一种耦合天线以及整机测试系统的制作方法
【专利摘要】本发明适用于耦合测试领域，提供了一种耦合天线以及整机测试系统，包括：对称振子，用于耦合预设频段的射频信号；所述对称振子包括两个对称的天线振子，所述对称振子中的其中一个天线振子接地；馈线，所述馈线的一端连接于所述对称振子的对称轴上的连接点上，用于将所述对称振子耦合接收的射频信号传输至耦合测试接口；所述耦合测试接口，设置于所述馈线的另一端，用于外接测量仪以完成整机测试。从而，在整机测试系统中，使用耦合天线替换传统的耦合板，提高了耦合终端设备的天线发出的射频信号的耦合率，进而使用耦合天线耦合出的射频信号进行整机测试，更加精确。
【专利说明】一种耦合天线以及整机测试系统
【技术领域】
[0001]本发明属于耦合测试领域，尤其涉及一种耦合天线以及整机测试系统。
【背景技术】
[0002]对于终端设备(包括手机、数据卡、上网卡、笔记本等使用无线通信技术的终端)，在生产组装完成后，都必须要对其进行整机测试(Mobile Test,MT)以测试无线性能。
[0003]目前使用传统的耦合板的整机测试系统，如图1所示，整机测试时终端设备6放置在塑料夹具7的上部，耦合板4位于同一个塑料夹具7的中部，并在终端设备6和耦合板4之间形成一定间距；为防止外界干扰，将该塑料夹具7置于屏蔽箱5中；另外，耦合板4通过一根有线电视电缆(Cable) 3外接测量仪；从而，整机测试时，终端设备6发出射频信号，耦合板4包含的传输线耦合到部分所述射频信号，并通过Cable将耦合到的射频信号传输至测量仪。
[0004]其中，用于容纳耦合板的现有屏蔽箱，其尺寸为150毫米X150毫米，从而，其用于耦合射频信号的有效面积不会超过2500平方毫米。由于在整机测试中，用于耦合射频信号仅为一段耦合板包含的50欧姆传输线，由于传输线距离底部和两侧地必须保留一定距离，导致该传输线的面积小于耦合板的整体面积的30%。其中，传统的耦合板包括的两种耦合板:大耦合板和小耦合板，虽然大耦合板的整体面积较大，但其包含的传输线的面积仅为40晕米X50晕米；小稱合板包含的传输线的面积更小，仅为16晕米x35晕米。
[0005]采用传统的耦合板进行整机测试，无论是大耦合板还是小耦合板，均使用一段50欧姆的传输线和50欧姆的匹配负载；其中，传输线和匹配负载均近似理想负载(阻抗接近50欧姆)，因此电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio, VSWR)特性很好；但是,采用传输线对天线发出的视频信号进行耦合，耦合效率低(低频段的耦合效率甚至低于_20dB)，进而导致整机测试的误测率高，这也是造成误测率高的根本原因。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种耦合天线以及整机测试系统，以解决传统的整机测试时，采用传统的耦合板包含的传输线耦合终端设备的天线发出的射频信号，耦合效率低，导致误测率高的问题。
[0007]—方面,一种稱合天线,包括:
[0008]对称振子，用于耦合预设频段的射频信号；所述对称振子包括两个对称的天线振子，所述对称振子中的其中一个天线振子接地；
[0009]馈线，所述馈线的一端连接于所述对称振子的对称轴上的连接点上，用于将所述对称振子耦合接收的射频信号传输至耦合测试接口；
[0010]所述耦合测试接口，设置于所述馈线的另一端，用于外接测量仪以完成整机测试。
[0011]结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述对称振子包括两个形状结构渐变的天线振子。[0012]结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述天线振子是立体结构的。
[0013]结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式或者第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述天线振子的立体结构为半椭球型，所述天线振子上的所述连接点具体为:对称轴上的、两个半椭球型的天线振子的切点；或者，
[0014]所述天线振子的立体结构为椭球型，所述天线振子上的所述连接点具体为:对称轴上的、两个椭球型的天线振子的切点；或者，
