探头、阵列探头、探测器及方法技术

一种用于近场测量的非接触、非谐振型定向探头(1)，其可测量宽带中高频率的天线属性，包括：同轴线(2)，其中的内导体(2a)通过绝缘体(2b)同轴地被外导体(2c)包围；以及连接导体(3)，其沿平行于所述同轴线(2)的端面的单轴方向延伸且在所述内导体(2a)与所述外导体(2c)之间电连接。特别地，所述连接导体(3)将与所述单轴方向关于所述连接导体(3)相交的方向上的电场进行时间偏移，从而通过检测施加于所述内导体(2a)与所述外导体(2c)之间的电压，可以检测所述单轴方向上的电场分量，通过检测通过所述连接导体(3)感应到的电流，可以检测出与所述单轴方向相交的方向上的磁场分量。述单轴方向相交的方向上的磁场分量。述单轴方向相交的方向上的磁场分量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】探头、阵列探头、探测器及方法

技术介绍
1、

[0001]本专利技术涉及一种探头、阵列探头、探测器和用于检测高频信号的方法。
[0002]2、相关技术
[0003]符合第五代(5th Generation，简称5G)移动通信标准的基站、通信终端等的技术发展已经成熟，需要一种用于测试5G设备中包括的无线天线的幅度属性和相位属性(称为天线属性)等属性的测试探头。通常，无线天线中并不提供测试端口，因此，可以使用OTA(Over The Air，空中)方法检测天线属性，即，无需与所述天线的外部接触。然而，由于5G中使用的频段(即，带宽为850MHz的28GHz频段、带宽为1.6GHz或1.4GHz的39GHz频段或带宽为2GHz的73GHz频段)比传统的3G或4G标准中使用的频段更高，因此，在近场测量中，需要检测无线天线的天线属性。此外，由于频带很宽，需要一种非谐振型探头。
[0004]专利文件1公开了一种通过与印刷电路板接触来测量阻抗的同轴接触式探头，其中，所述探头包括由刚性电缆构成的探头主体、尖端具有导电性的内导体和外导体以及在二者之间具有绝缘层的接触部。然而，这种接触式探头不能用于OTA检测。专利文件2公开了一种通过检测天线振子感应到的电压来检测电场或磁场的电磁场检测探头，其中，所述探头包括同轴线以及设置于尖端并与其电连接的天线振子，在具有导电薄膜的绝缘膜上形成预定形状的天线模式。然而，包括这种配置的探头的传统非接触式探头用于远场测量，具有测量限制，例如，最高频率为6GHz。在目标高频频段上使用这种探头进行近场测量时，会由于相互耦合(也称为交叉耦合)而无法正常检测天线属性。
[0005]专利文件1：公开号为2001
‑
296314的日本专利申请。
[0006]专利文件2：公开号为2008
‑
298508的日本专利申请。

