一種故障診斷近場探頭校準裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種故障診斷近場探頭校準裝置，所述近場探頭校準裝置包括用于放置PCB板的底板和探頭裝置；所述近場探頭校準裝置還包括第一傳動機構(gòu)、第二傳功機構(gòu)和第三傳動機構(gòu)，通過第一傳動機構(gòu)、第二傳功機構(gòu)和第三傳動機構(gòu)來控制探頭裝置在X、Y和Z三個方向上的精確定位。
【專利說明】一種故障診斷近場探頭校準裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及故障診斷近場探頭校準裝置領(lǐng)域，具體涉及一種故障診斷近場探頭校準裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]故障診斷近場探頭常用來檢測集成電路發(fā)出的電磁輻射信號，其測得的輻射場強E = AF+U(其中:AF為探頭系數(shù)，dB/m ；U為探頭測量的輻射電壓，dBuV)，根據(jù)掃描集成電路板上電磁輻射信號場強的大小、分布來指導(dǎo)集成電路的優(yōu)化設(shè)計、故障診斷以及整改電磁兼容的問題，因此準確測量輻射場具有重要的意義，然而探頭系數(shù)AF是影響輻射場強測量的關(guān)鍵因素，為了保證故障近場探頭測量的結(jié)果準確可靠，就需要準確校準出探頭的探頭系數(shù)。
[0003]為模擬實際測量條件，近場探頭的校準擬采用微帶線法，利用微帶線產(chǎn)生的標準場和近場探頭測量的標準場幅值電壓計算出探頭系數(shù)。由于近場探頭測量的是近場，測量的場強對近場探頭與微帶線之間的距離非常敏感，離微帶線距離越近，位置誤差對場強測量影響越大。結(jié)合近場探頭的使用方法并通過實驗研究，發(fā)現(xiàn)從微帶線表面到近場探頭尖端的距離為Imm處的位置，場強隨垂直距離變化相對平緩，而且又滿足信噪比要求，為近場探頭校準的最佳位置。為了實現(xiàn)近場探頭精確校準，且滿足探頭校準不確定度低于ldB，需要一種精確定位的校準裝置。
[0004]目前還沒有專門針對近場探頭校準用的定位支架，雖然國外有用于集成電路板電磁信號測試用的可升降掃描架，但是該掃描架采用類似帶傳動的繩傳動方式，垂直方向定位精度為0.3mm。此種掃描架不滿足近場探頭校準需要，首先，0.3mm的垂直定位精度不能滿足探頭校準要求:根據(jù)仿真結(jié)果和實測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)從微帶線表面到近場探頭尖端的距離在Omm?2_范圍內(nèi)，越靠近微帶線，位置誤差對場強測量結(jié)果的影響越大，例如:0.2mm的位置誤差導(dǎo)致場強測量值變化最大可達7dB。通過測量不確定分析評定，其中位置誤差引入的不確定度分量是一項重要組成部分，為使探頭校準不確定度低于ldB，此項不確定分量應(yīng)低于0.2dB。當微帶線表面到近場探頭尖端距離為Imm時,只有定位精度達到0.02mm才能確保場強測量值變化在0.2dB以內(nèi)，從而保證校準結(jié)果的準確性、穩(wěn)定性和重復(fù)性，現(xiàn)有的集成電路輻射測量的掃描架0.3mm的垂直定位精度遠遠不能滿足校準精度的要求，不能用于探頭校準；其次，掃描架主要材料為金屬，通過仿真分析，金屬材料反射會對校準的標準場產(chǎn)生一定的影響，當微帶線上信號越強金屬架反射的影響就越大，由于近場探頭的靈敏度較低，校準時為了滿足信噪比要求，通常注入的信號較大為OdBm。近場探頭校準主要是產(chǎn)生準確且可計算的場強作為參考標準，校準出近場探頭的探頭系數(shù)，因此在校準過程中應(yīng)最大限度減少影響標準場的因素。
