本發(fā)明涉及片上天線饋電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于片上天線饋電的圖像同步顯示系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著高頻技術(shù)和天線技術(shù)的發(fā)展，天線的頻率上限越來越高，相應(yīng)尺寸也越來越小，并逐步向著微型化方向發(fā)展，饋電方式也由傳統(tǒng)同軸、波導(dǎo)方式轉(zhuǎn)換為微帶傳輸線形式，饋電點(diǎn)也非常微小。在片上型天線測試過程中，需要采用探針饋電，由于饋電點(diǎn)非常小，特別是在毫米波頻段，由于毫米波探針針尖更小，采用傳統(tǒng)雙目顯微鏡已經(jīng)很難分辨出探針和被測件之間是否良好接觸，探針下壓安全行程基本都在幾微米～幾十微米范圍，僅靠肉眼對(duì)探針位移進(jìn)行分辨，已經(jīng)很難保證探針多個(gè)針尖同時(shí)和被測件進(jìn)行良好接觸，很容易造成操作人員誤操作而損壞探針，而探針價(jià)格昂貴，對(duì)探針的損壞會(huì)大大增加研發(fā)及生產(chǎn)的成本，降低開發(fā)及生產(chǎn)效率。

目前，國內(nèi)有人利用標(biāo)準(zhǔn)探針臺(tái)搭建簡易片上天線測試系統(tǒng)，如圖1所示，在標(biāo)準(zhǔn)探針臺(tái)上進(jìn)行校準(zhǔn)可測試天線阻抗指標(biāo)，利用接收天線在弓型架上移動(dòng)可以進(jìn)行天線方向圖測試。但進(jìn)行天線指標(biāo)精確測量的前提是探針和片上天線之間良好饋電。圖1中利用雙目顯微鏡進(jìn)行觀測，而沒有其他可判斷探針和天線之間良好接觸的依據(jù)。通過接收天線在半圓弓型架軌道上移動(dòng)，利用測試軟件及矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可得到片上天線上半空間某個(gè)極化切面的方向圖，此時(shí)，操作人員在通過顯微鏡饋電的時(shí)候，無法觀測到由于探針和天線之間的接觸而在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀上產(chǎn)生的測試曲線變化。

為了實(shí)現(xiàn)片上天線的性能測試，有人對(duì)標(biāo)準(zhǔn)探針臺(tái)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，并對(duì)雙目顯微鏡進(jìn)行了替換，形成了如圖2所示的測試系統(tǒng)方案。在實(shí)際測試時(shí)，為了保證良好的測試環(huán)境，通常把片上天線放置在微波暗室環(huán)境中，而測試儀器設(shè)備放在操作間。但是探針臺(tái)、顯微鏡及其顯示器由于實(shí)際應(yīng)用情況不能放在暗室外。操作者在正確打開天線測試系統(tǒng)后，通過計(jì)算機(jī)設(shè)置需要測試的儀器參數(shù)，然后調(diào)節(jié)單筒電子顯微鏡，通過觀察顯示器，使顯微鏡對(duì)焦到片上天 線。通過調(diào)節(jié)探針臺(tái)XYZ軸，使探針移動(dòng)到片上天線饋電上方，調(diào)節(jié)探針臺(tái)Z軸使探針慢慢接近片上天線饋電，當(dāng)發(fā)現(xiàn)探針和饋電清晰度一致時(shí)，通過緩慢調(diào)節(jié)Z軸探針同時(shí)觀察探針針尖是否輕微向前滑動(dòng)，如圖3-1、圖3-2、圖4-1圖4-2所示，如產(chǎn)生滑動(dòng)，則停止探針臺(tái)下壓動(dòng)作，操作人員可到室外觀察矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀S參數(shù)曲線饋電前后是否變化，如發(fā)生變化且曲線重復(fù)掃描測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定，則可認(rèn)為探針和片上天線之間饋電正常，可進(jìn)行下一步片上天線性能指標(biāo)測試。