[0015]所述天线振子的立体结构为圆锥型，所述天线振子上的所述连接点具体为:对称轴上的、两个圆锥型的天线振子的顶点。
[0016]结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所所述天线振子是平面结构的。
[0017]结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式或者第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述天线振子的平面结构为半椭圆面，所述天线振子上的所述连接点具体为:对称轴上的、两个半椭圆面的天线振子的切点；或者，
[0018]所述天线振子的平面结构为椭圆面，所述天线振子上的所述连接点具体为:对称轴上的、两个椭圆面的天线振子的切点；或者，
[0019]所述天线振子的平面结构为三角面，所述天线振子上的所述连接点具体为:对称轴上的、两个三角面的天线振子的顶点。
[0020]结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式或者第一方面的第四种可能的实现方式或者第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述耦合天线还包括印刷电路板；
[0021]所述对称振子在所述印刷电路板的外表面层制成。
[0022]结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式或者第一方面的第四种可能的实现方式或者第一方面的第五种可能的实现方式或者在第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述印刷电路板包括两个所述外表面层和位于两个所述外表面层之间的中间层；
[0023]其中，所述对称振子中的另一天线振子在所述印刷电路板的一个所述外表面层制成；
[0024]其中，接地的所述天线振子分别在所述印刷电路板的两个所述外表面层制成，并且，处于两个所述外表面层的、接地的所述天线振子之间采用通孔实现电连接；
[0025]所述馈线为传输线，所述传输线在所述印刷电路板的所述中间层制成，并且，所述传输线与接地的所述天线振子之间采用通孔实现电连接。
[0026]结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式或者第一方面的第二种可能的实现方式或者第一方面的第三种可能的实现方式或者第一方面的第四种可能的实现方式或者第一方面的第五种可能的实现方式或者第一方面的第六种可能的实现方式或者在第一方面的第七种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述对称振子的阻抗为50欧姆；所述馈线的阻抗为50欧姆。[0027]结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式或者第一方面的第二种可能的实现方式或者第一方面的第三种可能的实现方式或者第一方面的第四种可能的实现方式或者第一方面的第五种可能的实现方式或者第一方面的第六种可能的实现方式或者在第一方面的第七种可能的实现方式或者在第一方面的第八种可能的实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，所述预设频段为:700兆赫兹到6千兆赫兹。
[0028]另一方面，一种整机测试系统，所述整机测试系统包括测量仪，所述整机测试系统还包括上述的耦合天线；其中，所述耦合天线通过所述耦合天线包括的耦合测试接口外接测量仪。
[0029]本发明的有益效果是:在整机测试系统中，使用耦合天线替换传统的耦合板，提高了耦合终端设备的天线发出的射频信号的耦合率，进而使用耦合天线耦合出的射频信号进行整机测试，更加精确。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1【背景技术】提供的使用传统的耦合板的整机测试系统的系统架构图；
[0032]图2本发明实施例提供的在印刷电路板上制成的包括半椭圆面的天线振子的耦合天线的结构示意图；
[0033]图3本发明实施例提供的在印刷电路板上制成的包括椭圆面的天线振子的耦合天线的结构示意图；
[0034]图4本发明实施例提供的在印刷电路板上制成的包括三角面的天线振子的耦合天线的结构示意图；
