所述裝置的任何組件可以至少部分地通過硬體和/或軟體來執行。
本文所描述的實施例僅僅是用於說明本發明的原理。 應當理解，本文所描述的佈置和細節的修改和變化對本領域的其他科技人員來說是顯而易見的。因此，其意圖僅限於即將到來的申請專利範圍，而不限於通過本文實施例的描述和解釋所呈現的具體細節
100、200、300、400、500、700:天線裝置 110、210、310、410、510:印刷電路板（PCB） 112 1、112 2、212、212 1、212 2、312、312 1、312 2、314、412 1、412 2、512、512 1、512 2:探針 113、213、215、313、315、413、415、515:區域 114、214、214 1、216 1、314 1、414、414 1、514、514 1:微帶傳輸線 317 1:第一微帶傳輸線 314 1:第二微帶傳輸線 120、220、320、420、520:背向短路器 130、211、230、311、330、430、530:空腔 216、216 1、316 1、416 1、516 1:差動線 217 1、318 1、418 1:差動埠 218、390、419、490:通孔 229:通道 240、340、568:上部金屬板 221、241、582a:切口 250、350:附加波導部件 111、211、311、411、511:開口 319:換衡器 360 1、590a:第一同軸連接器 360 2、591a:第二同軸連接器 362、586a、587a:螺絲釘 390、391、491、528、574:孔洞 560:金屬外殼 568:上層 570、580:金屬基板 571、581:中央部件 572、573、582、583、573、583:周圍部件 575、576:波導結構 580a:測試柱 581a:金屬固定器 582a:中空切口 583a:上部件 584a:下部件 585a:穩固基座 578、588:安裝孔 594 1、592a、593a:波導轉換 790:插座蓋 791:推進器 792:被測器件 793:盲配合連接器 794:波導連接器
本申請的優選實施例參考以下附圖進行闡述，其中： 圖1示出了根據一實施例的天線設備； 圖2A示出了根據一實施例的處於拆卸狀態的天線設備； 圖2B示出了根據一實施例的處於組裝狀態的圖2A的天線設備； 圖2C示出了根據一個實施例的處於組裝狀態的圖2A的天線裝置的截面圖； 圖3A示出了根據一實施例的處於組裝狀態的天線設備； 圖3B示出了根據一實施例的在沒有頂面金屬板並處於組裝狀態的圖3A的天線設備； 圖3C示意性地示出了根據一實施例的圖3A的天線設備； 圖4A示出了根據一個實施例的天線設備； 圖4B示出了根據一實施例的圖4A的天線設備的後視圖； 圖4C示出了根據一實施例的圖4A的天線設備的放大截面圖； 圖4D示意性地示出了根據一實施例的圖4A的天線設備的新增截面圖； 圖5A示出了根據一實施例的天線設備； 圖5B示出了根據一實施例的外殼中的圖5A的天線設備； 圖5C示出了根據一實施例的處於拆卸狀態的圖5B的天線設備； 圖5D示出了根據一實施例的處於操作狀態的圖5A的天線設備； 圖6A示出了根據一實施例的天線設備的天線模擬結果； 圖6B示出了根據一實施例的天線設備的天線模擬結果； 圖7A示了根據一實施例的自動測試設備；以及 圖7B示了根據一實施例的自動測試設備。
100:天線裝置
110:印刷電路板(PCB)
1121、1122:探針
113:區域
114:微帶傳輸線
120:背向短路器
130:空腔
111:開口

Claims (26)

  1. 一種天線設備，包括： 一印刷電路板（PCB），包括一開口； 其中至少兩個探針彼此正交地設置在該印刷電路板上或其中； 一空腔，在該印刷電路板承載該探針的一部分和一波導背向短路器之間，該空腔在該印刷電路板承載該探針的該部分與該波導背向短路器之間形成一雙極化波導； 其中該印刷電路板中的該開口設置在圍繞該空腔的中心軸線的中間區域； 其中，該空腔的深度為四分之一波長λ/4加上半波長的整數倍，並在該波長的+/- (1/16)的公差內。
  2. 如請求項1所述的天線設備，其中該探針在該印刷電路板的的一區域中被設置在該印刷電路板中或其上，該區域限定在該印刷電路板和波導背向短路器之間的該空腔。
