Wi-Fi跟AP類設備製造商麵臨射頻與天線設計挑戰

 

得益於新標準的頒布和更多免受限頻段的加入
，可預期全球範圍內支持Wi-Fi功能的設備將會激增。

 

據ABI Research估算，到2025年，全球Wi-Fi設備的保有數量將從2020年的104億部左右增長到155億部以上。諸如汽車

、智能家居
、家庭娛樂、遊戲和可穿戴設備等快速增長的目標市場
，以及越來越多的企業采用，都在推動Wi-Fi設備的增長。

 

當然
，沒人喜歡性能不可靠的Wi-Fi連接。如果設備製造商想要充分利用Wi-Fi帶來的機遇，那麼他們的產品將需要提供穩定且可預測的性能。實現更高的數據吞吐量、更短的延遲時間和更低的功耗都是必須的，而所有這些也都是Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E標準所要求的。此外，這些對性能功耗的要求都必須在Wi-Fi所支持的所有頻段上同步實現。

 

因yin此ci
，如ru何he進jin行xing互hu聯lian設she備bei的de天tian線xian設she計ji與yu優you化hua
，成cheng為wei了le實shi現xian上shang述shu目mu標biao的de其qi中zhong一yi環huan，但dan是shi傳chuan統tong的de天tian線xian設she計ji幾ji乎hu都dou是shi針zhen對dui客ke戶hu係xi統tong進jin行xing的de定ding製zhi，即ji使shi對dui於yuWi-Fi
、藍牙和Zigbee這些常見的通信協議也是如此
，更遑論那些頻段在不同國家和地區都有所不同的蜂窩移動通信、物聯網通信標準和私有協議。這樣的開發模式需要大量的設計、zhizuoheceshifenxishijian，tongshihaiyinweifeibiaozhunhuadechanpinhaidailailewufacaiyongzidongtiepianjiagongliuchengdewenti，gongyinglianyefeichangnanyikongzhi，nameshifouyouyizhonggenghaodesheji、開發和應用模式和方法呢
？。

 

使用Virtual Antenna™去創造顛覆性的Wi-Fi產品

 

Ignion提供了創新的、標準化、芯片式Virtual Antenna™天線係統縮短了Wi-Fi設備的上市時間
，同時還能實現與定製天線相當的性能水平，也無需依靠天線專家來解決與多頻段產品相關的複雜設計問題。

 

通過Ignion創新性的天線技術，並使用一個簡單的匹配電路，電子工程師可以簡單地“微調”設(she)備(bei)以(yi)適(shi)應(ying)不(bu)同(tong)的(de)頻(pin)段(duan)，同(tong)時(shi)仍(reng)能(neng)確(que)保(bao)必(bi)要(yao)的(de)性(xing)能(neng)水(shui)平(ping)。對(dui)於(yu)業(ye)務(wu)決(jue)策(ce)者(zhe)來(lai)說(shuo)
，值(zhi)得(de)慶(qing)幸(xing)的(de)是(shi)，設(she)計(ji)周(zhou)期(qi)縮(suo)短(duan)了(le)，成(cheng)本(ben)降(jiang)低(di)了(le)，而(er)且(qie)結(jie)果(guo)是(shi)可(ke)預(yu)測(ce)的(de)。沒(mei)有(you)必(bi)要(yao)進(jin)行(xing)實(shi)驗(yan)性(xing)和(he)工(gong)匠(jiang)式(shi)的(de)天(tian)線(xian)設(she)計(ji)，因(yin)為(wei)這(zhe)些(xie)設(she)計(ji)總(zong)是(shi)會(hui)帶(dai)來(lai)性(xing)能(neng)反(fan)複(fu)、延遲上市時間和打破研發預算的風險。

 

ABI Research董事總經理兼副總裁Dan Shey對Ignion尖端的解決方案印象深刻。“匹配網絡可以在數小時內創建
，”他表示
，“而且由於Virtual Antenna™技術是標準化和模塊化的
，因此可以確保設備製造的可複製性和速度。Virtual Antenna™技術將會降低開發總成本。”

