专利名称：非接触式环形探头的制作方法
技术领域：
本发明涉及非接触式测量系统所用的非接触式环形探头(contactless loop probe)，所述探头用于以非接触的方式耦合出RF信号，如权利要求1的前序部分所述的那 样，该探头具有至少一个耦合结构；和至少一个第一信号导体或波导(guide)，该第一信 号导体或波导通过第一换接部(first transition)电连接到耦合结构并且通过第二换接 部电连接到用于电连接到所述测量系统的输出端。
背景技术：
例如根据下面的文献已知用于检测干扰发射(interfering emission)的非 接触式环形测量探头的应用，特别是在电磁兼容(EMC)领域中的应用由H. Whiteside、 R. W. P. King在 1964年 5 月出版的《IEEE Transactions on Antennas and Propagation》第 12 卷第 3 期第四1-297 页发表的“The loop antenna as a probe”;由 Μ. Kanda 在 1984 年 8 月出片反白勺〈〈IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility》第 26 卷第 3 期第 102-110 页发表的"An electromagnetic near-field sensor for simultaneous electric and magnetic-field measurements，，；或者由 Μ. Ε. G. Upton> Α. C. Marvin 在 1993 年 2 月出 版的〈〈IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility〉〉第 35 卷第 1 期第 96-98 页发表的“ Improvements to an electromagnetic near-field sensor for simultaneous electric and magnetic field measurements，，。另外，例如根据下面的文献已知环形探头在定向耦合器的生产中的应 用由 K.W.Wagner 在 1914 年出版的《Elektronische Zeitschrift》第 35 卷第 639-643^677-680^705-708 MR^ 白勺 “Induktionswirkung von Wanderwellen in Nachbarleitungen"[Inductive effect of travelling waves on neighbouring lines]； 由 P. P. Lombardini、R. F. Schwartz、P. J. Kelly 在 1956 年 10 月出版的《IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques》第 4 卷第 4 期第 M4-239 页发表的“Criteria for the design of loop-type directional couplers for the L band，，；由 B· Maher 在 1961 年 7 月出片反的〈〈IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques))第 9 卷第 4 期第 362-363 页发表的 “An L-band loop-type coupler，，；由 F. De Groote、J. Verspecht、 C. Tsironis、D. Barataud 禾口 J. -P. Teyssier 在 2005 年 10 月出片反的《European Microwave Conference》第1卷第4页及后续页面中发表的“An improved coupling method for time domain load-pull measurements，，;或者由 K. Yhland、J. Stenarson 在 2006 年 6 月的 第65届ARFTG(自动化射频会议组织)的会议录的第201-205页发表的“Noncontacting measurement of power in microstrip circuits”。