[0035]图5本发明实施例提供的天线振子的第一种结构示意图；
[0036]图6本发明实施例提供的天线振子的第二种结构示意图；
[0037]图7本发明实施例提供的天线振子的第三种结构示意图；
[0038]图8本发明实施例提供的天线振子的第四种结构示意图；
[0039]图9本发明实施例提供的天线振子的第五种结构示意图；
[0040]图10本发明实施例提供的天线振子的第六种结构示意图；
[0041]图11本发明实施例基于图2提供的耦合天线与【背景技术】提供的大耦合板和小耦合板的耦合效率对比图。
【具体实施方式】
[0042]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0043]为了说明本发明所述的技术方案，下面以图2为例，详述本发明是发明提供的耦合天线的结构；但需说明的是，本发明实施例提供的耦合天线不能以图2为限，可以不在印刷电路板上制成。
[0044]一种耦合天线，包括:
[0045]对称振子，用于耦合预设频段的射频信号；所述对称振子包括两个对称的天线振子，所述对称振子中的其中一个天线振子172接地；
[0046]馈线21，所述馈线21的一端连接于所述对称振子的对称轴上的连接点K上，用于将所述对称振子耦合接收的射频信号传输至耦合测试接口 3 ；
[0047]所述耦合测试接口 3，设置于所述馈线21的另一端，用于外接测量仪以完成整机测试。
[0048]需要说明的是，对称振子可以为立体结构或为平面结构，对称振子包括:天线振子172和天线振子171。另外，馈线21仅有一端与所述对称振子的对称轴上的连接点K连接，即馈线21是外接在所述对称振子上的。与此同时，耦合测试接口 3设置于馈线21的另一端，因此，耦合测试接口 3与对称振子没有连接点。进而在整机测试时，采用对称振子耦合接收移动终端的天线发射出的射频信号；通过馈线21将耦合接收的射频信号传输至耦合测试接口 3 ;进而从耦合测试接口 3将所述耦合接收的射频信号传输至测量仪。
[0049]另外，所述预设频段为:根据整机测试的需要而设定的射频频段；在保证所述对称振子在所述预设频段能够有效耦合接收终端设备的射频信号的情况下，所述对称振子的形状结构可以为规则或不规则的。另外，所述馈线21带有屏蔽层，优选的是，根据整机测试的屏蔽需要，而确定所述馈线21为带屏蔽的同轴电缆、带屏蔽的传输线、带屏蔽的波导以及带屏蔽的微带等其中的一种。
[0050]在本实施例，对终端设备进行整机测试时，终端设备的天线发出射频信号(该射频信号的频率处于预设频段内)。对称振子包含的两个天线振子分别形成电感(高频工作下，随着待接收的射频信号频率的不同，天线振子中用于电流分布的电感也不同)；对称振子包含的一个天线振子接地，在两个天线振子之间形成电容(高频工作下，随着待接收的射频信号的频率不同，两个天线振子之间用于电流分布的电容也不同)，进而由该电感和该电容组成射频接收电路，组成的接收电路接收的频率与终端设备的天线发出的射频信号的频率相同；组成的接收电路(位于对称振子中)对终端设备的天线发出的射频信号进行匹配接收，部分耦合出射频信号；进而，馈线21从连接点K接收对称振子耦合到的射频信号，并通过耦合测试接口 3向测量仪输出。由于是通过对称振子(天线)直接对终端设备中的天线发出的射频信号进行能量耦合，因此，其耦合效率大于采用传输线(传统的耦合板)对终端设备中的天线发出的射频信号进行耦合的耦合效率。
[0051]值得说明的是，针对预设频段内的不同频率，若选用非对称的两个振子，在非对称的两个振子上的电流分布可能是分散的，并且可能是非对称的；选用对称振子，则该对称振子上的电流分布是集中的，并且是对称的。
[0052]优选的是，所述耦合天线还包括印刷电路板，未包括所述对称振子的所述印刷电路板采用绝缘材料制成；所述对称振子在所述印刷电路板的外表面层制成，所述对称振子中的其中一天线振子接地。
[0053]这样，未包括所述对称振子的所述印刷电路板采用绝缘材料制成，从而不会与对称振子形成电容，改变天线的结构；进而也避免了与接地的天线振子172形成电容，将天线振子耦合接收到的射频信号部分接地，降低耦合功率。[0054]另外，为了将接地的对称振子172良好地接地，可以将该接地的对称振子172接屏蔽箱的地，以通过屏蔽箱接大地。
[0055]由于，馈线21仅通过连接点K外接在印刷电路板上的对称振子上，当馈线21损坏时，或包含对称振子的印刷电路板损坏时，可以分别更换，节省了材料。进而，对称振子耦合出的射频信号，可通过馈线21传输至耦合测试接口 3，进而通过与耦合测试接口 3外接的Cable，将该耦合出的射频信号发送至测量仪。