[0005]針對以上問題，需要設(shè)計出一種三自由度故障診斷近場探頭校準支架，該支架可以幫助實現(xiàn)近場探頭支架滿足精確定位的要求。實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種故障診斷近場探頭校準裝置，其可以解決近場探頭在X、Y、Z三個方向上精確定位的問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種故障診斷近場探頭校準裝置，所述近場探頭校準裝置包括用于校準探頭系數(shù)的探頭裝置和用于放置PCB板的底板；
[0009]所述底板的兩側(cè)各設(shè)有一個可以沿底板邊沿滑動的豎向立柱，兩個立柱的上端通過橫梁連接；所述底板的下板面設(shè)有用于控制兩個立柱同時滑動的第一傳動機構(gòu)；
[0010]所述橫梁上設(shè)有可沿橫梁滑動的豎板，該豎板通過第二傳動機構(gòu)設(shè)置在所述橫梁上；
[0011]所述豎板上設(shè)有探頭裝置，所述豎板上還設(shè)有用于控制探頭裝置在豎板上豎向移動的第三傳動機構(gòu)。
[0012]第一傳動機構(gòu)用于控制立柱沿底板邊沿滑動，且橫梁隨立柱一起運動，進而帶動豎板以及探頭裝置運動，使探頭裝置產(chǎn)生X方向上的位移；第二傳動機構(gòu)用于控制豎板在橫梁上滑動，從而帶動豎板上的探頭裝置移動，使探頭裝置其產(chǎn)生Y方向上的位移；第三傳動機構(gòu)用于控制探頭裝置做豎向運動，從而使探頭裝置產(chǎn)生Z方向上的位移。
[0013]進一步地，所述探頭裝置下方的底板上設(shè)有用于固定PCB板的側(cè)擋板，所述側(cè)擋板可以在底板上開設(shè)的槽內(nèi)移動，從而適應(yīng)不同尺寸結(jié)構(gòu)的PCB板。
[0014]進一步地，所述第一傳動機構(gòu)包括設(shè)置在底板下板面上的第一絲杠和設(shè)在第一絲杠上的第一絲杠螺母，所述第一絲杠螺母通過連接件與兩個立柱分別固接。第一絲杠和第一絲杠螺母配合用于帶動兩個立柱同時在X方向上滑動。
[0015]進一步地，所述第二傳動機構(gòu)包括設(shè)置在橫梁上的第二絲杠和設(shè)在第二絲杠上的第二絲杠螺母，所述第二絲杠螺母與豎板固接。第二絲杠和第二絲杠螺母配合用于帶動豎板在Y方向上滑動。
[0016]進一步地，所述第三傳動機構(gòu)包括設(shè)置在豎板上的第三絲杠和設(shè)在第三絲杠上的第三絲杠螺母；所述探頭裝置與所述第三絲杠螺母固接，第三絲杠和第三絲杠螺母配合用于帶動探頭裝置在Z方向上滑動。
[0017]進一步地，所述探頭裝置包括與第三絲杠螺母固接的探頭安裝座，所述探頭安裝座通過探頭夾持器與探頭套筒連接，所述探頭套筒內(nèi)設(shè)有近場探頭。
[0018]為了方便校準不同尺寸的近場探頭，所述探頭裝置采用了可拆卸的探頭夾持器和探頭套筒，便于更換近場探頭。
[0019]進一步地，所述底板的上板面上設(shè)有水平儀，所述水平儀用于調(diào)整底板的水平度。
[0020]進一步地，所述底板的一側(cè)邊沿上設(shè)有與立柱滑動方向相同的第一標尺，所述立柱上設(shè)有與第一標尺匹配對應(yīng)的第一指針。通過第一標尺和第一指針配合用來測出近場探頭在X方向上的移動的位移。
[0021]進一步地，所述橫梁上沿豎板的滑動方向設(shè)有第二標尺，所述豎板上設(shè)有與第二標尺匹配對應(yīng)的第二指針。所述第二標尺和第二指針配合用來測出近場探頭在Y方向上的移動的位移。
[0022]進一步地，所述第三傳動機構(gòu)還包括與第三絲杠固結(jié)的第三手輪，所述第三手輪上設(shè)有刻度，所述刻度沿第三手輪的周向方向均勻設(shè)置。通過旋轉(zhuǎn)第三手輪使近場探頭產(chǎn)生Z方向的移動，根據(jù)第三手輪旋轉(zhuǎn)刻度的變化用來測出近場探頭在Z方向移動的位移。
