电磁波遮罩箱及其检测方法
阅读说明：本技术 电磁波遮罩箱及其检测方法 (Electromagnetic wave shielding box and detection method thereof ) 是由 柯彦旭 于 2020-06-05 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种电磁波遮罩箱及其检测方法,通过可移动或旋转的承载台对天线位置进行校正,以缩减遮罩箱体积,并通过将高频切换器设置在箱体内部,以减少高频信号在路径传输时的能量损耗,增加检测时的稳定度。(The invention provides an electromagnetic wave shielding box and a detection method thereof, wherein the position of an antenna is corrected through a movable or rotary bearing table so as to reduce the volume of the shielding box, and a high-frequency switch is arranged in a box body so as to reduce the energy loss of a high-frequency signal during path transmission and increase the stability during detection.)
技术领域
本发明涉及一种遮罩箱，特别涉及一种遮蔽电磁波的电磁波遮罩箱。
背景技术
随着电子及通信产品的发展，电子产品日益轻薄短小，在高频和高速信号传输的需求基础上，传输信号频率相对地愈宽，以致电磁干扰亦愈发严重。
5G在频段上分为低于6GHz以下的Sub 6GHz(450MHz～6GHz)，以及高于6GHz以上的毫米波(mmWave)频段(24.25GHz～52.6GHz)，在高于6GHz的毫米波频段中，通过AiP(Antenna in Package)技术单一封装的高频天线及RF元件，产品验证时，待测物(DUT)无法利用一般的RF测试来测量。因此，在现有技术手段中是通过OTA(Over The Air)测试进行毫米波(mmWave)信号的测量。
为了稳定测量待测物(DUT)产生的射频(RF)信号，通常会在天线元件与射频(RF)信号收发器之间设置高频切换器(Switch)，以断开射频(RF)信号的原路径(至天线元件)，并馈入的新测量路径。在高频电路(例如：5G)中，射频(RF)信号经常在相邻的传输线之间产生耦合效应，以致干扰电路的效能。
由于频率愈高的毫米波，在自由空间(free space)的信号能量耗损愈大。为了避免测量结果的不稳定，OTA测试箱(Chamber)通常通过设计来实现待测物、高频切换器和天线元件间距离的缩短，以克服信号能量在传输时过度耗损的缺失。
然而，市售的OTA测试箱均将高频切换器装载在其箱体外部，并通过传输线与设置在箱体内部的天线元件信号连接。在传输线愈长的基础上，对整体信号效能的损耗是愈发地明显。
发明内容
鉴于前述现有技术的缺失，本发明的目的在于提供一种电磁波遮罩箱包括一箱体、一待测物承载台、一测试天线模块、一高频切换器(Switch)及一控制模块。
该箱体界定一测试空间；该待测物承载台用于支撑一待测物(device undertest，DUT)，该待测物(DUT)包含一待测物天线模块。该测试天线模块可与该待测物天线模块进行信号耦合测试；该高频切换器(Switch)和该测试天线模块信号连接，该控制模块分别和该高频切换器、该待测物承载台和该待测物天线模块信号连接；该待测物承载台、该测试天线模块和该高频切换器安置在该箱体的该测试空间中，借此降低高频信号在传输时的能量耗损，增加测量时的稳定度。
本发明的另一目的在于提供一种电磁波遮罩箱的检测方法，主要包含步骤(a)～(f)。首先，步骤(a)中提供前述的该电磁波遮罩箱。步骤(b)则将该待测物(DUT)装载于该待测物承载台，该待测物承载台接收到由该控制模块发送的一第一控制指令后，该待测物承载台进行移动或旋转，使该些测试天线都与相对应的该待测物天线于该信号耦合测试距离内。接着执行步骤(c)，对应到该些测试天线的该些待测物天线，根据该控制模块发送的一第二控制指令的驱动发送出一信号信息。再执行步骤(d)，当该些测试天线接收该信号信息后，该信号信息通过高频切换器传送到该控制模块。最后，执行步骤(e)，通过该控制模块获取该信号信息进行测量。
