液晶移相器移相灰度曲线测试装置及方法

摘要

本发明公开了一种液晶移相器移相灰度曲线测试装置及方法，包括耦合探测结构和液晶盒，耦合探测结构包括接地探针引脚、耦合探测接地片、信号探针引脚和耦合探测辐射片，耦合探测辐射片设置在耦合探测接地片中间，接地探针引脚与耦合探测接地片连接，信号探针引脚与耦合探测辐射片连接，液晶盒设有耦合缝隙和对位标识；本发明采用可移动式耦合探测结构，实现所有或大部分液晶移相器频率响应及移相灰度测试，通过对比分析及计算，筛选出两个或以上频率的移相灰度测试结果，并计算出工作频带内任意频点的移相灰度测试结果，实现了液晶移相器高效产业化测试及计算。

权利要求

1.一种液晶移相器移相灰度曲线测试装置，其特征在于，包括耦合探测结构和液晶盒，所述耦合探测结构包括接地探针引脚、耦合探测接地片、信号探针引脚和耦合探测辐射片，所述耦合探测辐射片设置在所述耦合探测接地片中间，所述接地探针引脚与所述耦合探测接地片连接，所述信号探针引脚与所述耦合探测辐射片连接，所述液晶盒设有耦合缝隙和对位标识。

2.根据权利要求1所述液晶移相器移相灰度曲线测试装置，其特征在于，所述耦合探测辐射片上设有传输线缆。

3.根据权利要求1所述的液晶移相器移相灰度曲线测试装置，其特征在于，所述耦合探测接地片为“U”型。

4.根据权利要求1所述的液晶移相器移相灰度曲线测试装置，其特征在于，所述液晶盒包括移相器层和金属地板层，所述移相器层位于所述金属地板层上层，所述移相器层上设有移相器和耦合辐射片，所述移相器与所述耦合辐射片连接，所述金属地板层设有所述耦合缝隙和所述对位标识，所述耦合缝隙与所述耦合辐射片的位置相对应。

5.根据权利要求4所述的液晶移相器移相灰度曲线测试装置，其特征在于，所述液晶盒还包括顶层玻璃、液晶层和底层玻璃，所述液晶层位于所述移相器层和所述金属地板层之间，所述顶层玻璃位于所述移相器层上层，所述底层玻璃位于所述金属地板层下层。

6.一种液晶移相器移相灰度曲线测试方法，其特征在于，包括：将待测液晶盒固定在夹具上；

测试系统通过对位标识确定所述液晶盒的位置；

根据所述对位标识和耦合缝隙的相对位置移动耦合探测结构，使所述耦合探测结构与所述耦合缝隙精准对位；

测试系统对输入耦合探测结构输入特定频率的测试信号，并通过输出耦合探测结构测试输出信号；

对移相器加载不同电压，进行移相灰度测试。

7.根据权利要求6所述的液晶移相器移相灰度曲线测试方法，其特征在于，还包括：计算指定区域内同频率的移相灰度曲线均值；

计算所述指定区域内同频率的移相灰度曲线与所述均值的均方差；

去除所述均方差超出阈值的移相灰度曲线；

计算去除后剩余同频率的移相灰度曲线均值。

8.根据权利要求7所述的液晶移相器移相灰度曲线测试方法，其特征在于，还包括：根据公式计算出工作频段内任意频率的移相灰度曲线；

所述公式为：

其中FH为所测移相灰度曲线的高工作频点，F0为所需要计算移相灰度曲线的工作频点，ΦH为所测高工作频点时的移相灰度曲线。

9.根据权利要求6所述的液晶移相器移相灰度曲线测试方法，其特征在于，对移相器加载不同电压，进行移相灰度测试时至少测试两个以上频率时的移相灰度。

10.根据权利要求6所述的液晶移相器移相灰度曲线测试方法，其特征在于，根据所述对位标识和耦合缝隙的相对位置移动耦合探测结构，使所述耦合探测结构与所述耦合缝隙精准对位时，具体为：将所述耦合探测结构移动至所述移相器的所述耦合缝隙的正上方且确保所述耦合探测结构的探针与耦合辐射片平行；

将所述耦合探测结构向下移动至与顶层玻璃上层紧密贴合。

说明书

液晶移相器移相灰度曲线测试装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及液晶移相器技术领域，具体涉及一种液晶移相器移相灰度曲线测试装置及方法。

背景技术

[0002] 液晶相控阵天线因具有功耗小，成本低，易批量等优势成为行业热点。通常，液晶移相器由液晶材料，移相器结构及控制电极组成。控制电极加载不同的控制电压时，液晶分子相对介电常数会发生改变，进而实现移相控制。对于相控阵天线而言，移相器的频率响应曲线在天线波控系统及算法中尤为重要。频率响应曲线的产业化精确测量或者计算方法尚属空白。连续频率的频率响应曲线测量理论上无法实现，离散频率的频率测量会有测量时间与选频精度的矛盾。如何实现低选频精度与短测量时间的兼顾，成为本领域亟需解决的问题。

