當 Wi-Fi 聯盟推出 WiFi 6 （IEEE 802.11ax） 時，該標準最初設計為在 1-6 GHz 之間的許可豁免頻段內運行。然后，在 2020 年 4 月 23 日，美國聯邦通信委員會 （FCC） 宣布將采用規則開放 6 GHz 頻段 （5.925–7.125 GHz） 以供 WiFi 6 未經許可使用。

與之前的 IEEE 802.11ac 標準相比，這一備受期待的舉措進一步提高了對速度的預期，遠遠超過了已經估計的 30-40%。預計帶寬也會顯著提高。

然而，盡管強調了這些好處，WiFi 最持久的問題之一是延遲問題，即無線傳輸和接收大量信息所需的時間延遲。

盡管許多應用程序相對不受影響，但對延遲敏感的應用程序包括增強和/或虛擬現實、具有大量用戶的公共接入點和高清視頻饋送。因此，隨著 WiFi 6 承諾將延遲減少約 75%，許多產品開發人員感到興奮是可以理解的。

然而，新 WiFi 6 標準（稱為 WiFi 6E）的可用頻率的擴展只是減少延遲的難題的一部分。連接到這些網絡的 WiFi 6 和現在支持 6E 的設備還必須設計有尖端的射頻組件，以將延遲降至以前認為無法實現的水平。

對于某些應用程序來說，延遲仍然是一個問題，”Johanson Technology 的 Manuel Carmona 解釋道。“例如，在線視頻會議有 300-400 毫秒的延遲 ［使用 IEEE 80211.ac］。這讓你很難與你的樂隊成員進行現場即興演奏。WiFi 6 和 6E 與極低延遲的射頻組件相結合，將解決許多此類問題。”

帶通濾波器

任何 RF 無線設備最關鍵的組件之一是帶通濾波器，可將信號保持在 FCC 規定的指定頻率內。為了滿足這些新要求并保持在指定的頻率范圍內，WiFi RF 芯片組需要能夠提供適當的過濾，以在較小的空間內實現最佳的 FCC/ETSI 合規性。

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頻段中的超寬帶相比，這可能是一個挑戰。

Carmona 解釋說：“設計一個足夠銳利的帶通濾波器來拒絕您想要通過的頻率旁邊的不需要的頻率是一項挑戰。” “要做到這一點，你需要一條非常鋒利的裙子，這樣過濾器就更有選擇性。通常，這需要更昂貴的技術，例如 SAW ［表面聲波］、BAW ［體聲波］ 或 FBAR ［薄膜體聲諧振器］。”

幸運的是，RF 組件制造商現在正在開發無源表面貼裝帶通濾波器，以滿足新的 WiFi 6E 標準，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 剛剛發布了其首款陶瓷 SMT 帶通濾波器（部件號：6530BP44A1190），其通帶為 5925-7125 MHz，同時抑制其他干擾頻帶。

該產品在 LTCC（低溫共燒陶瓷）制造工藝中采用了一種新型專有陶瓷材料，旨在提高與高 Q 標準性能相似的性能。高 Q 因子是一個無單位的數值，表示 RF 組件的性能。

SMT 帶通濾波器封裝在稱為 IPC 或集成無源組件的單片、經濟高效的設備中。IPC 本質上是電子子系統，它將多個分立無源元件組合到一個表面貼裝器件中，從而大大減少了所需的電路板空間。通過這種方法，可以得到一個單一的、薄型封裝，其尺寸小于由單個組件組成的同一電路的 20%。

IPC 可用于幾乎任何類型的無源電路，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調理電路。

“由于 PCB 空間處于最佳狀態，無源元件的尺寸和布局至關重要，因為隨著一切變得越來越小，在板上放置更多元件變得越來越困難，”Carmona 解釋道。“因此，設計工程師正在尋求組件制造商提供幾乎不占用實際電路板空間的小型化解決方案。”

高 Q SMT 帶通濾波器的另一個優點是，作為無源器件，它不需要直流電壓，因此可以延長器件的電池壽命。

“濾波器延長了電池壽命，因為您不必使用盡可能多的電流來操作您的射頻子系統，其中包括進入無線產品 PCB 的芯片組和其他組件，”Carmona 說。

延遲的減少預計還將影響可同時連接的用戶數量或客戶端密度，這是 WiFi 6 的另一個關鍵目標，因為智能家居、可穿戴設備和其他設備的持續普及。

WiFi 6 旨在讓路由器等網絡接入點同時與更多用戶和設備更有效地進行通信。WiFi 6 路由器可以將更多信息打包到它們發送的每個信號中。此外，WiFi 6 接入點將能夠在多個接收設備之間劃分每個信號，通過一次傳輸為所有接收設備提供服務。

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

“IPC 基本上是一種即插即用的解決方案，”Carmona 說。“通過與領先的芯片組制造商合作，我們已經完成了研發，以確保針對特定芯片進行優化。它不僅可以工作，而且符合 WiFi 6E 的新排放要求。”

審核編輯：郭婷