一种天线射频测试装置的制作方法

本发明涉及天线指标测试技术领域，具体涉及一种用于穿戴类产品中具有内部测试馈电点的金属外壳天线的天线射频测试装置。

背景技术：

在设计穿戴类产品（例如智能手表、手环等）时，外壳一般为金属结构，因此，会利用产品的金属外壳作为产品天线，此类型天线称为金属外壳天线，具体地，如图1和2所示，该金属外壳天线200一般由四个部分组成，分别为金属天线210、金属地220、位于金属天线210和金属地220之间的绝缘体230以及测试点240，四个部分装配形成金属外壳天线，产品装配后，利用金属探针测试内部馈电点，利用矢量网络分析仪测试此类型天线的产品的射频指标的一致性和稳定性（例如，反射功率指标）。

对于穿戴类产品的金属外壳天线，其体积小巧，且其测试点普遍存在于金属外壳的内部，但是金属外壳天线的口径较小，若在内部进行测量，按照传统测试方法，需要探针从外部伸入并垂直接触内部测试点，由于存在与天线外边缘干涉，探针很难在不接触天线其他部位的同时能准确地接触内部测试点，同时，测试探针是焊接在pcb表面，探针与金属外壳天线接触时，产生平行于pcb板表面的半刚性受力，经常会将pcb上的金属微带线剥离，降低测试可靠性及稳定性。

通过传统的在每个产品上焊接射频连接线或利用探针很难经济的实现指标测量，因此，需要一种能够适应金属外壳天线的内部测试点的测试装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种天线射频测试装置，能够灵活适应金属外壳天线内部测试点的射频测试。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种天线射频测试装置，用于具有内部测试点的金属外壳天线，所述内部测试点包括至少一个接地点和至少一个馈电点，其特征在于，包括：

驱动机构，其具有在上下方向上可伸缩的的驱动轴；

传动机构，其包括支撑部、第一滑动座和第二滑动座，所述支撑部与所述驱动轴固定连接，在所述驱动轴伸缩时，所述第一滑动座和第二滑动座沿所述支撑部倾斜远离滑动或倾斜靠近滑动；

pcb，其射频输出端上焊接有与各馈电点接触的至少一个馈电探针；

接地座，其为金属材质，其上设置有与各接地点接触的至少一个接地探针，

所述接地座设置在所述第一滑动座和第二滑动座中一个上，且所述pcb设置在所述第一滑动座和第二滑动座中另一个上；或所述接地座和pcb均固定至所述第一滑动座或第二滑动座上；或所述接地座的一部分固定至所述第一滑动座和第二滑动座中一个上，另一部分和pcb固定至所述第一滑动座和第二滑动座中另一个上，其中所述第一滑动座和/或第二滑动座的与所述接地座接触的部分为非金属部分；

承载座，其承载所述第一滑动座和第二滑动座，并在所述第一滑动座和第二滑动座倾斜滑动时，限位所述第一滑动座和第二滑动座沿所述承载座相对或背向水平移动；

安装座，其承载于所述承载座上，且具有供带有各接地探针和各馈电探针的部分伸出的贯通部，用于安装所述金属外壳天线。

在本申请一些实施例中，所述第一滑动座包括第一滑动部和第一固定部；所述第二滑动座包括第二滑动部和第二固定部，其中所述第一固定部和第二固定部为非金属材质；所述接地座利用所述第一固定部和第二固定部中一个对应固定至所述第一滑动部和所述第二滑动部中一个上，且pcb利用所述第一固定部和第二固定部中另一个对应固定至所述第一滑动部和所述第二滑动部中另一个上；或所述接地座和pcb均利用所述第一固定部和第二固定部中一个对应固定至所述第一滑动部和第二滑动部中一个上；或所述接地座的一部分利用所述第一固定部和第二固定部中一个对应固定至所述第一滑动部和第二滑动部中一个上，另一部分和pcb利用所述第一固定部和第二固定部中另一个对应固定至所述第一滑动部和第二滑动部中另一个上。