[0003] 对于液晶移相器的产业化频率响应曲线测试尚无完整解决方案。科研上，通常采用离散频点测试方法，及在使用工作频段内选取适当的频率点数进行频率响应曲线测试。如需使用未被测试频率响应曲线的频点作为工作频点，则就近选择已被测试频率响应曲线频点的频率响应曲线，作为近似曲线进行使用。一方面，为尽可能实现频点覆盖的全面性和频率响应曲线的准确性，需要大量测试；另一方面，离散选取的测试方法不能从根本上解决使用连续工作频率的场景，特别是对于及集成化越来越高的移相器而言，由于高度集成化带来的频率响应曲线随频率变化较大，就近选取频点进行近似的方法引入的误差越来越大。

发明内容

[0004] 为此，本发明实施例提供一种液晶移相器移相灰度曲线测试装置及方法，以解决现有技术存在的产业化液晶移相器频率响应曲线测试方法的空白及离散测试方法的不足的问题。

[0005] 为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

[0006] 第一方面，一种液晶移相器移相灰度曲线测试装置，包括耦合探测结构和液晶盒，所述耦合探测结构包括接地探针引脚、耦合探测接地片、信号探针引脚和耦合探测辐射片，所述耦合探测辐射片设置在所述耦合探测接地片中间，所述接地探针引脚与所述耦合探测接地片连接，所述信号探针引脚与所述耦合探测辐射片连接，所述液晶盒设有耦合缝隙和对位标识。

[0007] 进一步的，所述耦合探测辐射片上设有传输线缆。

[0008] 进一步的，所述耦合探测接地片为“U”型。

[0009] 进一步的，所述液晶盒包括移相器层和金属地板层，所述移相器层位于所述金属地板层上层，所述移相器层上设有移相器和耦合辐射片，所述移相器与所述耦合辐射片连接，所述金属地板层设有所述耦合缝隙和所述对位标识，所述耦合缝隙与所述耦合辐射片的位置相对应。

[0010] 进一步的，所述液晶盒还包括顶层玻璃、液晶层和底层玻璃，所述液晶层位于所述移相器层和所述金属地板层之间，所述顶层玻璃位于所述移相器层上层，所述底层玻璃位于所述金属地板层下层。

[0011] 第二方面，一种液晶移相器移相灰度曲线测试方法，包括：

[0012] 将待测液晶盒固定在夹具上；

[0013] 测试系统通过对位标识确定所述液晶盒的位置；

[0014] 根据所述对位标识和耦合缝隙的相对位置移动耦合探测结构，使所述耦合探测结构与所述耦合缝隙精准对位；

[0015] 测试系统对输入耦合探测结构输入特定频率的测试信号，并通过输出耦合探测结构测试输出信号；

[0016] 对移相器加载不同电压，进行移相灰度测试。

[0017] 进一步的，还包括：

[0018] 计算指定区域内同频率的移相灰度曲线均值；

[0019] 计算所述指定区域内同频率的移相灰度曲线与所述均值的均方差；

[0020] 去除所述均方差超出阈值的移相灰度曲线；

[0021] 计算去除后剩余同频率的移相灰度曲线均值。

[0022] 进一步的，还包括：

[0023] 根据公式计算出工作频段内任意频率的移相灰度曲线；

[0024] 所述公式为：

[0025]

[0026] 其中FH为所测移相灰度曲线的高工作频点，F0为所需要计算移相灰度曲线的工作频点，ΦH为所测高工作频点时的移相灰度曲线。

[0027] 进一步的，对移相器加载不同电压，进行移相灰度测试时至少测试两个以上频率时的移相灰度。

[0028] 进一步的，根据所述对位标识和耦合缝隙的相对位置移动耦合探测结构，使所述耦合探测结构与所述耦合缝隙精准对位时，具体为：

[0029] 将所述耦合探测结构移动至所述移相器的所述耦合缝隙的正上方且确保所述耦合探测结构的探针与耦合辐射片平行；

[0030] 将所述耦合探测结构向下移动至与顶层玻璃上层紧密贴合。

[0031] 本发明至少具有以下有益效果：本发明提供一种液晶移相器移相灰度曲线测试装置及方法，包括耦合探测结构和液晶盒，耦合探测结构包括接地探针引脚、耦合探测接地片、信号探针引脚和耦合探测辐射片，耦合探测辐射片设置在耦合探测接地片中间，接地探针引脚与耦合探测接地片连接，信号探针引脚与耦合探测辐射片连接，液晶盒设有耦合缝隙和对位标识；本发明采用可移动式耦合探测结构，实现所有或大部分液晶移相器频率响应及移相灰度测试，通过对比分析及计算，筛选出两个或以上频率的移相灰度测试结果，并计算出工作频带内任意频点的移相灰度测试结果，实现了液晶移相器高效产业化测试及计算。

