[发明专利]一种适用于多天线测试的转接装置及其使用方法

说明书

本发明提供一种适用于多天线测试的转接装置，包括依次层叠的第一金属地板、第一介质层、第二金属地板、第二介质层和天线层，还包括金属柱组、用于向天线层所载入的天线体馈电的第一探针和用于与接头相接的第二探针；第一金属地板上设置有镂空槽，镂空槽内设置有梯度微带；梯度微带的宽度存在梯度变化，其一端与第一探针相接，另一端与第二探针相接；金属柱组中的金属柱沿着镂空槽的边依次排列；金属柱一端与第一金属地板连接，另一端与第二金属地板连接。该设计结构简单、对天线性能影响小、加工工艺简单、成本低，多个共面波导整合并共用同一第二金属地板即能够在小的测试面积及较低的费用前提下，实现测试多个天线性能，测试难度低。

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，尤其是指一种适用于多天线测试的转接装置及其使用方法。

背景技术

随着第五代（5G）移动通信的快速发展，毫米波天线因其具有低时延、高传输速率和高接入密度等优点被广泛应用于各种无线系统和雷达传感器中。传统的毫米波雷达传感器设计，天线和芯片位于同一平面上，极大地增加了整个无线通信系统的横向尺寸和链路损耗，导致系统集成度的降低和产品成本的增加。

封装天线技术则可以很好地克服这些技术痛点，其将芯片倒装在天线下面，再将两者封装成一个系统，显著地减少了整个系统的尺寸和成本。然而，板子面积的减少会极大增加天线设计和测试的难度。以我们设计的24 GHz毫米波雷达天线为例，为了实现精准定位，需要设计一个发射天线和两个接收天线且天线两两之间的隔离度需要大于20 dB，天线和金属地板分别位于介质基板的上下表面，板子的面积为15mm×15mm。常用的毫米波接头的尺寸为12.7mm×12.7mm，故需要增大板子的面积才能焊上3个接头测试天线的性能。但是，增大PCB板子的面积会改变天线的辐射性能，使其无法对标原来的天线性能。测试封装天线的另一种方法是利用探针台的探针接触天线的端口。然而，探针台通常只有两个探针接头，另一个天线的端口需要接上50Ω的匹配负载，接匹配负载以及测试不同端口均会大大增加测试的难度和费用。此外，测试天线的远场性能也是非常困难的。总的来说，测试小面积下的多个天线的性能，测试难度很大且测试费用极高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为降低测试小面积下的多个天线性能的难度和费用，设计一种结构简单、对天线性能影响小、加工工艺简单、成本低等一系列特点的多天线测试的转接装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种适用于多天线测试的转接装置，包括依次层叠的第一金属地板、第一介质层、第二金属地板、第二介质层和天线层，还包括金属柱组、用于向所述天线层所载入的天线体馈电的第一探针和用于与接头相接的第二探针；所述第一金属地板上设置有镂空槽，所述镂空槽内设置有梯度微带；所述梯度微带的宽度存在梯度变化，其一端与所述第一探针相接，另一端与所述第二探针相接；所述金属柱组中的金属柱沿着镂空槽的边依次排列；所述金属柱一端与第一金属地板连接，另一端与第二金属地板连接。

进一步地，中心工作频率波长为λ，相邻的两金属柱之间的间距小于0.25λ。

进一步地，所述第一金属地板、第一介质层、第二金属地板和第二介质层的俯视面均为边长大小一致的矩形；矩形的长边为1-2λ，宽边为1-2λ。

进一步地，所述梯度微带由依次连接的第一微带线、第二微带线和第三微带线构成；所述第二微带线的宽度小于第三微带线的宽度，且大于第一微带线的宽度；所述第一微带线的远离第二微带线端与所述第一探针相接，所述第三微带线的远离第二微带线端与所述第二探针相接；所述梯度微带的特征阻抗与接头的特征阻抗匹配。