本发明的另一目的在于提供一种电磁波遮罩箱的检测方法，主要包含步骤(A)～(F)。首先，步骤(A)中提供前述的该电磁波遮罩箱，其中至少一该待测物天线未和任一该测试天线对应于该信号耦合测试距离内。步骤(B)则将该待测物(DUT)装载于该待测物承载台，该待测物承载台接收到由该控制模块发送的一第一控制指令后，该待测物承载台进行移动或旋转，使该些测试天线都与相对应的该待测物天线于该信号耦合测试距离内。接着执行步骤(C)，对应到该些测试天线的该些待测物天线，根据该控制模块发送的一第二控制指令的驱动发送出一信号信息。再执行步骤(D)，当该些测试天线接收该信号信息后，该信号信息通过高频切换器传送到该控制模块。而下个步骤(E)则通过该控制模块获取该信号信息进行第一次测量。最后，执行步骤(F)，待第一次测量完成后，该控制模块发送一第三控制指令将未被测试到的该待测物天线通过该待测物承载台的移动或旋转对应到任一测试天线于该信号耦合测试距离内，并重复步骤(C)-(E)。
以上对本发明的简述，目的在于对本发明的数种面向和技术特征作一基本说明，发明简述并非对本发明的详细表述，因此其目的不在特别列举本发明的关键性或重要元件，也不是用来界定本发明的范围，仅为以简明的方式呈现本发明的数种概念而已。
附图说明
图1为本发明实施例的电磁波遮罩箱示意图。
图2为本发明实施例的电磁波遮罩箱的测量系统示意图。
图3为本发明实施例的电磁波遮罩箱的测量系统的旋转示意图。
图4为本发明实施例的电磁波遮罩箱检测方法流程示意图。
图5为本发明实施例的电磁波遮罩箱检测方法另一流程示意图。
附图标记说明：
10…电磁波遮罩箱
100…箱体
200…待测物承载台
201…待测物
202…待测物天线模块
203…待测物天线
300…测试天线模块
301…测试天线
400…高频切换器
500…控制模块
R…信号耦合测试距离
(a)～(e)…步骤
(A)～(F)…步骤
具体实施方式
为能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。
图1是示出根据本发明实施例的电磁波遮罩箱10的示意图。电磁波遮罩箱10，包括箱体100、待测物承载台200、待测物(device under test，DUT)201、待测物天线模块202、测试天线模块300、高频切换器(Switch)400和控制模块500。为了清楚和简要起见，图1中仅示出了一个待测物天线模块202和一个测试天线模块300。在图1中，箱体100界定了一个测试空间，所述测试空间具有一开放端，一盖体(图未示)，可抽离地组设于该箱体的该开放端，并盖合于所述测试空间，所述测试空间是指具有吸波材料来遮蔽电磁波，可防止测试空间内部的电磁波泄漏和外部的电磁波进入，具有优异的电磁波遮罩性；待测物承载台200被设计为通过接收自控制模块500所发出的一第一控制指令进行移动或旋转，所述待测物承载台200，可供所述待测物201设置于其上；待测物201包含所述待测物天线模块202，待测物201被布置为经由待测物天线模块202接收控制模块500的一第二控制指令并发送信号信息至测试天线模块300，高频切换器400和测试天线模块300信号连接，待高频切换器400对从测试天线模块300获得的信号信息进行变频处理后，将信号信息传送回控制模块500，以进行第一次测量。
在该实施例中，信号信息可包括但不限定于毫米波(mmWave)频谱信号，毫米波是指波长在1～10毫米，其频率大约在24GHz～300GHz之间的电磁波。也可以包括低于6GHz以下的Sub 6GHz(450MHz～6GHz)频段。
请结合图2参照图1。如图1所示，例如，高频切换器400和测试天线模块300信号连接；高频切换器400、待测物承载台200和待测物天线模块202分别和控制模块500信号连接；测试天线模块300的每一测试天线301通过高频切换器(Switch)400和控制模块500信号连接，又例如，待测物承载台200、测试天线模块300和高频切换器(Switch)400均设在由箱体100所界定的测试空间中。
