天线接收灵敏度优化设计(四层板).ppt

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1、Mstar 平台四层板设计指南,-Lis.Kuo/Jw.liang/Spring.tan-20101028,-天线接收灵敏度优化设计,天线接收灵敏度优化设计,天线接收灵敏度优化设计,A案例分析,現象描述:A 案例,整机测试EIS 只有-97dbm;A案例分析:LCM引入干扰,EIS 会降低6.5-9dBm.CAM 引入干扰,EIS会降低6-7dBm.LCM 与CAM是引起EIS 偏低的两个干扰源.,天线接收灵敏度优化设计,A案例分析,A案例改善措施:将LCM两端的两个大的GND PAD 接地处理,ESI可以提高5-6dBm.,天线接收灵敏度优化设计,A案例分析,A案例改善措施:CAM FPC

2、没有GND屏蔽层,并且CAM的数据控制线没有预留滤波器件,CAM FPC 焊盘处于天线下方;采用导电布将CAM FPC 屏蔽接地,EIS 可以提高5-6dBm.,B案例分析,天线接收灵敏度优化设计,現象描述:B案例,整机测试EIS 只有-96-100dbm;B案例分析:LCM引入干扰,EIS 会降低 56.5dBm.LCM 与CAM是引起EIS 偏低的两CAM 引入干扰,EIS会降低 23dBm.个干扰源.,天线接收灵敏度优化设计,B案例分析,B案例改善措施:将LCM两端的两个大的GND PAD 接地处理,ESI可以提高 2 4dBm.,B案例分析,天线接收灵敏度优化设计,B案例分析:分析LC

3、M Layout Line,右图一MCP线与LCM线相邻层平行走线,紫色为LCM Layout Line,相邻的绿色为MCP Layout Line线;同层LCM 临近MCP线布线,蓝色圈内是MCP Layout Line,红色圈是LCM Layout Line线;干扰远应该是MCP Noise耦合到LCM Layout Line线,经过LCM FPC 辐射出来,从而使得ESI 降低5-6dBm.,B案例分析,B案例改善措施:CAM FPC 没有GND屏蔽层,并且CAM的数据控制线没有预留滤波器件,CAM FPC 焊盘处于天线下方;采用导电布将CAM FPC 屏蔽接地,EIS 可以提高 1.5

4、2dBm.,天线接收灵敏度优化设计,B案例分析,B案例Layout 分析:绿色区域是CAM线,并且走在LCM下面,LCM没有带接地屏蔽框,能很好的屏蔽CAM Layout Line 的辐射出的Noise,降低ESI;蓝色Line是LCM 边框线.,C案例分析,C案例分析,主板表层靠近天线附件的Vbatt，VBB，VRF等电源线,C案例分析,BB芯片的屏蔽盖有一边没接触到地，有个很大的缝隙。,C案例分析,屏蔽表层VBATT等电源线,加强BB芯片部分屏蔽处理,C案例分析,按照以上处理后天线的3D耦合测试数据如下，可见天线接收GSM ch975 TIS明显提高,D案例分析,天线接收灵敏度优化设计,D

5、案例分析,主板如下图所示，长度为64mm（偏短）而且没做任何延长主板地的措施,天线正下方有FM发射器件，如图所示,D案例分析,主板地和按键板处分导通，延长主板地,使PCB延長,D案例分析,延長PCB ground 對 GSM band gain 會有所提昇,TIS 提高約 2dB,去除FM發射器可改善DCS ch885 TIS至-101dBm.,E案例分析,天线接收灵敏度优化设计,E案例分析,改善措施:采用导电布在上图红色圈出部分加强屏蔽.,E案例分析,E案例分析,天线角度优化设计,天线接收灵敏度优化设计,天线接收灵敏度优化设计,天线空间需求,天线辐射系统电流分布示意图,about/4,PIF

6、A,monopole 都是四分之一波长天线,另外四分之一波长电流路径是四分之一天线对称的PCB GND来实现,PCB+antenna 构成了完整的天线辐射系统.靠近天线馈点,电流强度越强,如果干扰源靠近该处,引入的noise就会越大.故天线馈入端尽量减少干扰干扰源,如果有这样的干扰源,则要做好屏蔽,滤波处理,如CAM FPC,RF模块等.,天线接收灵敏度优化设计,PIFA Design Notice,紅字為最低要求,請確實評估,無法達到要求請客戶自行承擔風險,PIFA Design Notice,天線高度是指天線本體到最接近金屬物件的高度,如屏蔽罩,不是到PCB ground才算天線高度天線空

7、間&高度評估請參照上頁手機中除天線本體外,任何金屬物件,如金屬前殼,後殼,電池蓋,LCM shielding&按鍵板 請務必確實接地天線下方有打件區域,務必上屏蔽罩,且屏蔽罩需完整,避免開槽或有間隙天線下方走線請避免走表層,並用ground做好屏蔽,FPC請用銀漿或導電布shielding天線離周圍電子器件請保有3mm以上空間如天線設計在手機板下方,與電池最少保留10mm距離,Monopole Antenna Design Notice,手機厚度 12mm建議使用monopole design滑蓋機,掀蓋機,薄型機建議使用monopole antenna手機下方必須為裸銅區,裸銅區長度須大於7