在本申请一些实施例中，所述接地座的一部分形成第一接地座，所述接地座的另一部分形成第二接地座；所述第一接地座上设置有至少一个接地探针，所述第一接地座利用所述第一固定部和第二固定部中一个对应固定至所述第一滑动部和第二滑动部中一个上；所述第二接地座上设置有至少一个接地探针，其位于所述pcb背面，且所述第二接地座和pcb利用所述第一固定部和第二固定部中另一个固定至所述第二滑动部和第二滑动部中另一个上。

在本申请一些实施例中，所述pcb正面布设有正面金属微带线，且所述pcb的射频输出端连接所述正面金属微带线的一端，且在焊接各馈电探针的正面金属微带线处打金属化过孔，且隔离所述pcb背面的背面金属微带线与所述第二接地座。

在本申请一些实施例中，在所述接地座的用于安装各接地探针的位置处开设有安装孔，各接地探针卡装至所述安装孔内，且在所述接地探针和所述安装孔之间利用焊锡焊接。

在本申请一些实施例中，所述驱动机构工作并带动所述驱动轴缩回时，所述第一滑动座和第二滑动座分别带动所述第一接地座和所述第二接地座及pcb向两侧背向移动，各自移动的位移等于各接地探针和各馈电探针的压缩形变量。

在本申请一些实施例中，所述贯通部处形成有：限位凸台，其用于将所述金属外壳天线限位至所述限位凸台处；或者限位凸台及设置在所述限位凸台上的限位卡爪，其用于卡接所述金属外壳天线。

在本申请一些实施例中，所述射频测试装置还包括：下压气缸，其位于所述安装座的上方；下压盖板，其设置在所述下压气缸的底部，且所述下压盖板远离所述下压气缸的表面上凹设有定位槽，所述定位槽与所述金属外壳天线的外观形状相匹配；在所述金属外壳天线限位在所述安装座上时，所述下压气缸带动所述下压盖板至所述金属外壳天线嵌入所述定位槽内。

在本申请的一些实施例中，各接地探针和各馈电探针选用直立式弹簧顶针，各接地探针和馈电探针彼此平行设置。

在本申请的一些实施例中，所述承载座包括第一水平限位槽和第二水平限位槽，其相对形成在所述承载座对应所述第一滑动座的两侧壁上，所述第一滑动座底部两侧的部分分别嵌入所述第一水平限位槽和第二水平限位槽；第三水平限位槽和第四水平限位槽，其相对形成在所述承载座对应所述第二滑动座的两侧壁上，所述第二滑动座底部两侧的部分分别嵌入所述第三水平限位槽和第四水平限位槽。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

（1）通过设计用于金属外壳天线的天线射频装置，金属外壳天线扣至位于承载座上的安装座上，第一滑动座和第二滑动座在驱动机构的驱动带动下，第一滑动座和第二滑动座沿支撑部倾斜远离或靠近滑动，且第一滑动座和第二滑动座沿承载座向两侧背向移动或从两侧相对移动，实现接地座和pcb能够沿承载座伸缩，进而调整接地座上的接地探针与pcb上的馈电探针与金属外壳天线内部测试点之间的接触，实现有效接触，进而对金属外壳天线的天线射频一致性及稳定性进行测试；

（2）接地探针与接地座形成整体，一体化设计，提高其稳定性及使用寿命。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有金属外壳天线的一种实施例的结构图；

图2是现有金属外壳天线的一种实施例的底视图；

图3是本发明提出的天线射频测试装置的一种实施例的结构图；

图4是本发明提出的天线射频测试装置实施例的局部结构图一；

图5是本发明提出的天线射频测试装置实施例中传动机构分别与第一固定座、第一接地座、第二固定座、第二接地座和pcb连接的结构图；

图6是本发明提出的天线射频测试装置实施例的局部结构图二；

图7是本发明提出的天线射频测试装置实施例中安装座的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

为了实现对金属外壳天线200的射频测试，本申请涉及一种天线射频测试装置100，其用于具有内部测试点的金属外壳天线200。

图1示出金属外壳天线200实施例的结构图，图2示出金属外壳天线200实施例的底视图，金属外壳天线200包括金属天线210、金属地220、位于金属天线210和金属地220之间的绝缘体230以及四个测试点240，四个测试点240包括一个gps（1575.42mhz）馈电点、一个wifi（2440mhz）馈电点以及两个地点，除此之外，在金属地220上还有多个地点。