技术实现思路

[0007]本专利技术实施例，例如，本文所描述的实施例，可以提供一种互耦小、用于近场测量的非接触、非谐振型探头，该探头能够测量宽带中的高频率的天线属性，并且提供了包括该探头的探测器。
[0008]本专利技术的第一方面提供了一种用于检测高频信号的探头，包括：同轴线，其中的内导体通过绝缘体被外导体同轴地包围；以及连接导体，其沿平行于所述同轴线的端面的单轴方向延伸且在所述内导体与所述外导体之间电连接。
[0009]本专利技术的第二方面提供了一种包括多个第一方面所述的探头的阵列探头，其中，所述多个探头排列在直线上、平面上或曲面上。
[0010]本专利技术的第三方面提供了一种探测器，包括：第一方面所述的探头、用于检测施加于所述探头的内导体和外导体之间的电压的电压传感器以及用于检测通过所述探头的连接导体感应到的电流的电流传感器。
[0011]所述
技术实现思路
条款不一定描述本专利技术实施例的全部必要特征，也不是本专利技术所需
的所述
技术实现思路
条款中描述的全部特征。本专利技术也可以是上述特征的子组合。
附图说明
[0012]图1A示出了根据本实施例的探头配置的透视图；
[0013]图1B示出了根据本实施例的探头的尖端配置的正视图；
[0014]图1C示出了根据本实施例的探头的尖端的截面配置；
[0015]图1D示出了根据本实施例的探头的尖端配置的俯视图；
[0016]图2示出了根据本实施例的使用探头的探测器的电路配置；
[0017]图3A示出了探头检测到的电场(尖端表面上的电场)的分析结果；
[0018]图3B示出了探头检测到的电场(YZ截面上的电场)的分析结果；
[0019]图3C示出了探头检测到的电场(XZ截面上的电场)的分析结果；
[0020]图4A示出了探头检测到的磁场(尖端表面上的磁场)的分析结果；
[0021]图4B示出了探头检测到的磁场(YZ截面上的磁场)的分析结果；
[0022]图4C示出了探头检测到的磁场(XZ截面上的磁场)的分析结果；
[0023]图4D示出了探头的尖端电磁感应到的电流的分析结果；
[0024]图5示出了用于分析探头的互耦电平的分析模型；
[0025]图6示出了探头的互耦电平的分析结果；
[0026]图7A示出了探头的幅度属性的分析结果；
[0027]图7B示出了探头的相位属性的分析结果；
[0028]图8A示出了阵列探头的一个实例；
[0029]图8B示出了阵列探头的另一个实例；
[0030]图8C示出了阵列探头的又一个实例；
[0031]图8D示出了阵列探头的又一个实例；
[0032]图9示出了根据第一变形的探头的尖端的截面配置；以及
[0033]图10示出了根据第二变形的探头的尖端的截面配置。
具体实施方式
[0034]下面将描述本专利技术的(一些)实施例。所述实施例并不限制根据权利要求书所述的本专利技术。此外，相对于给定实施例描述的每个特征对本专利技术的各方面并不是必不可少的。
[0035]图1A至1D示出了根据本实施例的探头1的配置。其中，图1A示出了所述探头1的配置的透视图，图1B示出了所述探头1的尖端配置的正视图，图1C示出了所述探头1的尖端的截面配置的侧视图，图1D示出了所述探头1的尖端配置的俯视图。在这些图中，与所述探头1的中心轴L平行的方向定义为Z轴方向，在垂直于所述中心轴L的平面中相互正交的方向定义为X轴方向和Y轴方向。所述探头1为用于检测符合5G等下一代移动通信标准的频段中的高频信号的检测探头，包括同轴线2和连接导体3。虽然本实施例提供了适用于检测28GHz频段中的高频信号的探头1的配置，但是用于检测其他频段中的高频信号的探头也可以以相同的方式进行配置，除了合适的尺寸可能不同之外。
[0036]所述同轴线2用于：响应于检测到高频信号，将电磁场感应到的电压和电流传输到探测器，所述同轴线2包括内导体2a、绝缘体2b和外导体2c。所述内导体2a为导电金属线，可
以利用铜形成直径为0.92mm且横截面为圆形的线性形状。所述绝缘体2b覆盖所述内导体2a的外围以进行绝缘，并利用TEFLON(RTM)等氟碳树脂形成空心圆柱形，例如，其外径为2.98mm。所述外导体2c为覆盖在所述绝缘体2b的外围的导电金属管，并利用铜或铝等制成外径为3.58mm的圆管形状。
[0037]通过所述绝缘体2b使所述外导体2c同轴地包围所述内导体2a，以配置所述同轴线2。例如，所述同轴线2的长度为32.1mm，端面交叉，且优选地，与所述中心轴L正交。所述同轴线2包括特征阻抗为50或75Ω的同轴管，这种配置也称为半刚性电缆。
[0038]所述连接导体3为用于将所述同轴线2的所述内导体2a和所述外导体2c电连接的构件，其沿平行于所述同轴线2的端面的单轴方向(本例中为所述Y轴方向)延伸，以在所述内导体2a与所述外导体2c之间电连接。所述连接导体3可以使用铜、铝或其它具有相似磁导率级别的导电金属等形成板状形状。其中，假设所述连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于检测高频信号的探头，其特征在于，包括：同轴线，其中的内导体通过绝缘体被外导体同轴地包围；以及连接导体，其沿平行于所述同轴线的端面的单轴方向延伸且在所述内导体与所述外导体之间电连接。2.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述连接导体的形状为关于平行于所述单轴方向的中心轴对称。3.根据权利要求1或2所述的探头，其特征在于，所述连接导体位于所述同轴线的端面上。4.根据权利要求3所述的探头，其特征在于，所述连接导体包括：设置在所述连接导体所在的所述端面上的主体部；以及从所述主体部弯折出且设置在所述同轴线的侧面上的弯折部。5.根据权利要求1至4中任一项所述的探头，其特征在于，所述连接导体的表面与所述同轴线的端面在同一平面上。6.根据权利要求1至5...

【专利技术属性】
技术研发人员：荒井正巳，新井宏之，
申请(专利权)人：横浜国立大学，
类型：发明
国别省市：