  3. 如請求項1或2所述的天線設備，其中該探針形成至少一正交對的探針，其被設置為激發該波導的至少兩個正交模式。
  4. 如請求項1或2所述的天線設備，其中該探針連接到在該印刷電路板的一區域中形成在該印刷電路板上或其中的至少兩條微帶傳輸線，該區域不限定在該印刷電路板和該波導背向短路器之間的該空腔，其中該微帶傳輸線形成該探針的一饋電網絡。
  5. 如請求項4所述的天線設備，其中該探針的該饋電網絡經由各自的差動線轉換連接到各自的差動埠。
  6. 如請求項1或2所述的天線設備，其中，具有第一方向的一或多個該探針的該饋電網絡和具有與第一方向正交的第二方向的一或多個該探針的該饋電網絡被設置在該印刷電路板的不同層上。
  7. 如請求項1或2所述的天線設備，在該印刷線路板的一區域中包括四個探針，該四個探針被設置成兩個正交對並被佈置在該印刷電路板中或其上，該區域限定在該印刷電路板和該波導背向短路器之間的該空腔，並且被設置以激發該波導的主正交模式TE 10和TE 01。
  8. 如請求項7所述的天線設備，其中該四個探針分別與在該印刷電路板的的一區域中該印刷電路板中或其上各自的該微帶傳輸線相連接，該區域不限定在該印刷電路板和該波導背向短路器之間的空腔； 其中具有第一方向的兩個探針耦合到第一差動埠；並且 其中具有第二方向的兩個探針耦合到第二差動埠。
  9. 如請求項1或2所述的天線設備，其中該印刷電路板包括至少三層。
  10. 如請求項1或2所述的天線設備， 其中該印刷電路板設置在一金屬基板的表面上；並且 其中該空腔形成在該金屬基板中。
  11. 如請求項1或2所述的天線設備，其中該印刷電路板是一多層印刷電路板；並且 其中該波導背向短路器是使用該印刷電路板的一層來實現；以及/或者 其中使用穿過多層的該印刷電路板的通孔來實現該空腔的邊界。
  12. 如請求項1或2所述的天線設備，其中該空腔具有半波長λ/2的寬度。
  13. 如請求項1或2所述的天線設備，其中該探針的長度等於該空腔的深度，在該波長的1/16的公差內。
  14. 如請求項1或2所述的天線設備，其中該探針穿越通過一個或多個探針通孔連接的PCB的多層。
  15. 如請求項1或2所述的天線設備， 該天線裝置進一步包括一上部金屬板，其中一附加波導部件形成在該上部金屬板中，使得該附加波導部件是由該空腔形成的該波導的一延伸。
  16. 如請求項15所述的天線設備，其中該印刷電路板設置在一金屬基板和該上部金屬板之間。
  17. 如請求項1或2所述的天線設備，其中該差動傳輸線包括在其上的屏蔽。
  18. 如請求項1或2所述的天線設備，其中該天線設備包括一或多個外部連接； 其中一第一外部連接與具有第一方向的一或多個該探針耦合；以及/或者 其中一第二外部連接與具有第二方向的一或多個該探針耦合。
  19. 如請求項18所述的天線設備，其中該一或多個外部連接是波導連接。
  20. 如請求項18所述的天線設備，其中該一或多個外部連接是盲配合連接。
  21. 如請求項18所述的天線設備，其中該一或多個外部連接朝向與該天線設備的主輻射方向相同的方向對準。
  22. 如請求項1或2所述的天線設備，其中該天線設備包括覆蓋該波導的一無線電穿透蓋。
  23. 如請求項22所述的天線設備，其中該無線電穿透蓋被設置為將一待測器件推入一待測器件位置，同時允許電磁輻射從該波導傳輸到該待測器件。
  24. 一種自動測試設備(ATE)， 其中該自動測試設備包括根據前述請求項1-23之一的一天線設備； 其中該自動測試設備被設置為使用該天線設備來測試一被測器件。
  25. 一種自動測試設備(ATE)， 其中該自動測試設備包括一被測器件插座和一或多個高頻連接器； 其中該一或多個高頻連接器被設置在該被測器件插座的旁邊。
  26. 如請求項25所述的自動測試設備，其中該被測器件插座和該一或多個高頻連接器被佈置使得該天線設備的一或多個外部連接與該一或多個高頻連接器相配合，並且使得當該天線設備的一或多個外部連接與該一或多個高頻連接器配合時，該天線設備的一蓋子將該被測器件推入該被測器件插座。
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