定向華禹合器是一禾中四端 口装置 (four-port device)，其通常包括彼此耦合的两条线。定向耦合器的作用是分离线上的前 向波(forward wave)禾口反向波(backward wave) 0例如根据下面的文献可知，在EMC技术中使用并且用于检定电子部件是纯感应 探头(purely inductive probe)或者纯容性探头(purely capacitive probe),而不是环形探头由T. Zelder. H. Eul在2006年9月于英国曼彻斯特举行的第36届欧洲微波会 议的会议录中的第 478-481 页发表的“Contactless network analysis with improved dynamic range using diversity calibration，，；由 T. Zelder、H. Rabe、H. Eul 在 2007 年 出片反的〈〈Advances in Radio Sciences-Kleinheubacher Berichte 2006》第 5 卷发表的 “Contactless electromagnetic measuring system using conventional calibration algorithms to determine scattering parameters，，； 由 Τ. Zelder Λ I. Rolfes、H. Eul 在 2007 年出片反的《Advances in Radio Sciences-Kleinheubacher Berichte》第 5 卷发表的"Contactless vector network analysis using diversity calibration with capacitive and inductive coupled sources，，；或者由 J· Stenarson、K· Yhland、 C. Wingqvist 在 2001 年 12 月出片反的《IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques))第 49 卷第 12 期第 2567-2572 页所发表的 “An in-circuit noncontacting measurement method for S-parameters and power in planar circuits，，。一种用于分离前向波和反向波的可能的耦合结构是环型定向耦合器，在如下文献 中说明了该定向耦合器由P. P. Lombardini、R. F. khwartz和P. J. Kel Iy在1956年10月出 片反白勺〈〈IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques〉〉第4卷第4其月第234—239 页中发表的"Criteria for the design of loop-type directional couplers for the L band，，；以B. Maher $ 1961 $ 7 月出片反的《IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques》第 9 卷第 4 期第 362-363 页中发表的“An L-band loop-type coupler”。 环型定向耦合器包括布置在波导(waveguide)上方或者布置在波导中的导体或波导环。任 意所期望的类型的波导可以用在该情况中，比如中空波导、平面带状线或者同轴线。环型定 向耦合器有各种用途。例如，在2005年F. De Groote等(参见前面所引用的文献)使用环 型定向耦合器作为非接触式测量系统的部件，以及在2006年％land等(参见前面所引用 的文献)使用环形定向耦合器作为非接触式测量系统的部件。嵌入在复杂电路中的电子部件的散射参数(scattering parameter)能够通过非 接触式矢量网络分析来确定。这在例如2007年10月在德国慕尼黑举办的第37届欧洲微 波会议的会议录的第246-249页发表的“Contactless network analysis system for the calibrated measurement of the scattering parameters of planar two-port devices" 中进行了描述。