在 Wi-Fi 世界中，工程师需要解决的最关键的设计挑战之一是产品温度。

路由器和接入点内的 Wi-Fi 组件通常会承受 60°C (140°F) 或更高的平均温度，即使室温是 25°C (77°F) 的中等温度。在 Wi-Fi 产品设计的早期考虑这一事实很重要，以帮助最大限度地减少重新设计问题和额外成本。让我们来看看温度对组件性能的一些最大影响，以及克服 Wi-Fi 前端设计中的热挑战的策略和特定 RF 产品。

不断发展的 Wi‑Fi 生态系统

热量始终是 Wi-Fi 接入点和路由器中的一个问题，随着无线生态系统变得越来越复杂，挑战也在增加（图 1）。

图1

几个趋势导致了热挑战：

更多 Wi-Fi 信道上的更多用户：今天的接入点和节点支持多达 8 个 2.4 GHz 和 8 个 5 GHz 的连接路径，并且它们必须支持比以往更多的设备和用户。

缩小尺寸和扩展功能：Wi-Fi 硬件继续将更多功能打包到更小的产品空间中，尤其是在许多分布式 Wi-Fi/mesh 产品中。

Wi-Fi 6，下一代 Wi-Fi：借助 Wi-Fi 6 (802.11ax)，处理器必须更加努力地支持更复杂的调制方案、更高的数据速率和更大的吞吐量。这会产生更多热量并增加射频前端 (RFFE) 性能不佳的风险。

支持物联网 (IoT)：一些 Wi-Fi 设备现在包含更多无线电，以支持通过 Zigbee、蓝牙、低功耗蓝牙 (BLE) 和 Thread 进行通信的物联网设备。

这些趋势导致 Wi-Fi 前端中射频链路的数量增加，从而增加了单元内的热量。当单元尺寸与前几代相同甚至更小时，问题尤其严重。单位温度的这种增加也增加了射频调谐的挑战。

简而言之，在更小的产品占用空间中更多的功能和更多的数据吞吐量都会导致相同的问题：更多的热量。

热量如何影响 Wi-Fi RFFE 组件

热量会降低整体系统性能，影响吞吐量、覆盖范围和防止干扰的能力。因此，在设计 Wi-Fi 系统时，选择可以缓解与热相关问题的 RFFE 组件非常重要。

• 随着设备从 802.11ac 过渡到 802.11ax，将需要更高效的组件来最大限度地减少产生的热量。

• 设计人员应考虑使用完全优化的集成前端模块 (FEM) 而不是分立的前端组件。这减少了线路长度和对额外调谐组件的需求，这会导致插入损耗。

温度主要影响以下 RFFE 组件：

• 功率放大器 (PA)
• 射频开关和低噪声放大器 (LNA)
• 滤波器

以下是每种类型组件的一些与热相关的设计挑战：

用于管理热量的 Qorvo Wi-Fi 解决方案：Tx 和 Rx FEM

对于每一代新产品，Qorvo 都会挑战其设计团队在不增加功耗的情况下增加线性功率 — 以设计在与前几代相同的功耗下提供更高吞吐量的器件。为了帮助实现这一目标，我们的许多产品都是集成了发射和接收功能的 FEM（表 1）。使用 RF FEM 可减少线路长度、插入损耗和总功耗。 FEM 还简化了 RF 设计并减少了 RF 组件的总数。

表1

用于管理热量的 Qorvo Wi-Fi 解决方案：滤波器和 iFEM

Qorvo Wi-Fi 滤波器使用高性能 BAW 技术，与 SAW 相比，该技术具有更低的插入损耗和温度漂移（图 2）。

图2

除了我们的分立滤波器，我们还提供集成 FEM (iFEM)，将 BAW 滤波器与我们的有源组件相结合。将滤波器集成到模块中可减少对外部调谐的需求，并提供可加快上市时间的高性能产品。使用 BAW 滤波器的 Qorvo Wi-Fi 产品包括以下产品。

表1

分离的体声波滤波器：

QPQ1907：2.4 GHz Wi-Fi/蓝牙/LTE 共存体声波滤波器

885136：2.4 GHz Wi-Fi 带边 BAW 滤波器

带有集成 BAW 滤波器的 iFEM：

QPF7221：具有集成共存 BAW 滤波器的 2.4 GHz Wi-Fi iFEM

QPF7219：具有集成 FCC 带边 BAW 滤波器的 2.4 GHz Wi-Fi iFEM

选择可帮助您抵御高温的 RF 合作伙伴

由于当今的 Wi-Fi 设计将如此多的无线电和 RF 链挤压在一起，因此与 RF 供应商合作非常重要，这种供应商可帮助您满足线性功率预算，同时最大限度地减少功耗以克服热挑战。

（参考来源：Qorvo）