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基于3G手機的RF屏蔽設計

2014-02-17 來源:微波射頻網 字號:
測試結果清楚表明,兩種屏蔽技術在性能上差別顯著:MicroShield明顯優于嵌入式屏蔽技術。平均看,在輻射衰減方面,MicroShield集成RF屏蔽技術比嵌入式技術優于15dB。

但作為TxM設計師來說,取得這些結果并非唾手可得之事。從TxM設計角度看,添加屏蔽給設計師帶來若干問題。首先,緊挨著的屏蔽和電磁輻射電路改變了頻率響應,其頻響不再與“素顏(未模封)”、完全調整好的TxM一致,從而改變了屏蔽后電路的性能。特別是在更高頻率可更好地觀察到這些效應。這樣,當增加屏蔽時,建模和EM模擬對確保好結果具有極其重要的意義。

因3D EM模擬會很耗時,所以根據電路的復雜性以及需提供足夠精度的四面體元件的數量,先從一個不太復雜的電路著手并確認其具有重要性的關鍵部分的作法就功不唐捐了。例如,根據場論不難得出:兩條載場信號線挨得越近,就越趨向于產生更大耦合。這些信號線載負著時變電荷,這些電荷業已嵌入在基板內并被諸如地平面等金屬裹覆起來,所以,當施加外屏蔽時,實質上不會在場線上表現出額外干擾。只有信號線、元件或線綁定才在其各自場線面臨顯著變化,因這些元素暴露在空氣中或被包注模以作為邊界條件。

圖2顯示的是具有包注模TxM的功放部分的輸出匹配,它有兩種情況:不帶屏蔽以及在包注模上施加屏蔽。該雙端口模擬是采用Ansoft的3D EM軟件工具HFSS實現的。

基于3G手機的RF屏蔽設計

輸出匹配雖然僅表示整個TxM內無源電路的一小部分,但在確定耦合機理和高階諧波影響方面仍有效用。

第二個關注的地方是微帶線附近的場線,在靠近地平面的地方它們最強。只要屏蔽和地平面間的距離明顯大于微帶線和地平面間的距離,則增加的屏蔽的效用就微乎其微。線綁定和表貼電感與地平面的直接耦合要弱些,當施加屏蔽時,預期其場線會有變化。圖3顯示的是3D模擬的E場分布。

圖3顯示的是不帶屏蔽的輸出匹配的電磁模擬,其電場以伏/米表征。深紅色意味著強場線,而深藍色表示電場實質不存在。如所預料,表貼電感和綁定線附近的場線不那么穩固,所以,若在包注模上增加屏蔽則更可能對其產生影響。下一步是勾畫并檢測雙口S參數模擬在帶和不帶屏蔽條件下相對于高階諧波的任何變化。

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輸出匹配的3D-EM模擬(圖4)揭示出在更高頻率下共振的改變。在TxM內,電路遠比簡單的輸出匹配復雜。另外,如在模擬中看到的,為規避高階諧波所實現的高Q槽路所受到的影響將明顯大于給單一共振帶來的簡單變化。

基于3G手機的RF屏蔽設計

最后的任務是對不帶屏蔽的TxM進行輻射測量并將結果與采用MicroShield集成RF屏蔽技術的TxM進行對比。為實施準確測量,必須避免待測PCB上從連接器和其它板上電路造成的RF功率泄漏;因此,為進行這些測量所設計的測試板包含若干獨立屏蔽容器,如圖5所示。 

基于3G手機的RF屏蔽設計

主題閱讀:RF屏蔽  EMI
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