附图说明

[0032] 为了更清楚地说明现有技术以及本发明，下面将对现有技术以及本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的附图。

[0033] 本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

[0034] 图1为本发明实施例提供的一种液晶移相器移相灰度曲线测试装置整体结构示意图；

[0035] 图2为本发明实施例提供的耦合探测结构示意图；

[0036] 图3为本发明实施例提供的单信号输入端口系统的测试示意图；

[0037] 图4为本发明实施例提供的全息液晶阵列天线移相灰度测试结构示意图；

[0038] 图5为本发明实施例提供的液晶移相器移相灰度曲线测试方法流程图。

[0039] 附图标记说明：

[0040] 1‑耦合探测结构；11‑输出耦合探测结构；12‑输入耦合探测结构；101‑传输线缆；102‑耦合探测接地片；103‑耦合探测辐射片；104‑信号探针引脚；105‑接地探针引脚；2‑液晶盒；21‑顶层玻璃；22‑移相器层；221‑移相器；222‑耦合辐射片；23‑液晶层；24‑金属地板层；241‑耦合缝隙；2411‑输出耦合缝隙；2412‑输入耦合缝隙；242‑对位标识；25‑底层玻璃。

具体实施方式

[0041] 为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

[0042] 在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)旨在区别指代的对象。对于具有时序流程的方案，这种术语表述方式不必理解为描述特定的顺序或先后次序，对于装置结构的方案，这种术语表述方式也不存在对重要程度、位置关系的区分等。

[0043] 此外，术语“包括”、“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于已明确列出的那些步骤或单元，而是还可包含虽然并未明确列出的但对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元，或者基于本发明构思进一步的优化方案所增加的步骤或单元。

[0044] 请参阅图1和图2，本发明的实施例提供一种液晶移相器移相灰度曲线测试装置，包括耦合探测结构1和液晶盒2，耦合探测结构1包括接地探针引脚105、耦合探测接地片102、信号探针引脚104和耦合探测辐射片103，耦合探测接地片102呈“U”型结构，耦合探测辐射片103设置在耦合探测接地片102中间，耦合探测辐射片103上设有传输线缆101；接地探针引脚105设有两个，两个接地探针引脚105与耦合探测接地片102的两端连接，信号探针引脚104与耦合探测辐射片103连接，组成完整的接地‑信号‑接地引脚结构；信号探针引脚
104连接的耦合探测辐射片103，将耦合辐射片222辐射的信号能量捕获，并将信号传输至信号探针引脚104；耦合探测接地片102通过特殊长度设计(通常为工作频率介质波长的一半)，可等效为液晶盒2内金属地板层24相同的射频属性，通过接地‑信号‑接地引脚结构实现了信号的捕获与传输。在测试中耦合探测结构1可以包含多个输入耦合探测结构11和输出耦合探测结构。

[0045] 请参阅图1，液晶盒2包括顶层玻璃21、移相器层22、液晶层23、金属地板层24和底层玻璃25，液晶层23位于移相器层22和金属地板层24之间，顶层玻璃21位于移相器层22上层，底层玻璃25位于金属地板层24下层，移相器层22上设有移相器221和耦合辐射片222，移相器221与耦合辐射片222连接，金属地板层24设有耦合缝隙241和对位标识242，耦合缝隙241与耦合辐射片22的位置相对应，耦合缝隙241包括多个输入耦合缝隙2412和多个输出耦合缝隙2411与多个输入耦合探测结构11和输出耦合探测结构精准对位。

[0046] 请参阅图3和图4，本发明提供的液晶移相器移相灰度曲线测试装置可应用在单信号输入端口系统的测试和全息液晶阵列天线移相灰度测试中。

[0047] 请参阅图5，本发明的实施例提供一种液晶移相器移相灰度曲线测试方法，包括：

[0048] S1：将待测液晶盒固定在夹具上；

[0049] 具体的，将待测液晶移相器面板固定在特制夹具平面上，确保面板水平放置，同时避免其在测试过程中产生位移。

[0050] S2：测试系统通过对位标识确定所述液晶盒的位置；

[0051] 具体的，测试系统通过液晶移相器面板上的对位标识准确找到面板位置。

[0052] S3：根据所述对位标识和耦合缝隙的相对位置移动耦合探测结构，使所述耦合探测结构与所述耦合缝隙精准对位；

[0053] 具体的，将带有传输线缆的输入输入耦合探测结构移动至需要测试的移相器的输入输出耦合缝隙的正上方且确保耦合探测结构的探针与耦合辐射片平行，将输入输入耦合探测结构向下移动至与顶层玻璃上层紧密贴合。