8、mm滑蓋機上下板必須與金屬滑軌接地掀蓋機必須透過 hinge&LCM FPC 來使上下板接地天線離電池須保持10mm以上距離需透過匹配電路優化駐波比,原理图,PCB布局与 Layout角度优化设计,天线接收灵敏度优化设计,天线接收灵敏度优化设计,CAM 原理图设计:通常CAM属于一个比较大的干扰源,尤其CAM靠近天线布局,滤波排容必须预留.如果是翻盖滑盖机型,CAM FCP 比较长,该绿波器件请选用EMI如二图示意,原理图设计优化,天线接收灵敏度优化设计,LCM 部分原理图设计:通常LCM属于一个比较大的干扰源,尤其LCM 靠近天线布局,滤波排容必须预留.如果是翻盖滑盖机型,FCP 比较长,该

9、滤波器件请选用串接的EMI方式.,原理图设计优化,天线接收灵敏度优化设计,LCM 部分原理图设计:通常LCM属于一个比较大的干扰源,尤其LCM 靠近天线布局,滤波排容必须预留.如果是翻盖滑盖机型,FCP 比较长,该滤波器件请选用串接的EMI方式.,原理图设计优化,GSM 2D sensitivity about-105dBm,BB 區塊放在PCB下半部GSM Antenna 放在手機上端降低干擾源強度,天线接收灵敏度优化设计,布局及其Layout设计优化,GSM 2D sensitivity about-107dBm,天线接收灵敏度优化设计,天线位于上端,BB,BT等位于下端,BB与BT不会因

10、为太靠近天线区域而产生布线太过于集中而造成GNG层很差,同时表层很多布线的问题.,布局及其Layout设计优化,天线接收灵敏度优化设计,电源Layout规则：电源线Vbat要求尽量短和粗，并单独供电,26MHz TCVCXO VAFC:非常敏感的信号，一定要严格保护。保证基带IC 的AVDD 足够“干净”，否则可能会引入Frequency Error 问题。,PA 的散热过孔在PA IC 下面的接地焊盘上，一定留有足够多的散热过孔及足够大的敷铜空间，否则很有可能会引起功率下掉的现象；最好保持PA 有良好的独立的屏蔽;否则很有可能会降低接收灵敏度及在低功率等级时引起 PvT fail。,布局及其

11、Layout设计优化,天线接收灵敏度优化设计,RX通道器件尽量靠近，并尽量最短距离,布局及其Layout设计优化,天线接收灵敏度优化设计,RX部分进行掏空处理,布局及其Layout设计优化,天线接收灵敏度优化设计,Placement：RX是最关键的信号，SAW要尽可能靠近FEM,而且RX trace要尽可能短。要特别注意RX 与 TX 走线之间有足够大的距离，尤其是在高频段。,Antenna trace:trace需要50ohm阻抗,布局及其Layout设计优化,天线接收灵敏度优化设计,布局及其Layout设计优化,天线接收灵敏度优化设计,晶体尽量靠近Si4210，并确引线短。晶体下方进行掏空

12、处理,IQ信号线做好屏蔽,布局及其Layout设计优化,天线接收灵敏度优化设计,Vapc的信号新需要做好屏蔽,26MHz信号线做好屏蔽,布局及其Layout设计优化,天线接收灵敏度优化设计,虽然4层板比较难做一个完整的主GND,但是合理规划布局,同时尽可能效利用LCM的屏蔽框屏蔽区域,电池屏蔽区域,表层走一些不太重要的线,从而保证能层有一个相对完整的GND,对优化天线TIS与ESD 有很大的帮助.,布局及其Layout设计优化,天线接收灵敏度优化设计,避免CAM处于天线下方(尤其没有GND层屏蔽的CAM FPC)的布局.如果有这种布局,请采用抗干扰能力强的CAM模组,预留滤波EMI器件,减少C

13、AM 模块的线走表层,所有CAM线先经过内层再到CAM pad;CAM FPC 要加屏蔽层,降低CAM FPC 辐射出Noise 降低TIS,同时可以有效规避天线对CAM的影响.,布局及其Layout设计优化,天线接收灵敏度优化设计,布局不合理,4层板LCM线与MCP布线在相邻层平行布线,或者同层平行布线而没有GND隔离,从而MCP Noise通过LCM FPC辐射出去,严重消弱天线TIS.,BB,RF与天线都布在上端,而下端则显宽松,从而造成BB不跟出线很困难,很难将线与MCP线有效隔离;两个沉板的Sim卡座,则破坏了完整的主GND,使得MCP Noise 经由LCM FPC 很容易干扰到天

14、线,从而消弱天线的TIS.,布局及其Layout设计优化,天线接收灵敏度优化设计,选取抑制Noise 比较好的CAM模组,最好FPC有GND的屏蔽层;选取抑制Noise比较好的LCM,最好有屏蔽LCM的金属框;,关键部品选择角度优化,Check List,PCB layout priorityRF trace MCP,LCM&Camera trace(平行,重疊避免)26MHz,IQ signal&Vbatt traceFPC shielding&grounding濾波器件,濾波電容打件位置預留表層走線最少化,有走線需預留露銅區,利用LCM shielding case 屏蔽Antenna space,請遵守天線空間建議天線下方器件需以屏蔽罩確實屏蔽,整機除天線外,其他金屬件及小板須與主板完整接地,结束,天线接收灵敏度优化设计,