[0056]在印刷电路板制成对称振子，优选的，所述对称振子采用铜制成；印刷电路板中未包括所述对称振子的部分采用绝缘材料制成。从而，对称振子处于印刷电路板的外表面层，在进行整机测试时，在对称振子与对终端设备的天线之间，仅存在空气介质，能够高效地耦合该终端设备的天线发送的射频信号；由于提高了用于整机测试的、耦合出的射频信号的强度，进而提高了整机测试的测试精度。
[0057]另外，在保证整机测试正常有效的情况下，相对于传统的耦合板(用于耦合射频信号的传输线与终端设备的距离较小，通常为几毫米)，使用天线振子进行耦合射频信号可以增大对称振子与终端设备之间的距离。进而，采用对称振子的耦合天线，增大了对称振子与终端设备之间的距离，进而能够对终端设备中的每个天线实现耦合测试，即增大了用于整机测试的有效耦合的面积，满足对多天线和/或大体积的终端设备的整机测试的需要。
[0058]作为本发明一实施例，所述印刷电路板包括两个所述外表面层和位于两个所述外表面层之间的中间层；
[0059]其中，所述对称振子中的另一天线振子在所述印刷电路板的一个所述外表面层制成；
[0060]其中，接地的所述天线振子分别在所述印刷电路板的两个所述外表面层制成，并且，处于两个所述外表面层的、接地的所述天线振子之间采用通孔实现电连接；
[0061]所述馈线21为传输线，所述传输线在所述印刷电路板的所述中间层制成，并且，所述传输线与接地的所述天线振子之间采用通孔实现电连接。
[0062]优选的，所述对称振子采用铜制成；印刷电路板中未包括所述对称振子和所述传输线的部分采用绝缘材料制成。
[0063]所述对称振子和所述传输线均在印刷电路板中制成，有效地保证了连接点K与传输线的良好连接；于此同时，有效地实现耦合天线的一体化，节省了耦合天线的占用体积，更加便于操作。另外，由于现有的屏蔽箱的面积有限，将用于制作传统的耦合板的印刷电路板改为制作耦合天线，从而只需将现有的整机测试系统中的传统的耦合板替换为耦合天线，提高整机测试的测试精度。
[0064]另外，所述中间层在印刷电路板的信号层制成，固定了传输线与连接点K的连接，保证了传输线对连接点K上的射频信号的良好接收。与此同时，传输线是制作在接地的所述天线振子之间，因此，接地的所述天线振子作为传输线的屏蔽层，进一步省去了制作传输线的屏蔽层的工序。优选的是，所述中间层位于两个所述外表面层的对称轴上，从而中间层到位于两个所述外表面层的距离相等(即传输线到接地的所述天线振子的距离相等)。
[0065]图2示出了本发明实施例提供的在印刷电路板上制成的包括半椭圆面的天线振子的耦合天线的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。其中，接地的所述半椭圆面的天线振子172分别在所述印刷电路板的两个所述外表面层制成，图2仅示出制作包含有半椭圆面的天线振子171和接地的所述半椭圆面的天线振子172的外表面层。
[0066]优选的是，接地的所述半椭圆面的天线振子172分别在所述印刷电路板的两个所述外表面层制成，并且，处于两个所述外表面层的、接地的所述半椭圆面的天线振子172之间采用通孔实现电连接；所述对称振子中的另一未接地的所述半椭圆面的天线振子171在所述印刷电路板的一个所述外表面层制成；所述传输线在所述印刷电路板的所述中间层制成，并且，所述传输线与接地的所述半椭圆面的天线振子172之间采用通孔实现电连接。
[0067]这样，将用于制作传统的耦合板的印刷电路板改为制作耦合天线时，能够制成大面积的耦合天线，在进行射频信号的耦合时，能够集中电流分布，提高对预设频段的耦合效率。
[0068]图3示出了本发明实施例提供的在印刷电路板上制成的包括椭圆面的天线振子的耦合天线的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。
[0069]优选的是，接地的所述椭圆面的天线振子182分别在所述印刷电路板的两个所述外表面层制成，并且，处于两个所述外表面层的、接地的所述椭圆面的天线振子之间采用通孔实现电连接；所述对称振子中的另一未接地的所述椭圆面的天线振子181在所述印刷电路板的一个所述外表面层制成；所述传输线在所述印刷电路板的所述中间层制成，并且，所述传输线与接地的所述椭圆面的天线振子182之间采用通孔实现电连接。
