基于3G手機(jī)的RF屏蔽設(shè)計(jì)

　　金屬屏蔽容器繼續(xù)被用來從外部對(duì)TxM和手機(jī)的RF部分實(shí)施屏蔽；但最近有一種在TxM內(nèi)部進(jìn)行嵌入式屏蔽的趨勢。僅就TxM屏蔽來說，已開發(fā)出若干對(duì)TxM進(jìn)行屏蔽的方法。方法之一是采用一個(gè)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(gè)孔以允許注模填料(mold compound)容易地流灌整個(gè)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(qǐng)了專利的MicroShield集成RF屏蔽替代技術(shù)。該集成屏蔽把在一個(gè)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(gè)組裝工藝的最后步驟。采用這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)的屏蔽對(duì)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(jìn)行。

　　為確證MicroShield技術(shù)的超卓能效，在一個(gè)測試載體上，采用RF3178 TxM對(duì)輻射進(jìn)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(jì)師來說，取得這些結(jié)果并非唾手可得之事。從TxM設(shè)計(jì)角度看，添加屏蔽給設(shè)計(jì)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(shí)，建模和EM模擬對(duì)確保好結(jié)果具有極其重要的意義。

　　因3D EM模擬會(huì)很耗時(shí)，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(gè)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(hào)線挨得越近，就越趨向于產(chǎn)生更大耦合。這些信號(hào)線載負(fù)著時(shí)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(shí)，實(shí)質(zhì)上不會(huì)在場線上表現(xiàn)出額外干擾。只有信號(hào)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(shí)現(xiàn)的。

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