[0023]進一步地，所述第三絲杠的導(dǎo)程為2mm，通過對第三手輪的圓周進行100等份的細分，可以使得第三手輪每旋轉(zhuǎn)一個刻度，近場探頭在Z方向上會上升或者下降0.02mm，從而使近場探頭在Z方向上的定位精度達到0.02mm。
[0024]進一步地，所述探頭安裝座、探頭夾持器、探頭套筒和側(cè)擋板的材料為聚四氟乙烯；聚四氟乙烯的介電常數(shù)為2，與空氣的介電常數(shù)接近，對標準場的影響可以忽略不計。所述底板、立柱、橫梁、豎板、第一傳動機構(gòu)、第二傳動機構(gòu)和第三傳動機構(gòu)的材料為聚甲醛，聚甲醛的介電常數(shù)為3.5，對標準場的影響非常小。
[0025]進一步地，所述第一傳動機構(gòu)、第二傳動機構(gòu)和第三傳動機構(gòu)均手動驅(qū)動定位，代替了電控定位，在驅(qū)動方式上對標準場的影響可以忽略。
[0026]本實用新型的有益效果如下:
[0027]采用本實用新型的技術(shù)方案以后，解決了以下問題:
[0028]1、本實用新型采用螺旋運動對近場探頭提供線性位移，實現(xiàn)對X、Y、Z三個方向的定位;
[0029]2、本實用新型使近場探頭在Z方向上的定位精度達到0.02mm ；
[0030]3、通過調(diào)節(jié)側(cè)擋板的位置可以適應(yīng)不同尺寸的PCB板；通過更換不同尺寸的探頭套筒可以適應(yīng)不同類型的近場探頭；
[0031]4、本實用新型各部件均采用非金屬材料，驅(qū)動方式采用手動驅(qū)動，對標準場的影響較小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0033]圖1示出本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖2示出本實用新型的主視圖。
[0035]圖3示出本實用新型圖2中沿A— A線的剖視圖。
[0036]圖4示出本實用新型的俯視圖。

【具體實施方式】
[0037]為了更清楚地說明本實用新型，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本實用新型做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本實用新型的保護范圍。
[0038]如圖1?4所示，一種故障診斷近場探頭校準裝置，所述近場探頭校準裝置包括用于放置PCB板的底板I和探頭裝置2 ；
[0039]所述底板I的兩側(cè)各設(shè)有一個可以沿底板I邊沿滑動的豎向立柱3，兩個立柱3的上端通過橫梁4連接；所述底板I的下板面設(shè)有用于控制兩個立柱3同時滑動的第一傳動機構(gòu)；所述第一傳動機構(gòu)包括固定設(shè)置在底板I下板面上的第一絲杠7和設(shè)在第一絲杠7上的第一絲杠螺母71，所述第一絲杠螺母71通過連接件72與兩個立柱3分別固接。
[0040]所述橫梁4上設(shè)有可沿橫梁4滑動的豎板5，該豎板5通過第二傳動機構(gòu)設(shè)置在所述橫梁4上；所述第二傳動機構(gòu)包括固定設(shè)置在橫梁4上的第二絲杠8和設(shè)在第二絲杠8上的第二絲杠螺母81，所述第二絲杠螺母81與豎板5固接。
[0041]所述豎板5上設(shè)有探頭裝置2，所述豎板5上還設(shè)有用于控制探頭裝置2在豎板5上豎向移動的第三傳動機構(gòu)。所述第三傳動機構(gòu)包括固定設(shè)置在豎板5上的第三絲杠9和設(shè)在第三絲杠9上的第三絲杠螺母91 ；
[0042]所述探頭裝置2與所述第三絲杠螺母91固接。
[0043]所述探頭裝置2包括與第三絲杠螺母91固接的探頭安裝座10，所述探頭安裝座10通過探頭夾持器11與探頭套筒12連接，所述探頭套筒12內(nèi)設(shè)有近場探頭13。