利用標(biāo)準(zhǔn)探針臺(tái)進(jìn)行探針和片上天線之間饋電的方式，由于使用雙目顯微鏡，操作人員在利用顯微鏡調(diào)節(jié)探針臺(tái)及探針時(shí)，僅能憑自己的視覺來判斷探針和片上天線是否良好接觸，在微波頻段，由于探針尺寸相對(duì)較大，探針針尖相對(duì)較長，操作者在進(jìn)行饋電時(shí)比較容易發(fā)現(xiàn)探針和片上天線饋電之后的相對(duì)位移。然而隨著頻率的升高，探針及天線饋電接口越來越小，特別是在毫米波頻段，毫米波探針針尖僅有幾個(gè)微米尺寸，探針針尖在和片上天線接觸后的位移行程如圖3-1、圖3-2、圖4-1圖4-2所示向前滑動(dòng)，由微波頻段的幾十微米變?yōu)閹讉€(gè)微米，僅靠操作人員通過顯微鏡觀察，已經(jīng)很難判斷出探針和片上天線之間是否良好接觸，很容易使探針過壓而損壞，而毫米波頻段的探針價(jià)格相對(duì)于微波頻段大大提高，所以這種饋電方式使天線測試變得復(fù)雜、低效及測試成本增加。

通過改進(jìn)后的探針饋電方式雖然增加了操作人員的視野，但是操作人員在進(jìn)行探針饋電時(shí)，觀察電子顯微鏡顯示器的同時(shí)不能同步觀察到儀器設(shè)備測試曲線的變化，所以也主要以通過顯示器觀察探針針尖的位移情況判斷探針是否良好饋電。當(dāng)然，也可以增加操作人員進(jìn)行分工觀察，即一個(gè)操作人員通過電子顯微鏡顯示器判斷探針是否接觸片上天線并產(chǎn)生位移，另一個(gè)操作人員觀察儀器設(shè)備測試曲線是否發(fā)生變化，這種情況無疑增加了人力，且存在協(xié)調(diào)配合問題，一旦溝通出現(xiàn)問題而無法確認(rèn)探針饋電的正常性，引發(fā)操作人員之間的矛盾，造成測試效率低等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于片上天線饋電的圖像同步顯示系統(tǒng)及方法，通過利用遠(yuǎn)程桌面的功能，在電子顯微鏡顯示軟 件運(yùn)行的計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)儀器系統(tǒng)測試的駐波比曲線的同步顯示，使操作人員通過顯微鏡顯示器即可觀察探針和被測天線饋電，又可同時(shí)觀察儀器系統(tǒng)測試的駐波比曲線的實(shí)時(shí)變化，通過物理性能及電性能的雙重判斷提高探針和片上天線之間饋電的成功率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

基于片上天線饋電的圖像同步顯示系統(tǒng)，包括操作間和暗室，所述的操作間內(nèi)設(shè)有控制機(jī)柜；所述的暗室內(nèi)設(shè)有顯微鏡顯示器，用于顯示片上天線饋電的顯微圖像和駐波比測試曲線；所述的顯微鏡顯示器一側(cè)設(shè)有一個(gè)探針臺(tái)，所述探針臺(tái)上設(shè)有探針座，探針座一側(cè)設(shè)有兩個(gè)水平桿，一個(gè)水平桿上設(shè)有射頻端口，所述射頻端口通過射頻電纜與控制機(jī)柜的儀器系統(tǒng)基本組件連接，用于在遠(yuǎn)程桌面上顯示儀器系統(tǒng)測試的駐波比曲線；另一個(gè)水平桿的另一端設(shè)有片上天線，所述片上天線上設(shè)有探針，所述探針與射頻端口連接。

所述控制機(jī)柜內(nèi)設(shè)有儀器系統(tǒng)基本組件，該基本組件中包括了微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、毫米波控制機(jī)等進(jìn)行S參數(shù)測試毫米波擴(kuò)展必須的基本儀器；所述的儀器系統(tǒng)基本組件的下方設(shè)有主控計(jì)算機(jī)及顯示器，主控計(jì)算機(jī)及顯示器下方設(shè)有轉(zhuǎn)臺(tái)控制器。

