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:CA
2、M 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.CAM 引入干扰, EIS会降低 23dBm.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,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
3、优化设计,B案例分析:分析LCM 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C
4、AM FPC 屏蔽接地, EIS 可以提高 1.52dBm.,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
5、 TIS明显提高,D案例分析,天线接收灵敏度优化设计,D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
6、空间需求,天线辐射系统电流分布示意图,about/4,PIFA, 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
7、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monopo
8、le 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7mm 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
9、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,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
10、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
11、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:t
12、race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.,
13、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CAM 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
14、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 priority RF trace MCP, LCM & Camera trace (平行, 重疊避免) 26MHz, IQ signal & Vbatt trace FPC 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,