[0070]图4示出了本发明实施例提供的在印刷电路板上制成的包括三角面的天线振子的耦合天线的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。
[0071]优选的是，接地的所述三角面的天线振子192分别在所述印刷电路板的两个所述外表面层制成，并且，处于两个所述外表面层的、接地的所述三角面的天线振子192之间采用通孔实现电连接；所述对称振子中的另一未接地的所述三角面的天线振子191在所述印刷电路板的一个所述外表面层制成；所述传输线在所述印刷电路板的所述中间层制成，并且，所述传输线与接地的所述三角面的天线振子192之间采用通孔实现电连接。
[0072]作为本发明一实施例，所述对称振子包括两个形状结构渐变的天线振子。
[0073]具体地，对称振子和/或馈线可不在印刷电路板上制成；对称振子采用可导电的材质制成即可；优选的是，对称振子采用能够大电流导电的材质制成。将天线振子分为若干部分，则其中每一部分的形状结构均是渐变的；并且，天线振子的每两个部分的形状结构渐变的方式可以相同或不同。这样，由于天线振子的形状结构设计为部分渐变或全部渐变的，可以对超宽频段的射频信号进行高效率的耦合。
[0074]优选的是，天线振子的形状结构设计为全部渐变的，并且保证对称振子对超宽频段的射频信号均能实现等比例的能量耦合。
[0075]优选的是，所述天线振子的边缘形成的图形采用函数表示时，该函数为N次可导的，其中，N为正整数。从而保证该天线振子能够对预设频段内的射频信号均能耦合接收。
[0076]优选的是，天线振子的边缘以角速度或角加速度渐变。
[0077]作为本发明一实施例，所述预设频段为:700兆赫兹到6千兆赫兹。
[0078]通常，终端设备的主天线、WIF1、GPS以及分集天线使用的频段均包括在700兆赫兹到6千兆赫兹以内。因此，为了减少设计对称振子的技术难度，为了节省对称振子使用的材料，设计出的对称振子适用的工作频段为700兆赫兹到6千兆赫兹。[0079]作为本发明一实施例，本发明提供的所述对称振子包含的两个天线振子是形状结构渐变的；在所述天线振子是形状结构渐变的基础上，所述天线振子是平面结构的。这样，只要对称振子采用能够大电流导电的材质制成，并在所述对称振子上的连接点外接馈线，即可将对称振子耦合到的射频信号通过馈线传输至耦合测试接口 3 ;从而，可以根据屏蔽箱的大小以及方便整机测试，调整对称振子在屏蔽箱中的放置位置，还可以调整馈线与对称振子之间的空间位置关系。
[0080]图5示出了本发明实施例提供的天线振子的第一种结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。
[0081]作为本发明一实施例，所述天线振子的平面结构为半椭圆面，所述天线振子上的所述连接点κ具体为:对称轴上的、两个半椭圆面的天线振子14的切点。
[0082]所述天线振子，具体为:
[0083]需要说明的是，半椭圆面的天线振子14为:外边缘形成的图形为半椭圆形的天线振子。将两个半椭圆面的天线振子14中的一个接地。
[0084]这样，当对称振子位于同一平面时，半椭圆形为连续渐变的，也非常适合于对超宽频段(包括预设频段)的高效耦合。从而，包括两个所述半椭圆面的天线振子14的对称振子能够高效地耦合终端设备使用的射频信号。
[0085]其中，连接点K的具体位置为:位于对称振子的对称轴上的、半椭圆上的椭圆边的切点；所述对称振子的对称轴上的连接点K为:两个所述半椭圆面的天线振子14在所述连接点K的具体位置处的点。
[0086]优选的是，所述半椭圆面的天线振子14，具体为:半圆面的天线振子。其中，半圆面的天线振子为:外边缘形成的图形为半圆形的天线振子。
[0087]需要说明的是，半椭圆面的天线振子14可采用可导电的材质制成；优选的是，半椭圆面的天线振子14采用能够大电流导电的材质制成。半椭圆面的天线振子14的其中一个天线振子接地。
[0088]图6示出了本发明实施例提供的天线振子的第二种结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。
[0089]作为本发明一实施例，所述天线振子，具体为:
[0090]所述天线振子的平面结构为椭圆面，所述天线振子上的所述连接点K具体为:对称轴上的、两个椭圆面的天线振子15的切点。