[0044]進一步地，所述第一絲杠7、第二絲杠8、第三絲杠9上分別設(shè)有第一手輪73、第二手輪83、第三手輪93。通過旋轉(zhuǎn)第一手輪73帶動第一絲杠7轉(zhuǎn)動，進而帶動立柱3運動，從而使近場探頭13在X方向產(chǎn)生位移；通過旋轉(zhuǎn)第二手輪83帶動第二絲杠8轉(zhuǎn)動，進而帶動豎板5運動，從而使近場探頭在Y方向產(chǎn)生位移；通過旋轉(zhuǎn)第三手輪93帶動第三絲杠9轉(zhuǎn)動，進而帶動近場探頭13上下運動，使近場探頭13在Z方向產(chǎn)生位移。
[0045]所述底板I的一側(cè)邊沿上設(shè)有與立柱3滑動方向相同的第一標尺15，所述立柱3上設(shè)有與第一標尺15匹配對應(yīng)的第一指針。所述第一標尺15和第一指針配合用來測出近場探頭13在X方向上的移動的位移。
[0046]所述橫梁4上沿豎板5的滑動方向設(shè)有第二標尺16，所述豎板5上設(shè)有與第二標尺16匹配對應(yīng)的第二指針。所述第二標尺16和第二指針配合用來測出近場探頭13在Y方向上的移動的位移。
[0047]所述第三手輪93上設(shè)有刻度，所述刻度沿第三手輪93的周向方向均勻設(shè)置。通過旋轉(zhuǎn)第三手輪93使近場探頭13在Z方向的移動，根據(jù)第三手輪93旋轉(zhuǎn)刻度的變化用來測出近場探頭13在Z方向移動的位移。
[0048]所述探頭裝置2下方的底板I上設(shè)有用于固定PCB板的側(cè)擋板6，所述側(cè)擋板6可以在底板I上開設(shè)的槽61內(nèi)移動，用來適應(yīng)不同尺寸結(jié)構(gòu)的PCB板。
[0049]所述底板I的上板面上設(shè)有水平儀14，用來調(diào)整底板I的水平度。
[0050]所述探頭安裝座10、探頭夾持器11、探頭套筒12和側(cè)擋板6的材料為聚四氟乙烯；所述底板1、立柱3、橫梁4、豎板5、第一傳動機構(gòu)、第二傳動機構(gòu)和第三傳動機構(gòu)的材料為聚甲醛。
[0051]所述第一傳動機構(gòu)、第二傳動機構(gòu)和第三傳動機構(gòu)均手動驅(qū)動定位，代替了電控定位，在驅(qū)動方式上對標準場的影響可以忽略。
[0052]第三絲杠9的導(dǎo)程為2mm，通過將Z方向上的第三手輪93的圓周進行100等份的細分，可以使得Z方向上的第三手輪93每旋轉(zhuǎn)一個刻度，近場探頭13將上升或者下降
0.02mm。
[0053]本實用新型在具體實施時，將近場探頭13插入探頭套筒12，再將探頭套筒12通過探頭定位螺釘固定在探頭夾持器11上，然后分別調(diào)整X方向上的第一手輪73和Y方向上的第二手輪83將近場探頭13調(diào)整到PCB板的中央位置，然后調(diào)整Z方向上的第三手輪93將近場探頭13尖端接觸上PCB板上的微帶線，即此時近場探頭13的尖端與PCB板上的微帶線表面的距離為0，記錄此時Z方向上的第三手輪93指示的刻度值，然后將Z方向上的第三手輪93沿著近場探頭13上升的方向旋轉(zhuǎn)50個刻度，此時近場探頭13尖端距PCB板上的微帶線的距離為1mm。
[0054]顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本實用新型的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之列。
【權(quán)利要求】
1.一種故障診斷近場探頭校準裝置，其特征在于:所述近場探頭校準裝置包括用于校準探頭系數(shù)的探頭裝置(2)和用于放置PCB板的底板(I)； 所述底板(I)的兩側(cè)各設(shè)有一個可以沿底板(I)邊沿滑動的豎向立柱(3)，兩個立柱(3)的上端通過橫梁(4)連接；所述底板(I)的下板面設(shè)有用于控制兩個立柱(3)同時滑動的第一傳動機構(gòu)； 所述橫梁(4)上設(shè)有可沿橫梁(4)滑動的豎板(5)，該豎板(5)通過第二傳動機構(gòu)設(shè)置在所述橫梁(4)上； 