与通过接触进行分析的传统的网络分析方法相比，网络分析仪的内部定向 耦合器被非接触式近场测量探头所代替，其中所述探头直接连接到分析仪的矢量测量点。为利用非接触式的、通常为矢量式的测量系统来确定待测装置(DUT)的散射参 数，使用感应耦合结构和/或容性耦合结构。测量探头被布置在待测装置的信号线上方的 电磁近场(electromagnetic near field)中。利用这些耦合结构所确定的是直接连接到 待测装置的信号线中的电流和/或电压。替代地，另外测量的是信号线上的前向波和反向 波，在该情况中，然后使用定向耦合器、特别地使用环型耦合器作为耦合结构以将这两种波 彼此分离。为测量散射参数，以与接触式网络分析中相同的方式使用传统的校准方法，例如 使用 TRL 方法(由 G. F. Engen 和 C. A. Hoer 在 1979 年 12 月出版的《IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques))!! 12987-993 M^^W"Thru-reflect-line An improved technique for calibrating the dual six-port automatic network analyzer" ) 0
在非接触式矢量网络分析中，对于待进行测量的未知待测装置的各端口，需要至 少一个测量探头，例如导体或波导环或两个容性探头。所使用的例如是由同轴半刚性线 生产出的非接触式导体环(见 F. De Groote, J. Verspecht, C. Tsironis, D. Barataud 和 J. "P. Teyssier在2005年10月的欧洲微波会议的会议录的第1卷第4页和后续页中发表 的 “An improved coupling method for time domain load-pull measurements”，以及 K. %lmd、J. Stenarson在2006年6月的第65届ARFTG会议的会议录的第201-205页发 表的 “Noncontacting measurement of power in microstrip circuits，，)。在非接角虫式 测量系统中作为替代方案使用的是单容性探头(见τ. Zelder, H. Eul在2006年9月在英 国曼彻斯特举行的第36届欧洲微波会议的会议录的第478-481页中发表的“Contactless network analysis with improved dynamic range using diversity calibration，，，以及 Τ· Zelder、H· Rabe、H· Eul 在 2007 年出片反的〈〈Advances in Radio Science-Kleinheubacher Berichte 2006》第 5 卷发表的“Contactless electromagnetic measuring system using conventional calibration algorithms to determine scattering parameters，，)。下 列文献中的测量系统通过容性探头和感应探头的组合而生产出T. Zelder. I. Rolfes. H. Eul ^ 2007 ^djlKW ((Advances in Radio Science-Kleinheubacher Berichte 2006)) 第 5 卷发表的"Contactless vector network analysis using diversity calibration with capacitive and inductive coupled probes，，；以及由 J· Stenarson、K. YhlandΛ C. Wingqvist 在 2001 年 12 月出片反的《IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques))第 49 卷第 12 期的第 2567-2572 页发表的 “An in-circuit noncontacting measurement method for S-parameters and power in planar circuits，，。