[0091]需要说明的是，椭圆面的天线振子15为:外边缘形成的图形为椭圆形的天线振子。将两个椭圆面的天线振子15中的一个接地。
[0092]这样，椭圆为连续渐变的(并且是二次可导的)，从而适合于对超宽频段(包括预设频段)的高效耦合。从而，包括两个所述椭圆面的天线振子15的对称振子能够高效地耦合终端设备使用的射频信号，甚至是对终端设备使用的射频信号进行等比例的能量耦合。
[0093]其中，连接点K的具体位置为:位于对称振子的对称轴上的、椭圆的切点；所述对称振子的对称轴上的连接点K为:两个所述椭圆面的天线振子15在所述连接点K的具体位置处的点。
[0094]优选的是，所述椭圆面的天线振子15，具体为:圆面的天线振子。其中，圆面的天线振子为:外边缘形成的图形为圆形的天线振子。[0095]需要说明的是，椭圆面的天线振子15可采用可导电的材质制成；优选的是，椭圆面的天线振子15采用能够大电流导电的材质制成。椭圆面的天线振子15的其中一个天线振子接地。
[0096]图7示出了本发明实施例提供的天线振子的第三种结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。
[0097]作为本发明一实施例，所述天线振子的平面结构为三角面，所述天线振子上的所述连接点K具体为:对称轴上的、两个三角面的天线振子16的顶点。
[0098]需要说明的是，三角面的天线振子16为:外边缘形成的图形为三角形的天线振子。将两个三角面的天线振子16中的一个接地。
[0099]这样，使用三角面的天线振子16，可以对一定的超宽频段(包括预设频段)进行高效耦合。通过调整三角形的顶角，调整频段带宽；具体地，在0度到180度以内，频段带宽随顶角增大而增大。
[0100]其中，连接点K的具体位置为:位于对称振子的对称轴上的、两个三角形的顶点；所述对称振子的对称轴上的连接点κ为:两个所述三角面的天线振子16在所述连接点K的具体位置处的点。
[0101]需要说明的是，三角面的天线振子16可采用可导电的材质制成；优选的是，三角面的天线振子16采用能够大电流导电的材质制成。三角面的天线振子16的其中一个天线振子接地。
[0102]图8示出了本发明实施例提供的天线振子的第四种结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。
[0103]作为本发明一优选实施例，所述天线振子的立体结构为半椭球型，所述天线振子上的所述连接点K具体为:对称轴上的、两个半椭球型的天线振子11的切点。
[0104]需要说明的是，所述半椭球型的天线振子11为:外表面的形状为半椭球面的天线振子；或，内表面的形状和外表面的形状为均为半椭球面的天线振子。将两个半椭球型的天线振子11中的一个接地。
[0105]这样，半椭球型的椭球面为连续渐变的，适合于对超宽频段(包括预设频段)的高效耦合。从而，包括两个所述半椭球型的对称振子能够高效地耦合终端设备使用的射频信号。
[0106]其中，连接点K的具体位置为:位于对称振子的对称轴上的、对称振子的外表面上的两个半椭球面的切点；所述对称振子的对称轴上的连接点K为:两个所述半椭球型的天线振子11在所述连接点K的具体位置处的点。
[0107]优选的是，所述半椭球型的天线振子11，具体为:半球型的天线振子。其中，所述半球型的天线振子为:外表面的形状为半球面的天线振子；或，内表面的形状和外表面的形状为均为半球面的天线振子。
[0108]需要说明的是，半椭球型的天线振子11可采用可导电的材质制成；优选的是，半椭球型的天线振子11采用能够大电流导电的材质制成。所述半椭球型的天线振子11的其中一个天线振子接地。
[0109]进而在进行整机测试时，终端设备的天线发出的射频信号，半椭球型的天线振子11形成与该射频信号同频率的射频接收电路；具体地，半椭球型的天线振子11根据该射频信号的频率形成匹配接收的电容与电感，对该频率的射频信号进行耦合接收，形成在该电容和电感上生成电流(即该电流仅分布在形成该电感的区域以及形成该电容上的区域)。通过该射频接收电路部分耦合出终端设备的天线发出的射频信号，从连接点K向馈线输出，进而通过耦合测试接口 3输出至测量仪。
[0110]作为本发明一实施例，本发明提供的所述对称振子包含的两个天线振子是形状结构渐变的；在所述天线振子是形状结构渐变的基础上，所述天线振子是立体结构的。这样，只要对称振子采用能够大电流导电的材质制成，并在所述对称振子上的连接点外接馈线，即可将对称振子耦合到的射频信号通过馈线传输至耦合测试接口 3 ;从而，可以根据屏蔽箱的大小以及方便整机测试，调整对称振子的形状，还可以调整馈线与对称振子之间的空间位置关系。
