3G手机的RF屏蔽设计

成RF屏蔽技术比嵌入式技术优于15dB。

　　但作为TxM设计师来说，取得这些结果并非唾手可得之事。从TxM设计角度看，添加屏蔽给设计师带来若干问题。首先，紧挨着的屏蔽和电磁辐射电 路改变了频率响应，其频响不再与"素颜(未模封)"、完全调整好的TxM一致，从而改变了屏蔽后电路的性能。特别是在更高频率可更好地观察到这些效应。这 样，当增加屏蔽时，建模和EM模拟对确保好结果具有极其重要的意义。

　　因3D EM模拟会很耗时，所以根据电路的复杂性以及需提供足够精度的四面体元件的数量，先从一个不太复杂的电路着手并确认其具有重要性的关键部分的作法就功不唐 捐了。例如，根据场论不难得出：两条载场信号线挨得越近，就越趋向于产生更大耦合。这些信号线载负着时变电荷，这些电荷业已嵌入在基板内并被诸如地平面等 金属裹覆起来，所以，当施加外屏蔽时，实质上不会在场线上表现出额外干扰。只有信号线、元件或线绑定才在其各自场线面临显著变化，因这些元素暴露在空气中 或被包注模以作为边界条件。

　　图2显示的是具有包注模TxM的功放部分的输出匹配，它有两种情况：不带屏蔽以及在包注模上施加屏蔽。该双端口模拟是采用Ansoft的3D EM软件工具HFSS实现的。

　　输出匹配虽然仅表示整个TxM内无源电路的一小部分，但在确定耦合机理和高阶谐波影响方面仍有效用。

第二个关注的地方是微带线附近的场线，在靠近地平面的地方它们最强。只要屏蔽和地平面间的距离明显大于微带线和地平面间的距离，则增加的屏蔽的效用 就微乎其微。线绑定和表贴电感与地平面的直接耦合要弱些，当施加屏蔽时，预期其场线会有变化。图3显示的是3D模拟的E场分布。

　　图3显示的是不带屏蔽的输出匹配的电磁模拟，其电场以伏/米表征。深红色意味着强场线，而深蓝色表示电场实质不存在。如所预料，表贴电感和绑定 线附近的场线不那么稳固，所以，若在包注模上增加屏蔽则更可能对其产生影响。下一步是勾画并检测双口S参数模拟在带和不带屏蔽条件下相对于高阶谐波的任何 变化。

　　输出匹配的3D EM模拟(图4)揭示出在更高频率下共振的改变。在TxM内，电路远比简单的输出匹配复杂。另外，如在模拟中看到的，为规避高阶谐波所实现的高Q槽路所受到的影响将明显大于给单一共振带来的简单变化。

　　最后的任务是对不带屏蔽的TxM进行辐射测量并将结果与采用MicroShield集成RF屏蔽技术的TxM进行对比。为实施准确测量，必须避 免待测PCB上从连接器和其它板上电路造成的RF功率泄漏；因此，为进行这些测量所设计的测试板包含若干独立屏蔽容器，如图5所示。

　　全部辐射测量都是在丹麦哥本哈根的Delta Technologies进行的。被测设备放在不吸收和不反射材料的表面(图6)。在该测试中，RFMD的另一款TxM产品(RF3282)用作测试载体。

　　图7显示的是发自RF3282 TxM的辐射功率。红色图表示没有屏蔽的TxM，蓝色图表示的是采用MicroShield屏蔽的TxM。注意：为更清楚地显示两种被测器件的差异，蓝色 图被稍微右移。如图所示，MicroShield集成RF屏蔽显著降低了辐射功率。在10.5GHz仅有一个示警。它昭示着这两种情况：或是存在另一种模 式(腔模式)，或是结果也许与流经屏蔽表面的地电流相关。但无论如何，对辐射功率的平均衰减可达15dB或更高。

　　我们讨论了MicroShield屏蔽技术在抑制EMI和RFI方面的优势，该技术提升了满足规约要求的能力。另外，MicroShield集成RF屏蔽还同时把外部EMI/RFI干扰的影响降至最低，从而弱化了手机设计中存在的性能漂移问题。

　　因手机设计师和制造商越来越依赖手机平台来满足其时间和成本要求，所以器件对PCB布局的敏感性是个关键因素。过去，当这些平台被用于不同手机 设计时，性能会被打折，具体表现在EMI和RFI辐射通常成为性能不一致的主要诱因。借助支持MicroShield的RF器件，手机制造商有能力像安放 对EMI/RFI不敏感的任何器件一样，安放高度复杂的RF模块，从而提供了一种真正、可包容PCB改变和布局变化的"即插即用"方案。通过规避对PCB 布局的敏感性，MicroShield避免了重新调节电路的风险，因此，加快了上市进度并降低了RF实现的成本。