T. Zelder 等 (参见前面所引用的文献)中的探头的特别的特征在于它们与信号线一起在相同的基板上 生产出。尽管非接触式矢量网络分析具有能够以非接触的方式检定部件的特性的潜在能 力，但迄今还未以非接触的方式测量嵌入在电路中的RF部件或微波部件的散射参数。迄 今为止，非接触式探头在校准期间或校准之后的位置不发生变化，但如果要在电路中进行 测量，所述位置变化是必须的。在 T. Zelder, B. Geek、Μ. Wollitzer, I. Rolfes 和 H. Eul 在2007年10月于德国慕尼黑举行的第37届欧洲微波会议的会议录中的第246-249页 发表的"Contactless network analysis system for the calibrated measurement of the scattering parameters of planar two-port devices，，中，米用伪角虫式量 (pseudo-contactless measurement)对未知的嵌入式双端口装置的特性进行检定。在该情 况中，伪非接触式测量是指使用印刷的耦合结构，而不是完全的非接触式探头。
发明内容
本发明的目的在于改进上述类型的非接触式环形探头的电气特性。根据本发明通过上述类型的非接触式环形探头实现该目的，其中所述非接触式环 形探头具有权利要求1的特征部分所给出的特征。在其它权利要求中说明了本发明的优选 实施方式。在上述类型的非接触式环形探头中，根据本发明，提供一种耦合结构，其采用具有 至少一个信号导体或波导和至少一个参考导体或波导的RF波导的形式。
这具有如下的优点可以获得具有受控的阻抗的非接触式环形探头，由此允许获 得高的定向衰减并且产生较少的鞘波(sheath wave)，与非阻抗受控的测量探头相比，根 据本发明的非接触式环形探头能够更为令人满意地限定用于分析的目的，并且截止频率更 高。由于受控的、特别是阻抗受控的信号导体或波导和参考导体或波导的组合，射频电磁波 的传播发生在耦合结构的区域中。耦合结构、第一换接部、第一信号导体或波导、第二换接部和输出端通常设计成 如下方式的阻抗受控使得它们具有彼此匹配的阻抗，从而能够实现高的输入回波损耗 (input return loss)禾口高的方向效应。在优选实施方式中，耦合结构采用平面带状线或共面线的形式，其中信号导体或 波导采用第一平面导体的形式，而参考导体或波导采用第二平面导体的形式。在替代实施方式中，耦合结构采用如下的同轴线的形式该同轴线具有中央导体 形式的信号导体或波导以及外部导体形式的参考导体或波导，其中所述外部导体具有至少 一个开口，中央导体通过所述开口露出。所述至少一个开口包括至少一个矩形开口、至少一 个椭圆形开口和/或至少一个圆形开口。在这种情况下，所述至少一个开口被形成为在耦 合结构的所有部位，当观察横截面时，耦合结构的至少部分周边被外部导体包围。通过该方 式实现耦合结构与外场的耦合。所述至少一个开口包括例如至少一个矩形开口、至少一个 椭圆形开口和/或至少一个圆形开口。在另一个替代实施方式中，耦合结构采用如下的中空波导的形式该中空波导具 有外部波导形式的参考导体或波导以及所述外部波导内部的腔体形式的信号导体或波导， 其中外部波导具有至少一个开口，所述腔体通过该开口露出。所述至少一个第一信号导体或波导通常采用RF信号线的形式，并且特别地采用 同轴线、平面带状线、共面线或者中空波导的形式。取决于所述耦合结构的特性及两个至少两个信号导体或波导的特性，第一换接部 和/或第二换接部采用平面换接部、同轴换接部、共面换接部、中空波导换接部、平面-同轴 换接部、平面-中空波导换接部、同轴-中空波导换接部、共面-同轴换接部、共面-中空波 导换接部或者平面-共面换接部的形式。在一个优选实施方式中，耦合结构具有两个端部，一个端部电连接到所述第一信 号导体或波导，而另一端部电连接到终端电阻。在一个替代实施方式中，耦合结构具有均电连接到第一信号导体或波导的两个端 部。有用地，至少一个输出端采用RF信号线的形式，并且特别地采用同轴线、平面带 状线、共面线或者中空波导的形式。