所述的探針座上設(shè)有XYZ軸，用于調(diào)節(jié)探針。

所述探針臺(tái)上設(shè)有一個(gè)豎直桿，豎直桿頂端安裝一個(gè)水平桿，在水平桿的另一端設(shè)有顯微鏡，所述顯微鏡與顯微鏡顯示屏連接。

所述暗室底部設(shè)有旋臂轉(zhuǎn)臺(tái)，所述旋臂轉(zhuǎn)臺(tái)通過線路與轉(zhuǎn)臺(tái)控制器連接。

所述旋臂轉(zhuǎn)臺(tái)上設(shè)有接收模塊，所述接收模塊的一端與接收天線連接，另一端與控制機(jī)柜的儀器系統(tǒng)基本組件連接。

一種基于片上天線饋電的圖像同步顯示系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟：

步驟一，連接各個(gè)裝置：將顯微鏡顯示器與顯微鏡連接，探針與片上天線連接，射頻端口與控制機(jī)柜的儀器系統(tǒng)基本組件和片上天線連接，接收模塊與控制機(jī)柜的儀器系統(tǒng)基本組件連接，旋臂轉(zhuǎn)臺(tái)與轉(zhuǎn)臺(tái)控制器連接；

步驟二，根據(jù)顯微鏡顯示器上顯示的顯微鏡影像，調(diào)節(jié)探針座和顯微鏡焦距；

步驟三，根據(jù)顯微鏡顯示器上顯示的探針和片上天線之間的位置，調(diào)節(jié)探 針位置；

步驟四，根據(jù)顯微鏡上顯示的探針和片上天線饋電點(diǎn)接觸情況，遠(yuǎn)程桌面上顯示的儀器系統(tǒng)測試的駐波比曲線的變化，調(diào)節(jié)探針座Z軸；

步驟五：根據(jù)駐波比測試曲線和顯微鏡顯示器顯示的探針變化，確認(rèn)探針和片上天線之間饋電狀態(tài)，若駐波比測試曲線不變，則實(shí)現(xiàn)片上天線饋電。

所述步驟二中，調(diào)節(jié)探針座使片上天線移動(dòng)到顯示影像中心區(qū)域，調(diào)節(jié)顯微鏡焦距使被測天線清晰的顯示在影像中心；

所述步驟三中，調(diào)節(jié)探針座X軸和Y軸，使探針移動(dòng)至片上天線饋電上方，調(diào)節(jié)探針座Z軸，使探針緩慢接近探針饋電點(diǎn)，緩慢調(diào)節(jié)Z軸并緩慢下壓探針。

所述步驟四中，駐波比曲線橫軸頻率，縱軸為駐波比值。

本發(fā)明的有益效果是：

1.通過一個(gè)操作人員即可同時(shí)觀察探針和片上天線之間的位置關(guān)系及駐波測試曲線的變化，利用這兩個(gè)變化可快速實(shí)現(xiàn)對(duì)片上天線的饋電，提高饋電效率；

2.通過測試曲線的變化可判斷探針和片上天線之間的接觸狀態(tài)，確保饋電點(diǎn)的準(zhǔn)確性；

3.通過本發(fā)明提高探針饋電的準(zhǔn)確性及效率，避免操作人員因判斷失誤而造成探針的損壞，降低了測試成本。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有片上天線測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是改進(jìn)型片上天線測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3-1、3-2是探針饋電前結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4-1、4-2是探針饋電后結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明提供的基于片上天線饋電的圖像同步顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明提供的探針和片上天線饋電前示意圖；

圖7是本發(fā)明提供的探針和片上天線饋電后示意圖；

圖8是本發(fā)明提供的基于片上天線饋電的圖像同步顯示系統(tǒng)的工作方法流程圖；

其中，1.顯微鏡顯示器，2.顯微鏡，3.探針，4.片上天線，5.探針座，6.射頻 端口，7.接收天線，8.探針臺(tái)，9.接收模塊，10.旋臂轉(zhuǎn)臺(tái)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