请结合图1参照图2。图2是示出根据本发明实施例的测量系统示意图。图1所示的电磁波遮罩箱10可以利用图2所示的测量系统来实现。例如，待测物201可以是但不限定于智能电话、智能手表、平板个人电脑(tablet PC)、笔记本个人电脑、小型笔记本电脑(netbook PC)或其它无线通信装置；待测物承载台200用以设置待测物201；待测物天线模块202被布置为用在多输入及多输出(Multi-input Multi-output；MIMO)天线系统中的天线阵列，例如，二维(two-dimensional，2D)交叉极化天线对阵列，并包括多个待测物天线203。如图2所示，测试天线模块300包括多个测试天线301，每一测试天线301可为射频(Radio-Frequency，RF)测试天线或其它电磁相容性(Electromagnetic Compatibility，EMC)测试天线，以在信号耦合测试距离R内，分别与任一待测物天线203进行信号信息的对应接收。
在该实施例中，控制模块500根据第一次测量结果可选择地执行待测物承载台200的移动或不对待测物承载台200执行任何动作，例如，调整待测物承载台200的移动或旋转以实现测试距离校准，以进行第二次、第三次测量或第n次测量，并结合第一次、第二次至第n次测量结果作为检测信息。又例如，不调整待测物承载台200的移动或旋转，直接以第一次测量结果作为检测信息。
请结合图2参照图3。图3是示出根据本发明实施例的测量系统旋转示意图，在该实施例中，待测物承载台200根据控制模块500发出的第一控制指令径行移动或旋转，例如，待测物承载台200可以是具有轴向孔径的承载台，以轻易地插设在箱体100内部的移动轴上，待接收第一控制指令后，待测物承载台200沿前述轴向开始以靠近或远离箱体100内壁的方向作动(即移动)，或沿轴向开始旋转。又例如，待测物承载台200也可以是具有转动轴的承载台，并利用设于其侧的转动轴对应装配在箱体100内壁的轴座中，以根据第一控制指令进行旋转。
在该实施例中，多个测试天线301可选择地固定设置或活动设置在箱体100内壁上，例如，测试天线模块300可以包括具有轨道的多个轨架，以供多个测试天线301置于其上被定位或进行移动。又例如，测试天线模块300也可以包括多个载座，以供多个测试天线301置于其上被定位或进行移动。可以理解的，待测物承载台200可以进行移动或旋转，使待测物天线模块202的待测物天线203相对于测试天线模块300的测试天线301于信号耦合测试距离内相对移动或转动；或是测试天线模块300可以进行移动或旋转，使测试天线301相对于待测物天线203于信号耦合测试距离内相对移动或转动。
待测物天线模块202包含有多个待测物天线203，测试天线模块300包含有多个测试天线301，所述多个测试天线301通过高频切换器400和控制模块500信号连接。在一实施例中，所述多个待测物天线203和所述多个测试天线301的数量相同，其中任一该测试天线301分别对应任一该待测物天线203于该信号耦合测试距离内。在另一实施例中，所述多个测试天线301的数量少于所述多个待测物天线203的数量，也就是说，其中至少一待测物天线203在测试时，未和任一测试天线301对应于该信号耦合测试距离内。上述不论待测物天线203和测试天线301的数量相同或不相同，测试天线301相对于待测物天线203于信号耦合测试距离内可相对移动或转动。通过此设计，可以用较少的测试天线301完成所有待测物天线203的测试，有效减少测试空间的大小。
上述移动的方式可以包括但不限于通过转轴实现，上述转动方式可以包括但不限于通过嵌合于滑轨上的滑块，滑轨可以依需求沿X、Y、Z方向或是其它方向实现。
请结合图2和图3参照图1，在该实施例中，高频切换器(Switch)400被布置在箱体100的测试空间中，以减少信号信息的路径耗损。例如，高频切换器(Switch)400可以是单掷双切开关(Single Pole Double Throw，SPDT)、阻抗匹配式开关、或其它具有末端电阻式的开关组合；控制模块500可为但不限定于单芯片微电脑(single-chip microcomputer)或其它整合型微处理器。