当然，本申请天线射频测试装置100还可以测试其他馈电点的频点，例如bt（即蓝牙）、gsm/2g/3g/4g/5g、北斗定位等，区别在于调节其对应的阻抗匹配即可。

参考图3至图7，天线射频测试装置100包括驱动机构110、传动机构120、接地座130、pcb140、承载座160和安装座170。

驱动机构110为下拉气缸，能够通过可伸缩的驱动轴带动传动机构120上下移动。

如图4和图5所示，传动机构120包括支撑部121、第一滑动座（未标注）和第二滑动座（未标注），支撑部121的底部与驱动轴的顶部固定连接，因此在驱动轴在上下方向上伸缩时，带动支撑部121在上下方向上移动，从而带动第一滑动座和第二滑动座倾斜远离滑动或倾斜靠近滑动，此外，承载座160对第一滑动座和第二滑动座具有上下限位作用，因此，在驱动轴上下伸缩动作时，位于第一滑动座和/或第二滑动座上的接地座130和/或pcb140相对水平远离或靠近。

接地探针在测试中数量较多，因此专门设计了接地座130，其用作接地探针p1的载体，接地探针p1与接地座130一体化设计，提高整体稳定性及可靠性，从而提高整个装置的使用寿命。

接地探针p1为金属探针，因此，接地座130也为金属材质的，且其上可安装有至少一个接地探针p1。

pcb140的射频输出端处焊接有至少一个馈电探针p2，用于与金属外壳天线200的馈电点接触，本申请中，金属外壳天线200的馈电点具体为两个馈电点：一是用于测试gps频点的馈电点，二是用于测试wifi频点的馈电点。

pcb140的正面布设有正面金属微带线，pcb140的射频输出端连接正面金属微带线的一端，且为了匹配阻抗，在焊接馈电探针p2的正金属微带线另一端设计有阻抗匹配网络（未示出），本实施例中阻抗匹配网路选择为t型结构的阻抗匹配网路，通过在其上焊接集总匹配器件，可实现将金属外壳天线200的反射功率指标调试到制定频点。

具体地，如图5所示，在接地座130上设置有用于安装各接地探针p1的安装孔（未标注），该安装孔的直径和深度可根据接地探针p1的选型来确定。

在本申请中，接地探针p1和馈电探针p2均选用圆柱体、直立式pogopin弹簧顶针，其包括从尾端至首端（即，待与金属外壳天线20内部的测试点接触的端部）依次连接的第一圆柱部分、第二圆柱部分和第三圆柱部分，第一圆柱部分的横截面面积、第二圆柱部分的横截面积和第三圆柱部分的横截面积依次减小。

对应地，在接地座130上设计的安装孔的大小与第二圆柱部分的横截面面积大小基本相等，因此，在装配时，将接地探针p1的首端从安装孔伸入并朝向外侧伸出，这样，接地探针p1后端的第三圆柱部分会卡在安装孔处，此后，再在接地探针p1和安装孔之间利用焊锡焊接，保证两者连接牢固。

如果在测试过程中接地探针p1发生损坏，可将焊锡加热后反向推出并拆除接地探针p1，更换方便。且将接地探针p1与接地座130设计成一体，使得接地探针p1定位更准确，测试稳定度高、一致性好，且提高其使用周期，以及接地探针p1可重复使用。

