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屏蔽罩对零中频手机射频的影响【锐硕五金】

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2018.12.11
信息摘要:
屏蔽罩对零中频手机射频发射性能的影响:有时常出现 Shielding Cover盖上去后,其性能劣化的现象,例如灵敏度变差,相位误差变大………

屏蔽罩对零中频手机射频发射性能的影响:

有时常出现 Shielding Cover盖上去后,其性能劣化的现象,例如灵敏度变差,相位误差变大……等,可能原因,便是由于 Shielding Cover与RF走线,或是匹配组件间的距离过近,其寄生电容影响了阻抗,尤其是 0402尺寸的组件,因为体积较大,更容易有这现象,此时可利用阻抗软件先加以验证,将 H1与  H2,设为 100 mil,来模拟未加 Shielding Cover时的阻抗。接着再将实际的   H1值带入,0402组件的高度,约  20mil,因此 H2大约为   H1-20。此时去比较阻抗的变化,便可得知 Shielding Cover与  RF走线,或是匹配组件间的距离,是否会影响阻抗了。

屏蔽罩对零中频手机射频发射性能的影响【锐硕五金】

然而相较于匹配组件或走线,通常 Shielding Cover盖上去后,其性能劣化的现象,来自 PA的机会较大,因为 PA的能量本来就很大,加上体积较大,离  Shielding Cover更近,所以这表示 PA耦合到  Shielding Cover的能量同样很大,若   Shielding Cover接地良好,原则上 PA耦合到  Shielding Cover的能量,会通通流到 GND,但若 Shielding Cover与 Shielding Frame的接触不够好,那么  PA耦合到   Shielding Cover的能量,有一部分会反射,打到其他走线,若是打到 PA电源,那基本上所有发射性能都会劣化。

由于现今智能手机要求的 RF功能越来越多,这连带使得零件数目越来越多,且越来越要求轻薄短小,而零中频架构,由于具备了低成本,低复杂度,以及高整合度,这使得零中频架构的收发器,在手持装置,越来越受欢迎。但连带也有一些缺失,其中一项便是所谓的  VCO Pulling,因此不论是高通,或是  MTK,都会建议收发器与 PA要分别放在两个独立的屏蔽框里,也是为了避免   VCO Pulling。

屏蔽罩对零中频手机射频发射性能的影响【锐硕五金】

因此倘若 PA跟收发器在同一个  Shielding下,没有区隔开来,那情况更麻烦,因为除了 PA电源,也可能会打到收发器的相关电源走线,甚至透过PA input走线跟接收走线,去打到 VCO,产生 VCO Pulling。

此时可以做实验,去验证是否 PA输出讯号打到上述走线。记得要加 DC Block,避免电源的直流讯号,回灌到 CMU跟  PA,而  DC Block不是随便串联个电容就好了,因为电容值会影响 S11,若值不对,很可能其 PA输出讯号都会被反射回 来。串联 56 pF电容,几乎不会影响阻抗,因为原则上 RF Cable都是  50奥姆,换言之,若摆放   56 pF的  DC Block,亦即  PA输出讯号会一路走 50奥姆,几乎不会反射。

原则上这样的实验,其发射性能是一定会劣化,但要观察是否为 Shielding Cover盖上去后的现象,倘若同样的现象完全复制出来,才可判定 Root Cause是  PA输出讯号打到上述走线,例如 Shielding Cover盖上去后,其传导杂散会  Fail,但相位误差依然 Pass,而上述实验却是传导杂散跟相位误差都 Fail,那就不能证明是PA输出讯号打到上述走线。 

屏蔽罩对零中频手机射频发射性能的影响【锐硕五金】

若 Shielding Cover与  Shielding Frame的接触不是很紧密,则会产生时而开路,时而短路的情况发生,这样的行为模式,宛如一个 Switch。而Switch为非线性组件,会有非线性效应,谐波便是典型的非线性效应之一。

而任何金属,若没接地完全,那就是一个辐射体,因此 Shielding Cover加  ShieldingFrame,整个 Shielding Can宛如一个共振腔结构,会把  PA耦合到   Shielding Cover的能量,辐射出去,当然 PA耦合到  Shielding Cover的能量中,也包含了   PA非线性效应既有的谐波,若再加上 Shielding Cover与  Shielding Frame的   Switch效应,那么辐射杂散,亦即 Wireless的谐波,会更加强,会有超标的风险。

原则上,前述的问题,可透过加强 Shielding Cover与  Shielding Frame的接触, 以及加强 Shielding Cover与  Housing金属的接触, 使其耦合到 Shielding Cover上的发射讯号,通通流到  GND。

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前述提到,若作了 Coupler回灌  PA输出的实验,但现象却与   Shielding Cover盖上去的现象不一致,那就不能证明是 PA输出讯号,打到上述走线。此时问题可能是来自于 Shielding Cover与  PA内部   Bond Wire的寄生效应,尤其是   Shielding Frame的架桥,因为相较于 Shielding Cover,其架桥的高度又更小,倘若 PA刚好在架桥下方,那寄生效应会很大,其 PA的特性可能会有所改变,导致发射性能劣化,若问题是来自寄生效应,那么就是 Shielding Cover的高度,以及架桥的位置,要重新调整,再不然就是 PA上方的  Shielding Cover,直接破孔开天窗。所以  Placement时,PA尽量不要在架桥跟  Shielding Frame的屋檐下方,避免寄生效应。

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除了 PA之外,另外还需特别注意金属表面的  Duplexer,例如 Taiyo的   Duplexer,前述说过,任何金属,若没接地完全,那就是一个辐射体,故此时 Duplexer的金属表面,会宛如一个辐射体,那么 Shielding Cover一盖上去,就会产生上述的机制,打到上述走线,导致发射性能劣化,尤其是 LTE的  Band 7,这种频率很高的频段,更是容易出状况。此时可以在 Duplexer上方,置入导电泡棉,使Duplexer的金属表面接地完全,便可减少其辐射体机制。当然,前提是   Shielding Cover要先接地完全。

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