请同时参照图1、图2、图3及图4，图4是示出根据本发明实施例的电磁波遮罩箱检测方法流程示意图。此检测方法至少可应用于图1至图3示出的电磁波遮罩箱10，但本发明并不限于此。在该实施例中，当测量系统处于正常操作时，多个待测物天线203的数量和多个测试天线301的数量相等，换句话说，可以通过执行步骤(a)至步骤(e)，来实现对每一待测物天线203所发送的信号信息进行测量。首先，执行步骤(a)，提供多个待测物天线203的数量和多个测试天线301的数量相等的电磁波遮罩箱10。接着，执行步骤(b)，待测物承载台200根据控制模块500发出的第一控制指令径行移动或旋转，来实现任一测试天线301和相应待测物天线203之间的距离，均保持在信号耦合测试距离R内。请一并参照图2、图3和图4，并执行步骤(c)，每一待测物天线203待接收到控制模块500的第二控制指令后，根据第二控制指令发送信号信息至步骤(b)的对应测试天线301。再执行步骤(d)，待对应测试天线301获得信号信息后，通过高频切换器(Switch)400进行变频处理并传送至控制模块500。最后，执行步骤(e)，控制模块500通过获取变频后的信号信息，以对每一待测物天线203所发送的信号信息进行测量。
请同时参照图1、图2、图3及图5，图5是示出根据本发明实施例的电磁波遮罩箱检测方法另一流程示意图。此检测方法至少可应用于图1至图3示出的电磁波遮罩箱10，但本发明并不限于此。在该实施例中，当测量系统处于校准操作时，多个测试天线301的数量少于多个待测物天线203的数量，在至少一待测物天线203不会和任一测试天线301之间产生对应关系的基础上，通过执行步骤(A)至步骤(F)，控制模块500可以根据第一次测量结果对未测量到的待测物天线203进行确认，并于前述确认动作完成后，发送第三控制指令至待测物承载台200，以使待测物承载台200提供对应第三控制指令的反馈移动或反馈旋转，以将在前述测量系统中未被测量的待测物天线203校准至相应测试天线301的信号耦合测试距离R的范围，续行第二次测量，并根据第二次测量结果重复前述行为(确认动作、反馈动作和测量动作)，直至每一待测物天线203皆进行过测量为止。首先，执行步骤(A)，提供多个测试天线301的数量少于多个待测物天线203的数量的电磁波遮罩箱10。接着，执行步骤(B)，待测物承载台200根据控制模块500发出的第一控制指令径行移动或旋转，来实现至少一待测物天线203未和任一测试天线203保持在信号耦合测试距离R内。请一并参照图2、图3和图5，并执行步骤(C)，在步骤(b)中有对应到多个测试天线301的多个待测物天线203，分别接收自控制模块500所发出的第二控制指令，并根据第二控制指令发送信号信息至对应测试天线301。再执行步骤(D)，待对应测试天线301获得信号信息后，通过高频切换器(Switch)400进行变频处理并传送至控制模块500。继续执行步骤(E)，控制模块500通过获取变频后的信号信息，以进行第一次测量。最后，执行步骤(F)，根据第一次测量的结果，控制模块500发送第三控制指令至待测物承载台200，通过待测物承载台200的移动或旋转，将在步骤(B)中未对应任一测试天线301的待测物天线203位移至信号耦合测试距离R的范围内，并重复步骤(C)-(E)。
在前述实施例中，多个测试天线301的数量和多个待测物天线203的数量可为但不限于数值3，优选地，多个测试天线301的数量和多个待测物天线203的数量比值小于或等于1。
在前述实施例中，通过移动或旋转待测物承载台200以实现前述测量系统的正常操作和校准操作。优选地，通过多个测试天线301配设在箱体10中的任一或任两个内壁上，并经由测量系统重复进行前述行为(确认动作、反馈动作和测量动作)，以获得每一待测物天线203的测量结果，将允许缩减箱体100的整体体积。例如，多个测试天线301设于箱体100的上内壁和下内壁时，箱体100对应缩减其横向体积，以利于产线单位面积的效能提升(同样面积得配设更多电磁波遮罩箱10)。
综上所述，虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的基础上，当可作各种的变动和润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。