在申请中，为了保证焊接在pcb140正面的正面金属微带线一端的馈电探针p2在测试时受力均匀，不会破坏正面金属微带线结构，会在焊接馈电探针p2的位置的正面金属微带线上打上金属化过孔，这样，pcb140正面的正面金属微带线和背面的背面金属微带线会通过金属化过孔电连接，如果pcb140背面的背面金属微带线与金属地连接，此时应该将pcb140背面的背面金属微带线与金属地做隔离。

由于馈电探针p1不仅与pcb140正面的正面金属微带线连接，而且还通过金属化过孔与pcb140背面的背面金属微带线连接，使得馈电探针p1在整个pcb140上受力均匀，很难将pcb140上的正面/背面金属微带线剥离，提升其结构稳定性。

第一滑动座和第二滑动座分别沿支撑部121倾斜滑动且由承载座160限制于沿承载座160水平相对靠近且水平背向远离时，能够带动接地座130上的接地探针p1和pcb140上的馈电探针p2伸缩以实现与金属外壳天线200的接地点和馈电点的良好接触。

根据实际金属外壳天线200的内部测试点的需要，具体根据其接地点的数量需要，接地座130的设置可以分为如下多种情况：

（1）接地座130可以固定至第一滑动座上，pcb140固定至第二滑动座上，此时，接地座130上的接地探针p1的首端指向与pcb140上的馈电探针p2的首端指向背向。

在此固定方式中，由于接地座130是金属材质，因此，需要保证第一滑动座的与接地座130接触的部分为非金属材质的；

（2）接地座130可以固定至第二滑动座上，pcb140固定至第一滑动座上，此时，接地座130上的接地探针p1的首端指向与pcb140上的馈电探针p2的首端指向背向。

在此固定方式中，由于接地座130是金属材质，因此，需要保证第二滑动座的与接地座130接触的部分为非金属材质的；

（3）接地座130位于pcb140的背面，且接地座130和pcb140上下设置并均固定至第一滑动座上，此时，接地座130上的接地探针p1的首端指向与pcb140上的馈电探针p2的首端指向相同。

在此固定方式中，由于接地座130是金属材质，因此，需要保证第一滑动座的与接地座130接触的部分为非金属材质的；

（4）接地座130位于pcb140的背面，且接地座130和pcb140上下设置并均固定至第二滑动座上，此时，接地座130上的接地探针p1的首端指向与pcb140上的馈电探针p2的首端指向相同。

在此固定方式中，由于接地座130是金属材质，因此，需要保证第二滑动座的与接地座130接触的部分为非金属材质的；

（5）接地座130包括分离的第一接地座131和第二接地座132，第一接地座131可以固定至第一滑动座上，第二接地座132和pcb140上下设置并均固定至第二滑动座上，此时，第二接地座132上的接地探针p1的首端指向与pcb140上的馈电探针p2的首端指向相同，且均与第一接地座131上的接地探针p1的首端指向背向。

在此固定方式中，由于接地座130是金属材质，因此，需要保证第一滑动座的与第一接地座131接触的部分以及第二滑动座的与第二接地座132的部分均为非金属材质的；

（6）接地座130包括分离的第一接地座131和第二接地座132，第一接地座131可以固定至第二滑动座上，第二接地座132和pcb140上下设置并均固定至第一滑动座上，此时，第二接地座132上的接地探针p1的首端指向与pcb140上的馈电探针p2的首端指向相同，且均与第一接地座131上的接地探针p1的首端指向背向。

在此固定方式中，由于接地座130是金属材质，因此，需要保证第二滑动座的与第一接地座131接触的部分以及第一滑动座的与第二接地座132的部分均为非金属材质的。

由于金属外壳天线200为环状天线，因此，优选地，在本实施例中，接地座130采用分离的第一接地做131和第二接地座132的形式，如图5所示。

在本申请中，接地探针p1包括p11、p12、p13、p14和p15，馈电探针p2包括p21和p22，且彼此平行设置。

如图5所示，第一滑动座包括第一滑动部122和第一固定部150，第二滑动座包括第二滑动部123和第二固定部150'，第一固定座150和第二固定部150'均为非金属材质。

