移动通信终端设备面临的EMI设计挑战

  目前，随着移动通信技术的快速发展，目前移动通信终端设备主要面临的EMI设计挑战有以下几点：

（1）     宽带天线辐射：智能天线能够提高系统的性能，但是由于在天线系统中使用了非线性的有源器件，所以会产生大量额外的射频电磁辐射。

（2）     多路干扰：多输入多输出（MIMO）的架构在同一个无线通道内使用了多个传送和接受模块来激励和采样彼此独立的比特流。因此TX和RX工作在相同的频率下，会产生非常多的EMI问题。

（3）     数模混合：移动产品中包含有天线、射频模块的模拟部分，同时也包含很多数字处理模块。数字信号模块自身具有比较强的抗干扰能力，但是数字信号通常有相对较强的谐波分量，非常容易耦合到模拟信号模块，造成电磁干扰，影响模拟模块的正常工作。

 ANSYS的移动通信终端设备EMI解决方案

ANSYS的无线移动产品电磁兼容和电磁干扰解决方案，包括了天线设计，PCB板分析， PCB与天线耦合，PCB上数模隔离度和噪声分布等，能够将电路和电磁场仿真进行精确的无缝链接，提供了场到路，场到场，路到路之间的协调仿真功能，可以很好解决无线移动通信EMI/EMC的设计难点。

ANSYS在移动通信终端设备EMI\EMC设计中解决的主要问题：

ANSYS可以解决的移动通信终端设备的EMI\EMC问题主要包括：

（1）     移动通信系统的设计及射频/微波电路的设计，包括接收、发射、混频、振荡、双工器和滤波等。

（2）     数模混合电路及集成电路的设计，包括DSP，CPU，ADC，DAC，PLL电路等；

（3）     PCB的信号完整性和电源完整性设计，改进PCB的EMI/EMC性能；

（4）     电缆、连接器、封装等互连结构的设计和参数抽取及信号完整性仿真；

（5）     设备壳体屏蔽效能分析；

（6）     内部排线的EMI分析；

（7）     天线和馈线系统设计；

（8）     天线布局与互耦，天线与运载平台的相互作用；

（9）     移动通信设备电源的设计；

（10）  通信电源系统的仿真，传导干扰的分析。

ANSYS的移动通信终端设备EMI\EMC设计仿真内容及流程：

    在高速PCB设计中，当电路中信号能以要求的时序、持续时间和电压幅度到达接收芯片管脚时，该电路就有很好的信号完整性。当信号不能正常响应或者信号质量不能使系统长期稳定工作时，就出现了信号完整性问题，信号完整性主要表现在延迟、反射、串扰、时序、振荡等几个方面。而电源完整性是指在高速系统中，电源传输系统（PDS power deliver system）在不同频率上，阻抗特性不同，使PCB板上电源层与地层间的电压在电路板的各处不尽相同，从而造成供电不连续，产生电源噪声，使芯片不能正常工作；同时由于高频辐射，电源完整性问题还会带来EMC/EMI问题元器件和PCB板的参数、元器件在PCB板上的布局、高速信号的布线等这些问题都会引起SI/PI问题，导致系统工作不稳定，甚至完全不能正常工作。要解决信号完整性问题，必须借助先进的ANSYS仿真工具SIwave和HFSS，在设计前期进行建模、仿真、3D全波参数抽取，再在Designer SI平台上进行系统验证，完成SI设计。

ANSYS完整的PCB板级SI\PI\EMI仿真设计内容及流程如下图：