 

庫存管理和供應鏈物流也變得更易於處理。采用Virtual Antenna™技術的Wi-Fitianxianxitongfugaileyuwuxianxieyixiangguandesuoyoubiaozhunhepinduan，yinciwuxuweibutongdiqucaigoubutongdetianxian，jinguanzainaxiediqukeyongdepinpuhenkenengshibutongde。

 

NRE費用也是天線設計過程中必須考慮的問題
，由於傳統天線采用定製模式，因此許多情況下天線設計公司還要向係統和模組廠商征收NRE費用。但是采用標準化芯片式天線
，隻需在Ignion的中文網站上采用Fast Track工具，就可以免費完成天線設計從而節省NRE費用
；相同的Wi-Fi設備隻需要進行一次設計
，就可在不同地區成功運行。

 

ABI Research1在其最近出版的一份白皮書中強調了使用Ignion的Virtual Antenna™方法與其他天線設計方法相比的優勢
，該市場研究機構得出結論：“Virtual Antenna™技術的主要優勢之一是有助於減少產品庫存和簡化集成複雜性。”

 

 

在性能上沒有折讓

 

Ignion聯合創始人兼創新副總裁Carles Puente明確表示，一些人認為Virtual Antenna™產品是標準化現成可用的，就意味著Wi-Fi設備在性能上有折衷，這是一種錯誤的觀念。

 

“有些人可能會感到進退兩難，”他說，“如果您想獲得最佳的性能，那麼您需要定製天線；如果您想獲得又快又便宜的產品

，那麼現成的芯片式天線就是最好的選擇；我們的技術實現了兩全其美！您隻需要簡單地調整匹配網絡
，而不是天線部分，即可獲得定製天線的性能。所以使用Virtual Antenna™技術，在性能上沒有任何折讓。”

 

印製電路板（PCB）走(zou)線(xian)和(he)衝(chong)壓(ya)金(jin)屬(shu)是(shi)天(tian)線(xian)設(she)計(ji)的(de)其(qi)他(ta)一(yi)些(xie)選(xuan)擇(ze)項(xiang)。對(dui)於(yu)單(dan)頻(pin)段(duan)應(ying)用(yong)來(lai)說(shuo)，前(qian)者(zhe)可(ke)能(neng)在(zai)成(cheng)本(ben)方(fang)麵(mian)更(geng)具(ju)吸(xi)引(yin)力(li)，但(dan)是(shi)對(dui)於(yu)多(duo)頻(pin)段(duan)部(bu)署(shu)而(er)言(yan)，如(ru)何(he)調(tiao)整(zheng)走(zou)線(xian)的(de)長(chang)度(du)和(he)幾(ji)何(he)形(xing)狀(zhuang)可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)問(wen)題(ti)。ABI Research表示
，PCB走線的一個主要缺點是生產過程中可能存在不一致性
，這反過來又會導致質量問題。

 

易於使用的“匹配網絡”功能是Virtual Antenna™係統的一部分

，該功能不會遇到這些類型的問題。

 

根據ABI Research的分析
，金屬衝壓方法可以提供良好的多頻段性能
，但這隻有在“適當的定製設計”前提下才可能有效。這將涉及為每個設計定製製造模具和工具等額外投資。振動也可能會使天線鬆動。

 

“如果您更改頻段或PCB尺寸
，當使用其他方法來設計天線時，您將重新回到繪製電路板階段，必須重新設計，”Ignion北美銷售總經理Dan Klaeren說

，“使用Virtual Antenna™技術
，就無需從頭開始。設備製造商可以重複使用現有的設計。”

 

Ignion Wi-Fi產品組合中的NANO mXTEND™芯片式天線，這是目前世界上尺寸最小的Virtual Antenna™天線元件。

 

Ignion擁有三款標準化
、現成的Wi-Fi Virtual Antenna™產品，每款產品都適用於小尺寸設備。它們覆蓋了與該無線協議相關的所有標準和頻段。

 

