滤波器在Wi-Fi6E中的作用

Wi-Fi功能在智能设备上的广泛可用性，整体提高服务质量（QoS）的潜力，以及在密集环境中将视频流式传输到智能手机的能力，推动了客户保留率。

Wi-Fi是一个品牌名称，而不是首字母缩略词，IEEE 802.11标准定义了支持与当前支持 Wi-Fi 的无线设备（包括无线路由器和无线接入点（AP）进行通信的协议。这些标准在不同的频率上运行，提供不同的带宽，并支持不同数量的通道。此外，Wi-Fi 的命名约定包括一个数字以增加特异性，例如Wi-Fi 6和 Wi-Fi 6E。

使用Wi-Fi 5时，需要高速无线连接的多个设备的影响会对网络产生直接影响，导致延迟时间和数据速度下降，从而对用户体验产生负面影响。另一方面，当使用多个设备时，Wi-Fi 6将保持相同的数据速度。Wi-Fi 6中采用了两种技术：多用户、多输入、多输出（MU-MIMO）和正交频分多址 （OFDMA），从而提高了处理更多设备的能力。Wi-Fi 6的其他好处包括更低的延迟，因为信号中更好地“打包”数据，延长电池寿命，以及WPA3中的重大安全协议升级，这是近十年来的第一次。

Wi-Fi 6E使用与Wi-Fi 6相同的编码和信道宽度，是指支持新的免许可6GHz 频段的 Wi-Fi。“E”代表“扩展”，是指FCC在Wi-Fi 1首次宣布后于200年6月开放的2020 GHz范围内的6，6 MHz 免许可频谱。由于如此大的带宽和Wi-Fi 6的升级技术相结合，预计Wi-Fi <>E将大幅增长。

无线网络和干扰

可供Wi-Fi使用的未经许可的频谱的增加对于Wi-Fi的全球扩散来说是一个极其重要的发展。在美国分配的未经许可的频谱对于蜂窝卸载以保持积极的消费者体验至关重要，许多其他国家正在寻求效仿。在分配给未经许可使用的特定频率集中，有一组特定带宽的“信道”：20MHz、40MHz、80MHz或160MHz。通道带宽越大，数据速度越高。考虑到2.4GHz、5GHz 和6GHz 的可用总频率，非重叠选项仅限于2.4GHz，但在较高频率下会显著增加（图 2）。

Wi-Fi的干扰挑战有两个不同的因素 - 来自未授权频段内现有者的干扰信号和来自未授权频段外的干扰信号 - 这会导致频段内的谐波。动态频率选择 （DFS）、发射功率控制 （TPC）、室内低功耗 （LPI） 和自动频率协调 （AFC） 定义了如何在 Wi-Fi 中管理带内干扰。

然而，这些技术都没有解决未经许可的频段之外的潜在干扰信号，这些信号会产生带内谐波“噪声”，更糟糕的情况是，会导致低噪声放大器（LNA）饱和并“阻塞”所需信号。这是滤波的功能，将潜在的干扰源衰减到不产生带内噪声的程度。

滤波器在Wi-Fi6E中的作用

4GLTE网络的激增、新5G网络的部署以及Wi-Fi的普遍性正在推动无线设备必须支持的射频（RF）频段数量的急剧增加。每个频段都需要使用滤波器进行隔离，以将信号保持在正确的“通道”中。随着流量的增加，允许基本信号有效通过的要求将会增加，从而防止电池耗尽并提高数据速度。

滤波器对于宽带宽和高频功能至关重要，最具挑战性的是带宽为6，1MHz，最大频率为200.7 GHz的新型Wi-Fi 125E。随着越来越多的流量利用5GHz – 3GHz频率范围内的7G和Wi-Fi，频段之间的干扰将危及这些先进无线技术的共存并限制其性能。因此，需要更高性能的滤波器来保持每个频段的完整性。此外，移动设备和AP中可用的天线数量有限，这将改变架构，以增加天线共享的使用，这将进一步提高滤波器的性能要求。

滤波器必须不断发展，以满足新的Wi-Fi6和Wi-Fi6E以及5G操作的要求。以前的无线应用中的滤波器技术，如表面声波（SAW）、温度补偿表面声波（TC-SAW）、坚固安装的谐振器-体声波（SMR-BAW）和薄膜体声谐振器（FBAR）——可以扩展到带宽和更高的频率。但这是以牺牲其他关键参数为代价的，例如损耗和电源耐用性。或者，多个滤波器可以覆盖宽带宽，既可以与非声学滤波器混合使用，也可以作为多个部分。

使用更新的高性能过滤，结果将是更高的数据速度、更低的延迟和更强大的覆盖范围。在大流行的远程工作环境中，每个人都遇到过 Zoom 通话视频停滞、视频游戏滞后以及房屋周边失去连接的经历。新的Wi-Fi技术与新的宽带宽频率相结合，并受到高级过滤的保护，将提供向前发展的解决方案。

这些滤波器有助于实现所需的宽带宽、高频操作、低损耗和高功率能力。例如，XBAR基于体声波（BAW）谐振器技术。这些谐振器包括单晶、压电层和顶面上的金属叉指换能器 （IDT）。

图3比较显示了基于XBAR的滤波器和混合Wi-Fi6E滤波器的测量性能。来源：共振

在图 3的比较中，混合集成无源器件（IPD）FBAR Wi-Fi6E滤波器仅针对 5 GHz免许可频段的信号提供干扰保护，而不针对5G sub-6GHz或UWB信道的信号，而 XBAR Wi-Fi 6E 滤波器可保护 Wi-Fi6E 频段免受所有潜在干扰问题的影响。

用于Wi-Fi 7的射频滤波器

Wi-Fi在满足容量和数据速度需求方面补充了蜂窝网络。Wi-Fi6和大量增加的频谱使Wi-Fi更具吸引力。然而，Wi-Fi和5G的共存将需要滤波器来应对潜在的干扰问题。这些滤波器需要提供宽带宽、高频操作、低损耗和高功率能力。

随着Wi-Fi 7设备的认证预计将于2024年初进行，针对更苛刻要求的滤波器的需求只会加剧。此外，大流行后生活方式和工作空间的转变意味着只会有更多的新设备类型和数据饥渴的应用程序。