以第（5）种情况为例进行说明，接地座130包括分离的第一接地座131和第二接地座132，第一接地座131可以通过螺丝利用第一固定部150固定至第一滑动部122上，第二接地座132和pcb140上下设置并均通过螺丝利用第二固定部150'固定至第二滑动部123上。

支撑部121包括与驱动轴相连接的支撑柱1211和支撑块1212。

支撑柱1211下端与驱动轴通过螺栓固定连接，上端开设有u型槽口（未标注），支撑块1212固定至u型槽口的相对侧边上，该支撑块1212的形状为类三角形，其中类三角形的一个顶点朝向u型槽口的底壁。

支撑块1212的相对两侧形成有第一滑槽（未示出）和第二滑槽1213，第一滑槽和第二滑槽1213的底端均靠近该朝向u型槽口底壁的顶点，即，第一滑槽和第二滑槽1213倾斜对称设置且其相对端部之间的距离从上至下依次减小。

第一滑动部122和第二滑动部123的结构相同，第一滑槽和第二滑槽1213的结构也相同，参见图5，分别以第二滑动部123和第二滑槽1213的结构为例进行说明。

第二滑动部123具有主体部1231和位于主体部1231顶端一侧的导向部1232，该导向部1232为倾斜的且与第二滑槽1213相配合。

为了实现在支撑部121随驱动轴运动时，能够利用第二滑槽1213和导向部1232之间的滑动关系带动导向部1232运动，第二滑槽1213内的两侧设置有挡沿（未示出），导向部1232通过挡沿与第二滑槽1213卡接，使得在导向部1232沿第二滑槽1213滑动时不能从挡沿处脱离第二滑槽1213。

在驱动机构110的驱动轴带动支撑部121下拉时，第一滑动部122和第二滑动部123会向两侧水平缩回（由于第一滑动部122和第二滑动部123分别与承载座160之间的限位，因此会限制第一滑动部122和第二滑动部123向下运动，具体下文会介绍到）。

在驱动机构110的驱动轴带动支撑部121向上运动时，第一滑动部122和第二滑动部123会向两侧水平伸出（由于第一滑动部122和第二滑动部123分别与承载座160之间的限位，因此会限制第一滑动部122和第二滑动部123向上运动，具体下文会介绍到）。

为了实现对第一滑动部122和第二滑动部123以及固定至滑动部上的接地座130的支撑，在本申请中，设置有承载座160，第一滑动部122和第二滑动部123位于承载座160内，且承载座160上方设置带有贯通部171的安装座170，安装有接地探针p1和馈电探针p2的部分从承载座160以及贯通部171伸出，安装座170用于承载金属外壳天线200，其放置在贯通部171处。

为了实现承载座160和安装座170的稳定，承载座160利用支柱（未标注）固定至平台（未标注）上，且安装座170利用螺丝固定至承载座160上。且在承载座160上开设有避让支撑部121与驱动机构110的驱动轴连接的螺栓a的长条形避让孔1661，如图3所示。

第一滑动部122和第二滑动部123在驱动机构110的驱动下，沿第一滑槽和第二滑槽1213移动时，仅需要在水平方向上移动（即第一滑动部122和第二滑动部123向两侧水平伸出，或相对水平缩回），因此，需要限制第一滑动部122和第二滑动部123在沿第一滑槽和第二滑槽1213移动时向上或向下移动。

具体地，如图4至图6所示，第一滑动部122和第二滑动部123在承载座160内成一字型对称排开，在承载座160的对应于第一滑动部122的相对侧壁上分别开设有第一水平限位槽1612和第二水平限位槽1613，第一滑动座122的主体部1221的底端两侧的边缘部分与第一水平限位槽1612和第二水平限位槽1613卡接，使得在第一滑动部122沿第一滑槽滑动时，也会沿第一水平限位槽1612和第二水平限位槽1613水平滑动，这样，就限制了第一滑动部122向上/向下运动。