如圖5所示，基于片上天線饋電的圖像同步顯示系統(tǒng)，包括操作間和暗室，所述的操作間內(nèi)設(shè)有控制機(jī)柜；所述的暗室內(nèi)設(shè)有顯微鏡顯示器1，用于顯示片上天線饋電的顯微圖像和駐波比測試曲線；所述的顯微鏡顯示器一側(cè)設(shè)有一個(gè)探針臺(tái)8，所述探針臺(tái)8上設(shè)有探針座5，探針座5一側(cè)設(shè)有兩個(gè)水平桿，一個(gè)水平桿上設(shè)有射頻端口6，所述射頻端口6通過射頻電纜與控制機(jī)柜的儀器系統(tǒng)基本組件連接，用于在遠(yuǎn)程桌面上顯示儀器系統(tǒng)測試的駐波比曲線；另一個(gè)水平桿的另一端設(shè)有片上天線4，所述片上天線上設(shè)有探針3，所述探針3與射頻端口6連接。

所述控制機(jī)柜內(nèi)設(shè)有儀器系統(tǒng)基本組件，該基本組件中包含有微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、毫米波控制機(jī)等進(jìn)行S參數(shù)測試毫米波擴(kuò)展必須的基本儀器；所述的儀器系統(tǒng)基本組件的下方設(shè)有主控計(jì)算機(jī)及顯示器，主控計(jì)算機(jī)及顯示器下方設(shè)有轉(zhuǎn)臺(tái)控制器。

所述的探針座5上設(shè)有XYZ軸，用于調(diào)節(jié)探針。

所述探針臺(tái)上設(shè)有一個(gè)豎直桿，豎直桿頂端安裝一個(gè)水平桿，在水平桿的另一端設(shè)有顯微鏡2，所述顯微鏡2與顯微鏡顯示屏1連接。

所述暗室底部設(shè)有旋臂轉(zhuǎn)臺(tái)10，所述旋臂轉(zhuǎn)臺(tái)10與轉(zhuǎn)臺(tái)控制器連接。

所述旋臂轉(zhuǎn)臺(tái)上設(shè)有接收模塊9，所述接收模塊9的一端與接收天線7連接，另一端與儀器系統(tǒng)基本組件連接。

如圖6至圖8所示，一種基于片上天線饋電的圖像同步顯示系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟：

步驟一，連接各個(gè)裝置：將顯微鏡顯示器與顯微鏡連接，探針與片上天線連接，射頻端口與控制機(jī)柜的儀器系統(tǒng)基本組件和片上天線連接，接收模塊與控制機(jī)柜的儀器系統(tǒng)基本組件連接，旋臂轉(zhuǎn)臺(tái)與轉(zhuǎn)臺(tái)控制器連接；

步驟二，根據(jù)顯微鏡顯示器上顯示的顯微鏡影像，調(diào)節(jié)探針座和顯微鏡焦距；

步驟三，根據(jù)顯微鏡顯示器上顯示的探針和片上天線之間的位置，調(diào)節(jié)探 針位置；

步驟四，根據(jù)顯微鏡上顯示的探針和片上天線饋電點(diǎn)接觸情況，遠(yuǎn)程桌面上顯示的儀器系統(tǒng)測試的駐波比曲線的變化，調(diào)節(jié)探針座Z軸；

步驟五：根據(jù)駐波比測試曲線和顯微鏡顯示器顯示的探針變化，確認(rèn)探針和片上天線之間饋電狀態(tài)，若駐波比測試曲線不變，則實(shí)現(xiàn)片上天線饋電。

所述步驟二中，調(diào)節(jié)探針座使被測天線移動(dòng)到顯示影像中心區(qū)域，調(diào)節(jié)顯微鏡焦距使被測天線清晰的顯示在影像中心；

所述步驟三中，調(diào)節(jié)探針座X軸和Y軸，使探針移動(dòng)至片上天線饋電上方，調(diào)節(jié)探針座Z軸，使探針緩慢接近探針饋電點(diǎn)，緩慢調(diào)節(jié)Z軸并緩慢下壓探針。

所述步驟四中，駐波比曲線橫軸頻率，縱軸為駐波比值。

本發(fā)明利用遠(yuǎn)程桌面連接功能，在測試儀器設(shè)備距離被測天線較遠(yuǎn)的情況下，也可以在近距離的顯示器上觀察到儀器測試曲線的實(shí)時(shí)變化，僅需要一名操作人員既可在操作探針臺(tái)的同時(shí)觀察到探針和儀器曲線的變化，節(jié)約了時(shí)間和空間，提高了探針饋電的效率和準(zhǔn)確率，有效避免了探針的損壞，降低了測試成本。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。