WIFI 产品在现实生活中出现的越来越频繁了,对于各个器件的设计厂商来说,这个东西是又爱又恨。爱的原因呢,多了一种数据联通方式,产品多了亮点,不必被网线束 缚。恨呢,WIFI这东西设计到射频信号处理,射频电路对小公司来说简直是噩梦,还有天线选型,天线匹配一些东西。
WIFI 模组,成了现在很多厂商的必选,为什么不直接在板子上布WIFI电路呢?这里的门路我们说道说道,WIFI电路在设计阶段,上面有很多关于RF的电路。这 些电路和整个电子制造都有关系。RF电路决定WIFI产品的性能。那它和什么有关系呢?首先它和PCB制版有关系,其次它和元件的摆放位置有关系。最后还 和他们的值有关系。那么不同的板子不同的布局为了达到同样的效果,值也有可能完全不一样。
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那我们一般该怎么处理这部分电路呢。
首先,电路框架基本都是一样,就是该有元件的地方都要有,还有布局的话劲量按照最优布局来布。这是基础。其次你要有一台好的仪器去测试和验证。一般我们会使用综测仪去测试RF电路的性能。我们根据测试的结果和调试经验再去调整这些元件的值,以达到最好的水平。还有在生产的时候需要校准这道工序,也是需要用到测试仪器的。综测仪的价格一般都在几十万吧。而调试经验则是需要一定的年限熬出来的,所以说小公司不愿意碰。所以说选择模块是最好的一种快速,简单的开发模式。
如果模组确定了,那还涉及什么东西呢。天线和结构。其实他们都是影响发射效率的。
现在天线大概有这么几种:
1、全向杆状天线,我们所谓的全向是水平方向上增益比较高。
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2、金属天线。有全向的,也有极性的,在水平方向上比全向要差,但有个别方向上有比较突出的增益效果。
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3、FPC天线。 低成本的天线方案,国内有很多厂商喜欢用。
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4、陶瓷天线。体积小,相对增益效果还行。用于便携设备。
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5、板载天线。
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天线大概有这么几种型号。具体的参数具体讨论。除了第一种是外置天线,其他的都是内置天线了。内置天线放在什么位置就和结构有关了。金属会屏蔽WIFI信 号,如果是金属机壳的话就WIFI天线信号就很难从机壳内辐射出来了,所以劲量不要选用金属外壳或者镀银漆外壳。还有内部的PCB板会阻隔WIFI信号。 其实现在WIFI的发射功率现在基本都固定在100mW,这是无线电管理委员会规定发射功率最高不能超过100mW。所有能买的设备基本都要过无委认证。 那么性能好不好,多取决于天线匹配,天线,天线位置。
那么设计中我们要做哪些工作呢?
天线的性能。我们要测试天线的性能好不好,很多时候我们可以参照天线厂商提供的各种DATASHEET。但是要注意各个厂商提供的参数,有没有漏项,或者复测一遍,看看是不是这个效果。
天线在整机内的效果。在组装好的整机里,测试天线的驻波比。天线匹配电路,我们一般会在天线馈线端留一个PI型网络,做天线端的匹配。这个PI型网络能有效的改善天线在机器内的驻波比情况。
天线的位置。在这里我只讨论内置可更改位置的天线,不讨论外置和板载天线。我们一般路由和机器都在一个水平面上,我们常规的需求是在水平方向上天线增益要 高。所以要根据天线的增益方向大小确定天线的姿态,但仅仅是调整姿态,并没有确定位置。还要遵守一项原则,天线要离PCB板至少1cm(是有铜的地方)。 最后确定天线附近有没有高速信号线,电感之类的。倾向把天线放置在边角的位置,这样他的辐射范围更大。
这样整机已经完成了天线的布局,我们需要做的就是 各个信道,各个方向,穿墙能力的测试,如果不满足设计要求,更换天线,更换位置,再测试结果。