當(dāng) Wi-Fi 聯(lián)盟推出 WiFi 6 （IEEE 802.11ax） 時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)最初設(shè)計(jì)為在 1-6 GHz 之間的許可豁免頻段內(nèi)運(yùn)行。然后，在 2020 年 4 月 23 日，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì) （FCC） 宣布將采用規(guī)則開(kāi)放 6 GHz 頻段 （5.925–7.125 GHz） 以供 WiFi 6 未經(jīng)許可使用。

與之前的 IEEE 802.11ac 標(biāo)準(zhǔn)相比，這一備受期待的舉措進(jìn)一步提高了對(duì)速度的預(yù)期，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了已經(jīng)估計(jì)的 30-40%。預(yù)計(jì)帶寬也會(huì)顯著提高。

然而，盡管強(qiáng)調(diào)了這些好處，WiFi 最持久的問(wèn)題之一是延遲問(wèn)題，即無(wú)線傳輸和接收大量信息所需的時(shí)間延遲。

盡管許多應(yīng)用程序相對(duì)不受影響，但對(duì)延遲敏感的應(yīng)用程序包括增強(qiáng)和/或虛擬現(xiàn)實(shí)、具有大量用戶(hù)的公共接入點(diǎn)和高清視頻饋送。因此，隨著 WiFi 6 承諾將延遲減少約 75%，許多產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員感到興奮是可以理解的。

然而，新 WiFi 6 標(biāo)準(zhǔn)（稱(chēng)為 WiFi 6E）的可用頻率的擴(kuò)展只是減少延遲的難題的一部分。連接到這些網(wǎng)絡(luò)的 WiFi 6 和現(xiàn)在支持 6E 的設(shè)備還必須設(shè)計(jì)有尖端的射頻組件，以將延遲降至以前認(rèn)為無(wú)法實(shí)現(xiàn)的水平。

對(duì)于某些應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，延遲仍然是一個(gè)問(wèn)題，”Johanson Technology 的 Manuel Carmona 解釋道。“例如，在線視頻會(huì)議有 300-400 毫秒的延遲 ［使用 IEEE 80211.ac］。這讓你很難與你的樂(lè)隊(duì)成員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)即興演奏。WiFi 6 和 6E 與極低延遲的射頻組件相結(jié)合，將解決許多此類(lèi)問(wèn)題?！?/p>

帶通濾波器

任何 RF 無(wú)線設(shè)備最關(guān)鍵的組件之一是帶通濾波器，可將信號(hào)保持在 FCC 規(guī)定的指定頻率內(nèi)。為了滿(mǎn)足這些新要求并保持在指定的頻率范圍內(nèi)，WiFi RF 芯片組需要能夠提供適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾，以在較小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)最佳的 FCC/ETSI 合規(guī)性。

然而，考慮到原始 WiFi 6 頻率與 802.11ac 的頻率接近，而 WiFi 6E 與頻譜附近的其他活動(dòng)頻段中的超寬帶相比，這可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。

Carmona 解釋說(shuō)：“設(shè)計(jì)一個(gè)足夠銳利的帶通濾波器來(lái)拒絕您想要通過(guò)的頻率旁邊的不需要的頻率是一項(xiàng)挑戰(zhàn)?！?“要做到這一點(diǎn)，你需要一條非常鋒利的裙子，這樣過(guò)濾器就更有選擇性。通常，這需要更昂貴的技術(shù)，例如 SAW ［表面聲波］、BAW ［體聲波］ 或 FBAR ［薄膜體聲諧振器］?！?/p>

幸運(yùn)的是，RF 組件制造商現(xiàn)在正在開(kāi)發(fā)無(wú)源表面貼裝帶通濾波器，以滿(mǎn)足新的 WiFi 6E 標(biāo)準(zhǔn)，這些濾波器具有成本效益、插入損耗低、占用空間小得多，并且不從電池中汲取能量。

例如，Johanson Technology 剛剛發(fā)布了其首款陶瓷 SMT 帶通濾波器（部件號(hào)：6530BP44A1190），其通帶為 5925-7125 MHz，同時(shí)抑制其他干擾頻帶。

該產(chǎn)品在 LTCC（低溫共燒陶瓷）制造工藝中采用了一種新型專(zhuān)有陶瓷材料，旨在提高與高 Q 標(biāo)準(zhǔn)性能相似的性能。高 Q 因子是一個(gè)無(wú)單位的數(shù)值，表示 RF 組件的性能。

SMT 帶通濾波器封裝在稱(chēng)為 IPC 或集成無(wú)源組件的單片、經(jīng)濟(jì)高效的設(shè)備中。IPC 本質(zhì)上是電子子系統(tǒng)，它將多個(gè)分立無(wú)源元件組合到一個(gè)表面貼裝器件中，從而大大減少了所需的電路板空間。通過(guò)這種方法，可以得到一個(gè)單一的、薄型封裝，其尺寸小于由單個(gè)組件組成的同一電路的 20%。

IPC 可用于幾乎任何類(lèi)型的無(wú)源電路，包括低通和高通濾波器、雙工器、三工器、阻抗匹配巴倫、巴倫濾波器帶通濾波器、耦合器和其他定制信號(hào)調(diào)理電路。

“由于 PCB 空間處于最佳狀態(tài)，無(wú)源元件的尺寸和布局至關(guān)重要，因?yàn)殡S著一切變得越來(lái)越小，在板上放置更多元件變得越來(lái)越困難，”Carmona 解釋道。“因此，設(shè)計(jì)工程師正在尋求組件制造商提供幾乎不占用實(shí)際電路板空間的小型化解決方案?！?/p>

高 Q SMT 帶通濾波器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，作為無(wú)源器件，它不需要直流電壓，因此可以延長(zhǎng)器件的電池壽命。

“濾波器延長(zhǎng)了電池壽命，因?yàn)槟槐厥褂帽M可能多的電流來(lái)操作您的射頻子系統(tǒng)，其中包括進(jìn)入無(wú)線產(chǎn)品 PCB 的芯片組和其他組件，”Carmona 說(shuō)。

延遲的減少預(yù)計(jì)還將影響可同時(shí)連接的用戶(hù)數(shù)量或客戶(hù)端密度，這是 WiFi 6 的另一個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)，因?yàn)?a href="http://m.makelele.cn/v/tag/663/" target="_blank">智能家居、可穿戴設(shè)備和其他設(shè)備的持續(xù)普及。

WiFi 6 旨在讓路由器等網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)同時(shí)與更多用戶(hù)和設(shè)備更有效地進(jìn)行通信。WiFi 6 路由器可以將更多信息打包到它們發(fā)送的每個(gè)信號(hào)中。此外，WiFi 6 接入點(diǎn)將能夠在多個(gè)接收設(shè)備之間劃分每個(gè)信號(hào)，通過(guò)一次傳輸為所有接收設(shè)備提供服務(wù)。

由于 LTCC 制造過(guò)程極其精確且可重復(fù)，因此 Johanson Technology 能夠保證 IPC 將通過(guò) FCC 和 ETSI 以及任何其他排放法規(guī)的射頻性能要求。

“IPC 基本上是一種即插即用的解決方案，”Carmona 說(shuō)?！巴ㄟ^(guò)與領(lǐng)先的芯片組制造商合作，我們已經(jīng)完成了研發(fā)，以確保針對(duì)特定芯片進(jìn)行優(yōu)化。它不僅可以工作，而且符合 WiFi 6E 的新排放要求?！?/p>

審核編輯：郭婷