在一个优选实施方式中，设置两个以上的耦合结构，每两个耦合结构通过第二信 号线和相应的第一换接部被电连接在一起。至少一个第二信号线通常采用RF信号线的形式，并且特别地采用同轴线、平面带 状线、共面线或者中空波导的形式。为能够将环形探头布置成靠近发射电磁近场的导体并布置在距离所述导体的受 控的距离处，另外设置有用于确定耦合结构距发射近场的导体或波导的距离的装置。用于确定所述距离的所述装置例如包括光学距离传感器、电子距离传感器、机械式距离传感器和/或机电式距离传感器。为以受控的方式在三维上将环形探头布置成接近发射电磁近场的导体或波导，另 外设置有用于确定环形探头的空间位置的装置。用于确定环形探头的空间位置的所述装置例如是图像传感器。环形探头例如具有壳体，为避免鞘波，所述壳体优选地覆盖有铁氧体材料或者吸 收性材料。作为可选方案，壳体可以具有安装部，用于将壳体紧固到所述测量系统。壳体优 选地由金属、塑料材料或吸收性材料制成。在优选实施方式中，第一换接部和/或第二换接部采用软钎焊(solder)的电连 接、硬钎焊(braze)的电连接、无钎料焊接(weld)的电连接或者粘结的电连接的形式。为改进动态测量特性，环形探头另外具有放大耦合出的信号用的测量放大器。在优选实施方式中，环形探头另外具有用于对所述环形探头进行空间定位的定位 装置，由此使得环形探头能够在空间中的至少一个方向上移位。所述定位装置例如具有至 少一个定位电机，并且特别地具有步进电机。
下面将参考附图详细说明本发明。在附图中图1是根据本发明的非接触式环形探头的优选实施方式的立体图。图2是图1中所示的非接触式环形探头的局部剖切图。图3是图1中所示的非接触式环形探头的耦合结构的放大图。图4是平面线形式的耦合结构的第一优选实施方式的示意图。图5是平面线形式的耦合结构的第二优选实施方式的示意图。图6是同轴线形式的耦合结构的第三优选实施方式的侧视图。图7是图6中所示的耦合结构的第三优选实施方式的平面图。图8是图6中所示的耦合结构的第三优选实施方式的另一个侧视图。图9示出了形成于图6中所示的耦合结构的外部导体中的开口的第一优选实施方 式。图10示出了形成于图6中所示的耦合结构的外部导体中的开口的第二优选实施 方式。图11示出了形成于图6中所示的耦合结构的外部导体中的开口的第三优选实施 方式。图12是同轴线形式的耦合结构的第四优选实施方式的立体图。图13是同轴线形式的耦合结构的第五优选实施方式的立体图。图14是同轴线形式的耦合结构的第六优选实施方式的立体图。
具体实施例方式图1至图3中作为示例示出的根据本发明的非接触式环形探头的优选实施方式包 括耦合结构10、均连接至耦合结构10的一端的两个第一信号导体或波导12以及连接至相 应的一个第一信号导体或波导12的两个输出端14，该非接触式环形探头用于以非接触的 方式为非接触式测量系统耦合出来自信号导体或者波导(未示出)的RF信号。下文中，耦合结构10的两个端部将称为“第一端口(port) 16”(图4、图5)和“第二端口 18” (图4、 图5)。端口 16、18与第一信号导体或波导12之间的电连接由相应的第一换接部20实现， 而第一信号导体或波导12与输出端14之间的电连接由相应的第二换接部22实现。全部 的上述部件都被布置于环形探头的壳体观上或者布置在环形探头的壳体观中。根据本发明，耦合结构10采用具有至少一个信号导体或波导对和至少一个参考 导体或波导26的RF波导的形式。耦合结构10、第一换接部20、第一信号导体或波导12、第二换接部22和输出端14 都具有彼此匹配的阻抗，由此能够实现高的定向衰减。因此，根据本发明的非接触式环形探 头是阻抗受控的。图4和图5中所示的是平面线形式的耦合结构的两个示意性实施方式。该平面线 包括中央导体M和外部导体沈，所述中央导体M和外部导体26分别终止于第一端口 16 和第二端口 18。图6至图8示出了耦合结构10的替代实施方式。在该情况中，耦合结构10采用具 有中央导体30和外部导体32的同轴导体的形式。在外部导体中形成用作耦合槽(coupling slot)的矩形开口 34，由此使中央导体30在开口 34的区域中露出。图9至图11示出了开 口 34的各种实施方式，其中开口的形式可以是矩形(图9)或者椭圆形(图10)，或者开口 甚至可以包括多个独立的开口，例如图11中示出了采用多个圆形开口 34的示例。