类似地，在承载座160的对应于第二滑动部123的相对侧壁上分别开设有第三水平限位槽（未示出）和第四水平限位槽（未示出），第二滑动部123的主体部1231的底端两侧的边缘部分与第三水平限位槽和第四水平限位槽卡接，使得在第二滑动部123沿第二滑槽1213滑动时，也会沿第三水平限位槽和第四水平限位槽水平滑动，这样，就限制了第二滑动部123向上/向下运动。

为了易于实现装配，承载座160可以包括分立的第一部分161、位于第一部分161上的第二部分162和第三部分163，如上所述的一水平限位槽1612、第二水平限位槽1613、第三水平限位槽和第四水平限位槽均设置在第一部分161上，且第二部分162和第三部分163分别通过第一部分161固定至支柱上，第二部分162用于对第一滑动部122在水平方向上的滑动进行限位，第三部分163用于对第二滑动部123在水平方向上的滑动进行限位，并且安装座170固定至第二部分162和第三部分163上（如图3所示）。

如图3和图7所示，为了限位金属外壳天线200，在安装座170的贯通部171处形成有限位凸台172，该限位凸台172形成有限位卡爪173，用于在金属外壳天线200扣至贯通部171处时，限位凸台172和限位卡爪173正好卡住金属天线天线200，便于定位且稳定限位该金属外壳天线200。

当然，也可以只设计限位凸台172，金属外壳天线200扣至该限位凸台172上。

在对金属外壳天线200进行测试时，首先将金属外壳天线200扣至贯通部171处，控制驱动机构110动作，驱动轴下拉，带动支撑部121向下移动，第一滑动部122由于第一滑槽、第一水平限位槽1612和第二水平限位槽1613的作用，第二滑动部123由于第二滑槽1213、第三水平限位槽和第四水平限位槽的作用，因此，第一滑动部122和第二滑动部123水平向两侧移动，从而带动第一接地座131的接地探针p11-p13向外侧移动，第二接地座132上的接地探针p14、p15和pcb140上的馈电探针p2向外侧移动，实现与金属外壳天线200内部测试点的紧密接触。

在本实施例中，接地探针p1和馈电探针p2选择的金属探针的结构相同，每种型号的金属探针的压缩形变量都有一定的标准，例如，本实施例中金属探针的型号选择为直立式单pin101138-1，其与内部测试点接触时需要保证压缩形变1牛顿的力。因此，在开始测试时，需要驱动机构110工作时驱动轴下拉时的力能够正好使接地探针p1和馈电探针p2的压缩形变保持1牛顿的力，这样，探针焊接在pcb140上的金属微带线受力稳定，保证测试可靠性。

如上在测试时，为了便于稳定金属外壳天线200，用户可以手动将金属外壳天线200稳定按压在贯通部171处，

当然，为了避免人工参与造成人为误差或人身伤害。如图3所示，本申请设置有下压气缸180，其可以通过安装支架（未示出）置于安装座170的上方，且下压气缸180上设置有下压盖板190，下压盖板190远离下压气缸180的表面上凹设有定位槽191，该定位槽191的槽口朝向安装座170，且其形状与金属外壳天线200的外观形状相匹配。

在金属外壳天线200置于安装座170的贯通部171到位时，下压气缸180工作下移，直至金属外壳天线200嵌入固定槽191内，下压盖板190压住金属外壳天线200，这样，在第一滑动部122和第二滑动部123滑动以带动接地探针p1和馈电探针p2外撑挤压金属外壳天线200的内部测试点时，保持金属外壳天线200稳定。

此外，利用射频电缆连接阻抗匹配网络的输出端和矢量网络分析仪，在如上所述的天线射频测试装置100中的接地探针p1和馈电探针p2分别与金属外壳天线200的接地点和馈电点接触后，即可通过矢量网络分析仪实现金属外壳天线gps（1575.42mhz）、wifi（2440mhz）双频点一致性测试，并在矢量网络分析仪上通过观察反射功率指标实现稳定性对比。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。