[0111]图9示出了本发明实施例提供的天线振子的第五种结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。
[0112]作为本发明一实施例，所述天线振子的立体结构为椭球型，所述天线振子上的所述连接点κ具体为:对称轴上的、两个椭球型的天线振子12的切点。
[0113]需要说明的是，所述椭球型的天线振子12为:外表面的形状为椭球面的天线振子；或，内表面的形状和外表面的形状为均为椭球面的天线振子。将两个椭球型的天线振子12中的一个接地。
[0114]这样，椭球型的椭球面为连续渐变的(并且是二次可导的)，从而适合于对超宽频段(包括预设频段)的高效耦合。从而，包括两个所述椭球型的天线振子12的对称振子能够高效地耦合终端设备使用的射频信号，甚至是对终端设备使用的射频信号进行等比例的能量耦合。
[0115]其中，连接点K的具体位置为:位于对称振子的对称轴上的、对称振子的外表面上的两个椭球面的切点；所述对称振子的对称轴上的连接点K为:两个所述椭球型的天线振子12在所述连接点K的具体位置处的点。
[0116]优选的是，所述椭球型的天线振子12，具体为:球型的天线振子。其中，所述球型的天线振子包括:外表面的形状为球面的天线振子；或，内表面的形状和外表面的形状为均为球面的天线振子。
[0117]需要说明的是，椭球型的天线振子12可采用可导电的材质制成；优选的是，椭球型的天线振子12采用能够大电流导电的材质制成。椭球型的天线振子12的其中一个天线振子接地。
[0118]图10示出了本发明实施例提供的天线振子的第六种结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。
[0119]作为本发明一实施例，所述天线振子的立体结构为圆锥型，所述天线振子上的所述连接点K具体为:对称轴上的、两个圆锥型的天线振子13的顶点。
[0120]需要说明的是，所述圆锥型的天线振子13为:外表面的形状为圆锥面的天线振子；或，内表面的形状和外表面的形状为均为圆锥面的天线振子。将两个圆锥型的天线振子13中的一个接地。
[0121]这样，使用圆锥型的天线振子13，可以对一定的超宽频段(包括预设频段)进行高效耦合。通过调整圆锥的顶角，调整频段带宽；具体地，在0度到180度以内，频段带宽随顶角增大而增大。
[0122]其中，连接点K的具体位置为:位于对称振子的对称轴上的、对称振子的外表面上的两个圆锥的顶点；所述对称振子的对称轴上的连接点K为:两个所述圆锥型的天线振子13在所述连接点K的具体位置处的点。
[0123]需要说明的是，圆锥型的天线振子13可采用可导电的材质制成；优选的是，圆锥型的天线振子13采用能够大电流导电的材质制成。圆锥型的天线振子13的其中一个天线振子接地。
[0124]作为本发明一实施例，所述天线振子采用铜制成。
[0125]作为本发明一实施例，所述对称振子的阻抗为50欧姆；所述馈线的阻抗为50欧姆。
[0126]在本实施例中，在预设频段内，所述对称振子的阻抗和所述馈线的阻抗均为50欧姆，以实现阻抗匹配。
[0127]作为本发明一实施例，所述对称振子为半波对称振子。
[0128]作为本发明一实施例，所述耦合测试接口 3为SMA接口。
[0129]为了进一步说明本发明实施例提供的耦合天线的耦合效率，将耦合天线、【背景技术】中的大耦合板和小耦合板进行耦合测试，耦合效率图见图11;其中，耦合天线中的对称振子和传输线在印刷电路板(该印刷电路板原用于制作传统的耦合板)中制成，所述对称振子由铜制成，所述天线振子为半椭圆面的天线振子。由于耦合天线中的半椭圆面的天线振子的长轴为150毫米，因此，用于整机测试的有效面积可达150毫米X 150毫米；经对耦合天线测试，在700兆赫兹到3千兆赫兹的频段内的VSWR小于2，在3千兆赫兹到6千兆赫兹的频段内的VSWR小于2.5，因此在700兆赫兹到6千兆赫兹的频段内均能够满足整机测试要求。
[0130]在图11中，横轴为频率(单位为赫兹(HZ))，纵轴为功率(单位为分贝(DB));因此，从图11中得到:
[0131 ] 在700兆赫兹到3千兆赫兹的频段内，耦合天线的耦合效率大于-5DB，远远大于大耦合板的耦合效率和小耦合板的耦合效率；