图12至图14示出了在外部导体32中具有开口 34的同轴线形式的耦合结构10 的各种实施方式，其中开口 34靠近信号线36布置以耦合出沿信号线36行进的信号。所述非接触式环形探头被应用在非接触式测量系统中，例如用于非接触式矢量网 络分析。为此，环形探头被布置在电信号线36的电磁近场中(图12至图14)。环形探头与 信号线36 —起形成耦合器(coupler)。信号线36的电磁场的一部分被环形探头耦合出并 传输到环形探头的输出端口 16、18。根据本发明的非接触式环形探头是阻抗受控的。相对 于非阻抗受控型探头，阻抗受控型环形探头具有一定的优点。在这些优点中，与非阻抗受控 型测量探头的情况相比，可以实现高的定向衰减，并产生更少的鞘波，所述探头能够更为令 人满意地被限定用于分析目的，并且截止频率更高。阻抗受控是指测量探头被优化为具有 低的反射和高的定向衰减，即，阻抗受控型环形探头具有低的插入损耗(insertion loss)。 阻抗受控型耦合结构10实际上可以具有任意所期望的形状。图6至图14中所示的同轴非接触式环形探头采用被屏蔽的、阻抗受控的、同轴近 场测量探头的形式。该探头包括具有限定的耦合槽34或者限定的耦合孔34的同轴线30、 32。在图9至图11中示出了不同的耦合几何形状的示例。同轴非接触式环形探头在RF或 者微波线36的近场中被用作耦合器。从与同轴线的中央导体30的组合来看，单个或多个 耦合开口 34的尺寸可以形成为使得同轴非接触式环形探头(测量探头)在第一端口 16和 第二端口 18之间具有高的功率传输，而又具有低的反射率，即与中央导体30在同轴线的其 余部分中的几何形状相比，可以修改中央导体30在耦合开口 34中的几何形状。整个测量 探头具有感应和容性耦合特性，并用作环形耦合器。在传统的、非阻抗受控型环形耦合器中，耦合结构包括一个或者两个同轴导体， 该同轴导体具有连续的或者连接的中央导体。为能够耦合至第二线，同轴线的外屏蔽部 (screen)(外部导体)被完全移除。这使得在线中产生波不连续(wave discontinuity),进而产生反射。在图6至图8中示出的环形耦合器的情况中，从同轴的屏蔽部32仅移除或 切除窗部34，由此如果波向第一端口 16或者第二端口 18输送，则仅产生低的反射。通过改 变中央导体的几何形状，能够更进一步地最小化这些反射。在图12至图14中示出了各种 实施方式。可选地，在阻抗受控型环形探头的情况中，同轴线可以被吸收性壳体围绕。在图1至图3中所示的阻抗受控型环形探头的情况中，耦合结构10采用如下的平 面的、阻抗受控的双线环的形式具有换接(transition)至两个平面共面线的阻抗受控的 换接部，所述两个平面共面线反过来借助于阻抗受控的换接部被连接至两个同轴线12。双 线环10的形状可以是所期望的任意形状。在图4和图5中示出了两个不同的形状的示例。耦合结构被设计成可以从波导36 (至DUT的输入线)耦合出电磁波。耦合结构10 具有至少两个另外的、耦合至所述耦合结构10的波导12。连接至耦合结构10的波导12通 常配置有波换接部14，以将所述探头连接至测量系统或者连接至复杂的终端阻抗。以示例 方式示出的探头由此包括至少一个耦合结构10，所述耦合结构10具有至少两个波导12和 两个换接部14，全部这些部件一起被设计成是阻抗受控的。阻抗受控是指在能量(power) 被输送到耦合结构10的任意所期望的波导中时，如果全部其它的波导端接有受控阻抗，则 仅有非常小量的能量被反射，并实现高的定向衰减。除连接到两个波导12之外，耦合结构10还可以以阻抗受控的方式连接到多个波 导12，即环形探头可以具有两个以上的输出端14。在优选实施方式中，测量探头仅具有一个输出端14、耦合结构10或者端口 16、18 中在测量探头的壳体观内具有阻抗受控的端子的一个端口。环形探头还可以具有一个以上的阻抗受控的耦合结构10。各个耦合结构10然后 通过阻抗受控的波导或者第二信号导体或波导连接在一起。一个以上的环形探头可以收纳在共用的壳体观内，并且例如，如果将耦合结构10 电磁耦合到测量基板上的另外的波导36，则生产出非接触式的阻抗受控的双定向耦合器 (twin direction coupler)。测量探头可以包括检测距离的装置(传感器)。可以设想各种传感器光学传感 器、电子传感器、机械式传感器、机电式传感器等。