[0054] S4：测试系统对输入耦合探测结构输入特定频率的测试信号，并通过输出耦合探测结构测试输出信号；

[0055] 具体的，传输线缆另一端与测试仪器连通，测试仪器通过线缆对输入耦合探测结构输入特定频率的测试信号，并通过与输出耦合探测结构连接的传输线缆测试输出信号。

[0056] S5：对移相器加载不同电压，进行移相灰度测试。

[0057] 具体的，通过移相器电极加载控制电压，并确保加载的已知电压与仪器信号同步；测试完毕后，控制电机移动输入输出耦合探测结构位置，对下一个移相器进行特定频点的移相灰度。

[0058] 测试时，测试两个以上频率时的移相灰度曲线；在移动耦合探测结构时，先向上移动探测结构，再将耦合探测结构移动至下一个待测移相器的正上方，重复上述S1‑S5的步骤逐个测试各个移相器两个以上频率时的移相灰度曲线。

[0059] S6：计算指定区域内同频率的移相灰度曲线均值；

[0060] S7：计算所述指定区域内同频率的移相灰度曲线与所述均值的均方差；

[0061] S8：去除所述均方差超出阈值的移相灰度曲线；

[0062] S9：计算去除后剩余同频率的移相灰度曲线均值。

[0063] S10：根据公式计算出工作频段内任意频率的移相灰度曲线；

[0064] 所述公式为：

[0065]

[0066] 其中FH为所测移相灰度曲线的高工作频点，F0为所需要计算移相灰度曲线的工作频点，ΦH为所测高工作频点时的移相灰度曲线。

[0067] 具体的，对于液晶微带传输线形式的移相器，不妨设

[0068]

[0069] 其中，FH为所测移相灰度曲线的高工作频点，FL为所测移相灰度曲线的低工作频点，ΦH为所测高工作频点时的移相灰度曲线，ΦL为所测低工作频点时的移相灰度曲线。

[0070] F0＝FL时，Φ0＝ΦL；FH＝FL时，ΦH＝ΦL；

[0071] 因此

[0072] A＝1

[0073]

[0074] 其中，F0为所需要计算移相灰度曲线的工作频点，对于工作频带内任意频点对应移相灰度关系为：

[0075]

[0076] 由上式可知，对于液晶移相器而言，最小值需要测试两个点移相灰度曲线，即可实现工作频带内任意频点移相灰度计算。

[0077] S11：根据S6‑S10测试和计算移相器面板不同区域内任意频率的移相灰度曲线；

[0078] S12：将计算得到的所有区域任意频率的移相灰度曲线写入表格，待相控阵系统及算法控制调用。

[0079] 液晶相控阵天线系统中液晶移相器通常为组阵排布，由于生产工艺的原因，分布在不同位置的液晶移相器工艺存在偏差，如果使用单个移相器的移相灰度测试结果应用到所有移相器中，势必出现误差积累，并影响系统性能。本发明采用可移动式耦合探测结构，实现所有或大部分液晶移相器频率响应及移相灰度测试，通过对比分析及计算，筛选出两个或以上频率的移相灰度测试结果，并计算出工作频带内任意频点的移相灰度测试结果，实现连续频率的移相灰度测试结果表格，提供给相控阵系统及算法需求。

[0080] 本发明具有以下优势：

[0081] 1.产业化的可移动耦合探测结构，可实现生产线及时大范围快节拍测试；

[0082] 2.移相器面板内移相器测试方法，耦合形式的非接触时测试方法在不接触和伤害液晶移相器结构的前提下实现准确测试；

[0083] 3.移相灰度均值计算‑方差阈值选取‑更新移相灰度均值计算方法确保计算得到的移相灰度更接近实际情况；

[0084] 4.指定区域移相灰度的测试与计算是根据液晶面板实际的生产情况(液晶面板制作过程中最容易出现的工艺问题是不同区域的工艺数据实现能力不一样)，提出的测试方法，降低测试表格数据量的同时，进一步提升移相灰度结果的准确性，同时也可以根据不同区域的计算结果，反推产线工艺，给与产线工艺指导

[0085] 5.根据液晶移相器原理，理论计算并推到出工作频段内任意频点的移相灰度曲线计算公式，避免大量测试及大量测试后形成的大量数据。

[0086] 以上几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

[0087] 以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。

[0088] 上文中通过一般性说明及具体实施例对本发明作了较为具体和详细的描述。应当指出的是，在不脱离本发明构思的前提下，显然还可以对这些具体实施例作出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。