Qorvo滤波器和先进FEM产品赋能Wi-Fi演进

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2024年,Wi-Fi 7正式商用;如今,Wi-Fi 8也已蓄势待发。

随着低空经济兴起、智能终端爆发与万物互联加速落地,Wi-Fi 正从“连接工具”跃升为数字基础设施的核心支柱。而在这场速率、能效与可靠性并重的技术演进中,射频前端系统,尤其是滤波器与功率放大器(PA),已成为决定用户体验的关键基石。

多频共存下的“自干扰”困局

现代高端Wi-Fi接入点(AP)普遍采用三频架构:2.4GHz、5GHz与6GHz并行工作,支持4×4 MIMO甚至更高阶配置。以典型的4+4+4方案为例(即在三个工作频段上各配置4条独立射频链路),整机需集成12路独立射频链路。在性能飞跃的同时,也引入了复杂的信号管理难题。

问题的核心在于:当6GHz发射通路工作时,其功率放大器(PA)会不可避免地产生带外谐波与杂散发射,部分能量恰好落入相邻的5GHz频段。 若无有效隔离,这些“泄露信号”将被5GHz接收链路误捕获,形成所谓的“自干扰”。在Wi-Fi 6E时代,1024-QAM调制尚可容忍一定噪声;但Wi-Fi 7引入4096-QAM后,对EVM(误差矢量幅度)的要求陡增——任何微小干扰都可能导致解调失败,系统吞吐骤降。

除此之外,Wi-Fi 7新增的Multi-Link Operation(MLO)功能允许多频并发传输。这意味着AP可同时通过5GHz与6GHz与终端通信。若两频段间存在串扰,MLO的协同增益将大打折扣,甚至引发链路不稳定。

“频段越多、速率越高,对射频前端‘纯净度’的要求就越苛刻。” Qorvo亚太区无线连接事业部高级行销经理Jeff Lin(林健富)指出,“这正是Qorvo滤波器和先进FEM产品的价值所在。”

滤波器:多频系统的“交通警察”

在此背景下,滤波器的角色从“可选组件”升级为“系统刚需”。其核心使命,是在发射端滤除带外杂散,在接收端阻隔邻道干扰,确保各频段信号“各行其道”。

以三频架构中的6GHz通路为例:信号经FEM中的PA放大后,必须通过6GHz专用滤波器,才能送至天线。该滤波器具备陡峭的带外抑制能力,可将在5GHz频段的泄露信号衰减数十dB,从而避免污染相邻频段。同理,5GHz频段亦需滤波器阻挡6GHz反向干扰。这种“双向隔离”机制,是保障三频共存稳定性的关键。

而在双频架构中,不存在5GHz频段与6GHz频段之间的干扰,但2.4GHz频段同样需要滤波器。如按照美国FCC标准,由于2.4GHz频段的channel 1和channel 11可能邻近无线电话的信号,这两个频道的功率需要低于-41.25dBm/MHz。在若无专用滤波器,厂商只能将这两个频道功率从1W限制到100mW,牺牲覆盖性能。

作为Wi-Fi系统抗干扰的核心保障,作为全球领先的连接和电源解决方案供应商,Qorvo凭借多年技术积累,提供全频段的滤波器解决方案,覆盖全场景需求:

全频段覆盖:Qorvo提供一系列全频段高性能滤波器,具备超高隔离度与低插入损耗,完美解决多频段交叉干扰问题。

定制化子频段方案:面对企业级网络对频谱精细划分的需求,Qorvo推出的滤波器组合可以支持将6GHz频段或5GHz频段拆分成高频和低频两个子频段进行独立管理,这种灵活架构为业务隔离与信道规划提供硬件基础。

FEM:能效与性能的再平衡

如果说滤波器解决了“干净传输”的问题,那么非线性FEM则直面“高能耗”的挑战。

传统线性FEM虽然性能稳定,但功耗很高:以Qorvo 同一系列的线性FEM与非线性FEM为例,前者在相同输出功率下,平均每颗FEM的能耗增加了0.4W。在12路Wi-Fi 7 AP中,这种差异将累计带来4.8W的功耗差距。这不仅意味着更高的电费支出,更会直接导致设备发热集中、散热成本上升,甚至限制产品的小型化设计。

正因如此,非线性FEM正成为行业新选择。但因其本身较差的线性度,非线性FEM必须与主芯片厂商深度协同,配合数字预失真(DPD)算法,才可在保持高效率的同时校正失真。该算法通过实时监测FEM输出信号,动态调整驱动波形,从而在发射端“预补偿”非线性失真,最终在接收端实现接近线性FEM的解调性能。

这一转变并非单纯技术偏好,而是系统级权衡的结果。更低的功耗意味着:

更低功耗的电源适配器

散热设计简化

设备体积缩小

符合欧盟等市场日益严苛的能效法规

Qorvo的非线性FEM解决方案作为Wi-Fi 7时代的核心节能方案,采用创新架构设计并深度协同DPD算法,在实现高性能传输的同时达成显著功耗优化。Qorvo能够针对不同芯片平台提供定制化设计。例如,面向博通平台,Qorvo分别推出适用于2.4GHz、5GHz和6GHz各个频段的非线性FEM,精准匹配各频段性能需求,在释放非线性FEM效率优势的同时,充分满足芯片平台的技术规范,为Wi-Fi 7应用提供高效、稳定且高度集成的射频前端方案。

Qorvo的线性FEM解决方案则聚焦于对信号线性度要求极高的专业场景,实现稳定可靠的性能输出,显著降低开发门槛与调试复杂度,帮助客户缩短产品上市周期。为客户提供兼具稳定性与成本优势的灵活选择,尤其适用于医疗设备、工业控制等对信号纯净度要求严苛的专业应用场景。

结语

正如Jeff所言:“无论是滤波器还是FEM,Qorvo都能提供完整的解决方案,通过多样化的产品组合,灵活应对各类频段和应用场景。”

在这场由速率、能效与可靠性驱动的变革中,Wi-Fi作为数字世界的“最后一米”,其演进速度直接关乎千行百业的智能化进程。Qorvo始终以客户需求为核心,凭借在射频器件领域的深厚积累,提供性能卓越、功耗优化、兼容性强的Wi-Fi解决方案。无论是解决多频段干扰的滤波器,还是引领节能趋势的非线性FEM,Qorvo都在以技术创新打破行业瓶颈,助力终端厂商打造更具竞争力的产品。

 

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