距离信息可通过电的方式、机械的方式、 光学的方式或者声学的方式传送到测量系统。可选地，阻抗受控型非接触式环形探头可以另外包括传感器，通过该传感器可以 确保精确的空间三维定位。这些传感器包括例如通过图案识别处理来检测位置标识的小型 摄像机。利用这些传感器可以实现探头的自动定位。为抑制鞘波，外壳体覆盖有铁氧体材料和/或吸收性材料。阻抗受控型非接触式环形探头可以具有任意所期望的形状，并且可以包括各种波 导，比如中空波导、同轴导体、平面线。对耦合的几何形状进行优化，以在环形探头耦合到另一个波导时实现低的反射 (阻抗受控)和高的定向衰减，所述另一个波导例如是中空波导、同轴波导或者平面线。壳体观的几何形状可以是任意所期望的形式。当耦合结构采用平面形式时，各个平面线通过例如(连接)线(Oxmd)Wire)被电 连接。阻抗受控型环形探头优选地应用的领域是计量技术领域和EMC技术领域，并用于定向耦合器的生产。如图1和图2所示，测量探头的壳体观可以具有安装部，用于将所述测量探头紧 固到测量系统或者紧固在测量系统中。耦合结构10和波导12之间的第一换接部20可以是任意所期望的形状，其中所述 第一转换部20总是阻抗受控的。换接部例如被软钎焊、硬钎焊、无钎料焊接或者粘结。为改进动态测量特性，耦合出的信号借助于测量放大器被放大。为此，放大器设置 在阻抗受控型环形探头中，例如设置在连接到耦合结构10的各个波导12中。该放大器也 是阻抗受控的，即，放大器的阻抗与探头的输入阻抗匹配，由此具有低的输入反射和高的定 向衰减。因此，所述探头是有源测量探头。在本发明的优选优化示例中，非接触式环形探头与定位装置组合，并且所述探头 由此能够在所有的方向上移位或者仅在一个或者两个方向上移位。该定位装置可以整合 在探头保持件中或者整合在壳体观中，或者可以通过安装部连接到环形探头或者壳体观。 该定位装置可以被手动操作和/或可以通过电机操作。因此，该定位装置可以是有源的或 者无源的定位装置。探头和测量基板之间的距离例如可以通过所述定位装置来设置或者调 节。所述定位装置可以包括控制用的控制线。
权利要求
1.一种用于非接触式测量系统的非接触式环形探头，用于以非接触的方式耦合出RF 信号，所述环形探头具有至少一个耦合结构(10)和至少一个第一信号导体或波导(12)，所 述第一信号导体或波导(12)通过第一换接部00)电连接到所述耦合结构(10)并且通过 第二换接部0 电连接到输出端(14)，所述输出端(14)用于电连接到所述测量系统，所述 环形探头的特征在于，所述耦合结构(10)采用具有至少一个信号导体或波导04 ；30)和至 少一个参考导体或波导06;32)的RF波导的形式。
2.根据权利要求1所述的非接触式环形探头，其特征在于，所述耦合结构(10)、所述第 一换接部(20)、所述第一信号导体或波导(12)、所述第二换接部0 和所述输出端(14) 以如下的方式被设计为阻抗受控它们具有能够获得高的输入回波损耗和高的方向效应的 彼此匹配的阻抗。
3.根据权利要求1或2所述的非接触式环形探头，其特征在于，所述耦合结构(10)采 用平面带状线或共面线的形式，其中所述信号导体或波导采用第一平面导体04)的形式， 而所述参考导体或波导采用第二平面导体06)的形式。
4.根据权利要求1或2所述的非接触式环形探头，其特征在于，所述耦合结构(10)采 用如下的同轴线的形式该同轴线具有中央导体(30)形式的信号导体或波导和外部导体 (32)形式的参考导体或波导，其中所述外部导体(3 具有至少一个开口(34)，所述中央导 体(30)通过所述开口(34)露出。
5.根据权利要求4所述的非接触式环形探头，其特征在于，所述至少一个开口(34)包 括至少一个矩形开口、至少一个椭圆形开口和/或至少一个圆形开口。
6.根据权利要求4或5所述的非接触式环形探头，其特征在于，所述至少一个开口 (34)被形成为在所述耦合结构的所有部位，当观察横截面时，所述耦合结构的至少部分 周边被外部导体(32)包围。
7.根据权利要求1或2所述的非接触式环形探头，其特征在于，所述耦合结构(10)采 用如下的中空波导的形式该中空波导具有外部波导形式的参考导体或波导和所述外部波 导内部的腔体形式的信号导体或波导，其中所述外部波导具有至少一个开口，所述腔体通 过所述开口露出。