[0132]在3千兆赫兹到6千兆赫兹的频段内，耦合天线的耦合效率大于-5DB，也由于大耦合板的耦合效率和小耦合板的耦合效率；
[0133]并且，在700兆赫兹到6千兆赫兹的频段内，耦合天线的耦合效率均大于-5DB并且基本保持恒定(对于700兆赫兹到6千兆赫兹的频段，耦合天线基本高效率地等比例耦合终端设备的射频信号)。
[0134]本发明实施例的另一目的在于一种整机测试系统，所述整机测试系统包括测量仪，所述整机测试系统还包括上述的耦合天线；其中，所述耦合天线通过所述耦合天线包括的耦合测试接口 3外接测量仪。具体地，
[0135]所述耦合天线包括的所述耦合测试接口 3采用电缆与所述测量仪连接。优选的是，所述电缆为有线电视电缆(Cable)。
[0136]下面以本发明实施例提供的耦合天线中的对称振子和传输线在印刷电路板(该印刷电路板原用于制作传统的耦合板)中制成，所述对称振子由铜制成，所述天线振子为半椭圆形的天线振子，终端设备为智能手机为例；针对智能手机使用的主天线(包括主天线Band8、主天线Bandl )、GPS天线以及WIFI天线，进一步地对f禹合天线、大f禹合板以及小f禹合板进行耦合效率对比(针对空间损耗和误测率两个角度对比)，得到表1 ;需要说明的是，耦合天线和大耦合板都单独与测量仪器连接；由于小耦合板的面积过小，采用两个小耦合板通过一个功分器与测量仪连接，其中，功分器为3DB功分器。
[0137]
【权利要求】
1.一种耦合天线，其特征在于，包括:对称振子，用于耦合预设频段的射频信号；所述对称振子包括两个对称的天线振子，所述对称振子中的其中一个天线振子接地；馈线，所述馈线的一端连接于所述对称振子的对称轴上的连接点上，用于将所述对称振子耦合接收的射频信号传输至耦合测试接口；所述耦合测试接口，设置于所述馈线的另一端，用于外接测量仪以完成整机测试。
2.如权利要求1所述的耦合天线，其特征在于，所述对称振子包括两个形状结构渐变的天线振子。
3.如权利要求2所述的耦合天线，其特征在于，所述天线振子是立体结构的。
4.如权利要求3所述的耦合天线，其特征在于，所述天线振子的立体结构为半椭球型，所述天线振子上的所述连接点具体为:对称轴上的、两个半椭球型的天线振子的切点；或者，所述天线振子的立体结构为椭球型，所述天线振子上的所述连接点具体为:对称轴上的、两个椭球型的天线振子的切点；或者，所述天线振子的立体结构为圆锥型，所述天线振子上的所述连接点具体为:对称轴上的、两个圆锥型的天线振子的顶点。
5.如权利要求2所述的耦合天线，其特征在于，所述天线振子是平面结构的。
6.如权利要求5所述的耦合天线，其特征在于，所述天线振子的平面结构为半椭圆面，所述天线振子上的所述连接点具体为:对称轴上的、两个半椭圆面的天线振子的切点；或者，所述天线振子的平面结构为椭圆面，所述天线振子上的所述连接点具体为:对称轴上的、两个椭圆面的天线振子的切点；或者，所述天线振子的平面结构为三角面，所述天线振子上的所述连接点具体为:对称轴上的、两个三角面的天线振子的顶点。
7.如权利要求5或6所述的耦合天线，其特征在于，所述耦合天线还包括印刷电路板；所述对称振子在所述印刷电路板的外表面层制成。
8.如权利要求7所述的耦合天线，其特征在于，所述印刷电路板包括两个所述外表面层和位于两个所述外表面层之间的中间层；其中，所述对称振子中的另一天线振子在所述印刷电路板的一个所述外表面层制成；其中，接地的所述天线振子分别在所述印刷电路板的两个所述外表面层制成，并且，处于两个所述外表面层的、接地的所述天线振子之间采用通孔实现电连接；所述馈线为传输线，所述传输线在所述印刷电路板的所述中间层制成，并且，所述传输线与接地的所述天线振子之间采用通孔实现电连接。
9.如权利要求1所述的耦合天线，其特征在于，所述对称振子的阻抗为50欧姆；所述馈线的阻抗为50欧姆。
10.如权利要求1所述的耦合天线，其特征在于，所述预设频段为:700兆赫兹到6千兆赫兹。
11.一种整机测试系统，所述整机测试系统包括测量仪，其特征在于，所述整机测试系统还包括权利要求1至10任一项所述的耦合天线；其中，所述耦合天线通过所述耦合天线包括的耦合 测试接口外接测量仪。
【文档编号】H01Q1/50GK103682599SQ201310690457
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】刘钊, 许安民, 郝卫东 申请人:华为终端有限公司