“Wi-Fi市場需要小巧
、時尚、頗具吸引力的設備
，無論您是麵向消費者還是企業
，您都希望將這些產品快速推向市場，”Ignion的Dan Klaeren說
，“這意味著要求縮短設計周期和降低風險，這一切都可以通過我們獨特的無線Fast Track工具實現。”

 

設計周期也是天線和射頻開發團隊必須考慮的一個問題，由於傳統的天線設計都需要花費大量的時間去設計、測試和調試
，因此給射頻工程師帶來了不少的工作。但是采用Virtual Antenna技術，可以在Ignion中文網站上使用Fast Track工具，在24小時內就可為Wi-Fi設備提供樣品匹配電路設計。

 

 

NANO mXTEND™是目前最小的Virtual Antenna™芯片式天線
，其超級小巧的尺寸僅為3.0 x 2.0 x 0.8毫米。NANO mXTEND™於今年5月在Wi-Fi世界大會（Wi-Fi World Congress）上推出，可安裝在PCB的角落或邊緣位置。該芯片天線的第一個應用場景是以2.4 GHz頻段為中心的應用
，包括Wi-Fi，BLE跟Zigbee，後續將繼續開發NANO的其他無線應用。

 

 

DUO mXTEND™芯片式天線支持Wi-Fi 6，並覆蓋了2.4 GHz和5 GHz頻段。它的尺寸為7.0 x 3.0 x 2.0毫米，非常適合諸如遊戲耳機等需要2.4 GHz和5 GHz連接的接入點和邊緣設備。

 

 

ONE mXTEND™產品是一款微型超薄芯片式天線。它的尺寸僅為7.0 x 3.0 x 1.0毫米，幾乎可以安裝在任何硬件平台上。

 

ONE mXTEND™覆蓋2.4 GHz
、5 GHz和6 GHz頻段，支持Wi-Fi 5
、Wi-Fi 6和Wi-Fi6E。即使設備製造商還沒有準備好使用全部的Wi-Fi標準和頻段，但是通過從一開始就采用ONE mXTEND™，在當需要進行擴展時，就不需要進行冗長且昂貴的重新設計。ONE mXTEND™是一種麵向未來的設計Wi-Fi產品天線創新方法。

 

 

為8x8 MIMO做好準備

 

Wi-Fi 6的到來擴展了對多輸入多輸出（MIMO）的支持
，從Wi-Fi 5支持的4x4天線配置擴展到8x8 MIMO配置。新標準還引入了上行鏈路多用戶功能MU-MIMO
，它支持多個客戶端同時向接入點傳輸數據。

 

為了提高Wi-Fi容量，需要在狹小的空間內容納多個天線，這與Ignion的微型Virtual Antenna™芯片式技術相得益彰。“在MIMO配置中

，如果天線距離太近，可能會導致次優耦合，”Puente解釋說，“通過我們的創新解決方案
，您可以將我們的芯片式天線安裝在AP或者Wi-Fi設備的PCB框架或周邊
，由於已經知道它們占用最小的空間
，並且可以盡可能地分開，同時仍能提供所需的多頻段性能。”

 

 

不受芯片短缺的影響

 

由於疫情的影響，陶瓷芯片和半導體產品供不應求。但這並不會影響Ignion芯片式天線的生產。我們的芯片天線是以環氧玻璃材料為基礎的
，這是一種在PCB中常見的基板材料。環氧玻璃是一種具有廣泛來源的材料，現在在全球多個工廠生產。使用Ignion的Virtual Antenna™芯片天線的客戶無需為漫長的交貨時間而煩惱。

 

因為使用標準化的產品
，他們也無需擔心無法預測的設計周期和不合格的性能。

 

Virtual Antenna™係統為Wi-Fi設備製造商提供了安心保障，讓他們的工作更輕鬆
，並使他們能夠集中精力去全力開發這個蓬勃發展的市場。