8.根据前述权利要求中的至少一项所述的非接触式环形探头，其特征在于，所述至少 一个第一信号导体或波导(12)采用RF信号线的形式，并且特别地采用同轴线、平面带状 线、共面线或者中空波导的形式。
9.根据前述权利要求中的至少一项所述的非接触式环形探头，其特征在于，所述第一 换接部OO)和/或所述第二换接部0 采用平面换接部、同轴换接部、共面换接部、中空 波导换接部、平面-同轴换接部、平面-中空波导换接部、同轴-中空波导换接部、共面-同 轴换接部、共面-中空波导换接部或者平面-共面换接部的形式。
10.根据前述权利要求中的至少一项所述的非接触式环形探头，其特征在于，所述耦合 结构(10)具有两个端部(16、18)，一个端部(16)电连接到所述第一信号导体或波导(12)， 而另一端部(18)电连接到终端电阻或阻抗。
11.根据权利要求1-9中的至少一项所述的非接触式环形探头，其特征在于，所述耦合 结构(10)具有均电连接到第一信号导体或波导(12)的两个端部(16、18)。
12.根据前述权利要求中的至少一项所述的非接触式环形探头，其特征在于，至少一个输出端(14)采用RF信号线的形式，并且特别地采用同轴线、平面带状线、共面线或者中空 波导的形式。
13.根据前述权利要求中的至少一项所述的非接触式环形探头，其特征在于，设置两个 以上的耦合结构(10)，每两个耦合结构(10)通过第二信号线和相应的第一换接部00)被电连接在一起。
14.根据权利要求13所述的非接触式环形探头，其特征在于，至少一个第二信号线采 用RF信号线的形式，并且特别地采用同轴线、平面带状线、共面线或者中空波导的形式。
15.根据前述权利要求中的至少一项所述的非接触式环形探头，其特征在于，另外设置 有用于确定所述耦合结构距发射近场的导体或波导(36)的距离的装置。
16.根据权利要求15所述的非接触式环形探头，其特征在于，用于确定所述距离的所 述装置包括光学距离传感器、电子距离传感器、机械式距离传感器和/或机电式距离传感ο
17.根据前述权利要求中的至少一项所述的非接触式环形探头，其特征在于，另外设置 有用于确定所述环形探头的空间位置的装置。
18.根据权利要求17所述的非接触式环形探头，其特征在于，用于确定所述环形探头 的空间位置的所述装置是图像传感器。
19.根据前述权利要求中的至少一项所述的非接触式环形探头，其特征在于，所述环形 探头具有壳体08)。
20.根据权利要求19所述的非接触式环形探头，其特征在于，所述壳体08)覆盖有铁 氧体材料或者吸收性材料。
21.根据权利要求19或20所述的非接触式环形探头，其特征在于，所述壳体08)具有 安装部，用于将所述壳体08)紧固到所述测量系统。
22.根据权利要求19-21中的至少一项所述的非接触式环形探头，其特征在于，所述壳 体08)由金属、塑料材料或吸收性材料制成。
23.根据前述权利要求中的至少一项所述的非接触式环形探头，其特征在于，所述第一 换接部OO)和/或所述第二换接部0 采用软钎焊的电连接、硬钎焊的电连接、无钎料焊 接的电连接或者粘结的电连接的形式。
24.根据前述权利要求中的至少一项所述的非接触式环形探头，其特征在于，所述环形 探头另外具有放大耦合出的信号用的测量放大器。
25.根据前述权利要求中的至少一项所述的非接触式环形探头，其特征在于，所述环形 探头另外具有对所述环形探头进行空间定位用的定位装置。
26.根据权利要求25所述的非接触式环形探头，其特征在于，所述定位装置具有至少 一个定位马达，并且特别地具有步进马达。
全文摘要
本发明涉及用于非接触式测量系统的非接触式环形探头，用于以非接触的方式耦合出RF信号，该环形探头包括至少一个耦合结构(10)；和至少一个第一信号导体(12)，所述第一信号导体(12)通过第一换接部(20)电连接到耦合结构(10)，所述信号导体通过第二换接部(22)电连接到用于电连接到测量系统的输出端(14)，其中耦合结构(10)被设计为包括至少一个信号导体(24；30)和至少一个参考导体(26、32)的RF波导。
文档编号G01R1/067GK102112884SQ200980129928
公开日2011年6月29日 申请日期2009年7月15日 优先权日2008年8月7日
发明者B·戈克, T·赛尔德 申请人:罗森伯格高频技术有限及两合公司
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