所述豎板(5)上設(shè)有探頭裝置(2)，所述豎板(5)上還設(shè)有用于控制探頭裝置(2)在豎板(5)上豎向移動的第三傳動機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種故障診斷近場探頭校準裝置，其特征在于:所述探頭裝置(2)下方的底板(I)上設(shè)有用于固定PCB板的側(cè)擋板￠)，所述側(cè)擋板(6)可以在底板(I)上開設(shè)的槽(61)內(nèi)移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種故障診斷近場探頭校準裝置，其特征在于:所述第一傳動機構(gòu)包括設(shè)置在底板(I)下板面上的第一絲杠(7)和設(shè)在第一絲杠(7)上的第一絲杠螺母(71)，所述第一絲杠螺母(71)通過連接件(72)與兩個立柱(3)分別固接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種故障診斷近場探頭校準裝置，其特征在于:所述第二傳動機構(gòu)包括設(shè)置在橫梁(4)上的第二絲杠(8)和設(shè)在第二絲杠(8)上的第二絲杠螺母(81)，所述第二絲杠螺母(81)與豎板(5)固接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種故障診斷近場探頭校準裝置，其特征在于:所述第三傳動機構(gòu)包括設(shè)置在豎板(5)上的第三絲杠(9)和設(shè)在第三絲杠(9)上的第三絲杠螺母(91)； 所述探頭裝置(2)與所述第三絲杠螺母(91)固接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種故障診斷近場探頭校準裝置，其特征在于:所述探頭裝置(2)包括與第三絲杠螺母(91)固接的探頭安裝座(10)，所述探頭安裝座(10)通過探頭夾持器(11)與探頭套筒(12)連接，所述探頭套筒(12)內(nèi)設(shè)有近場探頭(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種故障診斷近場探頭校準裝置，其特征在于:所述底板(I)的上板面上設(shè)有水平儀(14)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種故障診斷近場探頭校準裝置，其特征在于:所述底板(I)的一側(cè)邊沿上設(shè)有與立柱(3)滑動方向相同的第一標尺(15)，所述立柱(3)上設(shè)有與第一標尺(15)匹配對應(yīng)的第一指針； 所述橫梁(4)上沿豎板(5)的滑動方向設(shè)有第二標尺(16)，所述豎板(5)上設(shè)有與第二標尺(16)匹配對應(yīng)的第二指針。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種故障診斷近場探頭校準裝置，其特征在于:所述探頭安裝座(10)、探頭夾持器(11)和探頭套筒(12)的材料為聚四氟乙烯；所述底板(I)、立柱(3)、橫梁(4)、豎板(5)、第一傳動機構(gòu)、第二傳動機構(gòu)和第三傳動機構(gòu)的材料為聚甲醒。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種故障診斷近場探頭校準裝置，其特征在于:所述第三傳動機構(gòu)還包括與第三絲杠(9)固結(jié)的第三手輪(93)，所述第三手輪(93)上設(shè)有刻度，所述刻度沿第三手輪(93)的周向方向均勻設(shè)置。
【文檔編號】G01R35/00GK203950027SQ201420390453
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】劉星汛, 黃承祖, 董佳, 馬蔚宇, 康寧, 余璨譯, 閆旭紅 申請人:北京無線電計量測試研究所