基于3G手機的RF屏蔽設(shè)計
金屬屏蔽容器繼續(xù)被用來從外部對TxM和手機的RF部分實施屏蔽;但最近有一種在TxM內(nèi)部進行嵌入式屏蔽的趨勢。僅就TxM屏蔽來說,已開發(fā)出若干對TxM進行屏蔽的方法。方法之一是采用一個簡單金屬容器構(gòu)成的嵌入式屏蔽,但該方法要求在容器上開多個孔以允許注模填料(mold compound)容易地流灌整個模塊,這是模塊化組裝所必需的。但根據(jù)本文前述的波導(dǎo)理論,屏蔽效能不僅與屏蔽上開口尺寸也與開口數(shù)有關(guān),開孔越大、數(shù)越多則效能降低得越厲害。
RFMD開發(fā)出一種已申請了專利的MicroShield集成RF屏蔽替代技術(shù)。該集成屏蔽把在一個封裝好的半導(dǎo)體注模填料的外部再包裹上一層薄金屬作為整個組裝工藝的最后步驟。采用這種技術(shù)實現(xiàn)的屏蔽對模組高度的影響微乎其微且在降低EMI和RFI輻射的生產(chǎn)中可重復(fù)進行。
為確證MicroShield技術(shù)的超卓能效,在一個測試載體上,采用RF3178 TxM對輻射進行了測試(圖1)。
測試結(jié)果清楚表明,兩種屏蔽技術(shù)在性能上差別顯著:MicroShield明顯優(yōu)于嵌入式屏蔽技術(shù)。平均看,在輻射衰減方面,MicroShield集成RF屏蔽技術(shù)比嵌入式技術(shù)優(yōu)于15dB。
但作為TxM設(shè)計師來說,取得這些結(jié)果并非唾手可得之事。從TxM設(shè)計角度看,添加屏蔽給設(shè)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(yīng),其頻響不再與“素顏(未模封)”、完全調(diào)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(yīng)。這樣,當(dāng)增加屏蔽時,建模和EM模擬對確保好結(jié)果具有極其重要的意義。
因3D EM模擬會很耗時,所以根據(jù)電路的復(fù)雜性以及需提供足夠精度的四面體元件的數(shù)量,先從一個不太復(fù)雜的電路著手并確認(rèn)其具有重要性的關(guān)鍵部分的作法就功不唐捐了。例如,根據(jù)場論不難得出:兩條載場信號線挨得越近,就越趨向于產(chǎn)生更大耦合。這些信號線載負(fù)著時變電荷,這些電荷業(yè)已嵌入在基板內(nèi)并被諸如地平面等金屬裹覆起來,所以,當(dāng)施加外屏蔽時,實質(zhì)上不會在場線上表現(xiàn)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(xiàn)的。
輸出匹配雖然僅表示整個TxM內(nèi)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。
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