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屏蔽在射頻系統中的重要性

電磁兼容EMC ? 來源:YXQ ? 2019-08-14 14:40 ? 次閱讀

手機主板的RF性能都比較好,不管是TX還是RX都算比較好。

以下是其主要的傳導性能指標:

GSM TX Max Output power:+33.6dBm (at max PA ADC GAIN)

GSM TX Output power at PCL5:33.2dBm

DCS TX Max Output power:+31.5dBm (at max PA ADC GAIN)

DCS TX Output power at PCL0:29.2dBm

開關頻譜和調制譜均有8dB以上的余量;

通過頻譜分析儀測試其傳導EMC雜散,GSM、DCS二次三次及高次諧波的均小于-40dBm,也就是有10dB以上的余量。但在暗室測試試其輻射雜散時,發現GSM二次(1.8GHz)和三次諧波(2.7GHz)最差可以達到-20dBm,也就是超標10dB;DCS二次諧波(3.6GHz)最差也在-24dBm,三次諧波(5.5GHz)指標也臨界在-30dBm左右。

按道理來說,如果傳導雜散指標很好,EMC輻射雜散超標的話,那么主要原因應該在天線及其周邊電路。這是第一個想法。首先通過網絡分析儀檢查天線的性能(天線是外發設計的),發現在2.5GHz左右有一個諧振點比900,1800MHz頻段諧振特性還好。通過網分進行匹配,將這個諧振點的特性減小了。將匹配后的天線送暗室測試,900,1800MHz頻段的帶寬相反還有展寬,特性也變好了,TRP(總輻射功率)也改善了,TIS(總的全向接收靈敏度)也有小小改善。但是整機送暗室測試后,發現EMC雜散指標沒有絲毫改善。

問題出在哪里呢?

由于天線是monopole天線,受外界影響很大,開始考慮干擾問題。由于天線周邊環境較差,有喇叭和一個TVS管,下面還有一個獨立的KEY板(雖然沒有鋪銅,但不排附近走線的影響),所以很難一下看出是什么東西干擾到了天線。

有一個用環天線尋找干擾源的方法。在“豬尾巴”上焊了大約6CM左右的一段錫線,將其圓成1 .5CM左右直徑的一個圓環。將這個“豬尾巴環天線”與頻譜分析儀的射頻電纜連接,設置頻譜儀的SPAN為1.5GHz~4GHz,并將頻譜儀設置為尋找并保持最大軌跡點,將手機與CMU200相連并呼叫,連接后設置手機的輸出功率為最大(GSM為PCL5)。將“豬尾巴環天線”放在手機主板上探尋。首先找RF部分,它離天線最近。結果,天線一接近RF測試口邊上就有好幾個干擾頻點,就如上面提到的測試到的諧波點,再將天線放到PA附近的屏蔽蓋上,干擾更強了;仔細查看,發現原來先前為了整改方便就PA附近的屏蔽框去掉了,只留下了屏蔽蓋,雖然表面上看,屏蔽蓋完全覆蓋在了RF部分上,其實在屏蔽蓋和PCB板之間有一段10mm以上的細縫,雖然細縫很小,但由于腔體效應發射出來的GSM和DCS信號很容易倍頻到高次諧波上形成強干擾。

至此,終于找到了干擾源,解決了EMC雜散的問題,突出了屏蔽在射頻系統中的重要地位,也意外的發現天線在3/4波長時的諧振點有可能比1/4波長時的諧振點有更好的諧振特性,以后做天線設計時需要考慮到更長波長的頻段。

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原文標題:屏蔽在射頻系統中的重要性[20190723]

文章出處:【微信號:EMC_EMI,微信公眾號:電磁兼容EMC】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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