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电磁干扰影响天线接收灵敏度案例分析
2018-07-11     来源:安规与电磁兼容网    作者:盛邦尔科技    浏览:214    评论:0        
导读:在无线网络中,射频模块有传导TRP和传导TIS两项重要指标,而模块装上天线后,整机在OTA暗室中需测试TRP(发射功率)与TIS(接收灵敏度),在此我们将其定义为辐射TRP和辐射TIS。辐射TRP一般不会出问题,而辐射TIS容易受

在无线网络中,射频模块有传导TRP和传导TIS两项重要指标,而模块装上天线后,整机在OTA暗室中需测试TRP(发射功率)与TIS(接收灵敏度),在此我们将其定义为辐射TRP和辐射TIS。辐射TRP一般不会出问题,而辐射TIS容易受产品内部电磁噪声的干扰。当辐射TIS不达标时,首先要考虑传导TIS是否达标,传导TIS和射频电路中的器件(如双工器的隔离度)、各节电路的匹配等因素有关。射频电路部分工作流程如下:

接收:天线 →匹配电路 →双工器 →声表滤波器(SAW) →低噪声放大器(LNA) →混频器

发射:天线← 匹配电路← 双工器← 功率放大器(PA)← 混频器

当传导TIS达标后,我们再处理产品内部的电磁干扰。电磁干扰是无处不在的,产品内部工作频率及其谐波频率高达1G以上,当干扰频率落在天线接收频率范围时,就会影响TIS。下面通过一些案例说明电磁干扰对辐射TIS的影响。

案例一:智能POS机中DDR时钟、屏的时钟和数据、地噪声影响4G天线TIS。

呈现问题:

智能POS机中,4G天线FDD ban5/8 在OTA暗室中测试TIS值为-78dB,辐射TIS不合格(合格值为-91dBm),而辐射TRP与模块传导TRP与TIS都达标。

分析问题:

传导TRP与TIS都达标,说明模块本身无问题;辐射 TRP达标,说明天线也没问题,而辐射TIS仅为-78dBm, 可以判定是产品内部电磁干扰影响了接收灵敏度。运用频谱仪侦测干扰源,发现CPU与DDR的时钟频率和屏的差分时钟、数据干扰很大(如下图)。

 

解决问题:

1. 通过软件适当降低DDR时钟的驱动能力,TIS值从-78dBm提升到了-80dBm, 用锡将CPU与DDR上方的屏蔽盖周围与PCB地良好焊接,TIS值从-80dBm提升到了-83dBm(用锡将屏蔽盖焊死不符合量产,后面改板将屏盖夹子去掉,将夹子改为金属框,金属框与PCB地良好焊接,然后屏蔽盖卡进金属框,测试TIS能达- 82dBm。)

小结:屏蔽盖的作用一是屏蔽空间辐射,作用二是承当地回路,减弱共模噪声。

2. 焊好屏蔽盖后,用导电布将屏排线屏蔽并两端接地,测试TIS值能达-86dBm 。(改板后在屏的差分时钟和数据对各串一颗90Ω的共模电感,同时将原来的屏FFC排线改为FPC排线,测试TIS能达-88dbm。

小结:下图是90Ω共模电感的频率特性曲线图,90Ω指的是频率在100MHz时的共模阻抗,共模阻抗随着频率的变化而变化,在800MHz-960MHz时的共模阻抗高达600Ω,所以共模电感对800MHz-960MHz的共模噪声有很好的抑制效果;FPC排线具备屏蔽效果,同时能给信号提供地回路。

90Ω共模电感的频率特性曲线图

3. 将屏后铁板与PCB地相接的导电棉去掉,只保留天线接地位的导电棉,测试TIS能达-91dBm, 最终辐射 TIS 达标。

小结:地噪声传播的形