CN115458886A - 一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法，通过改变器件引脚的焊锡锡量改变S参数，所述S参数为散射参数。本发明所述的一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法，进一步提升国产全频段的DR滤波器的生产一致性及抑制能力，降低产品的成本，提高产品的竞争力。
Description
技术领域
本发明属于测试技术领域，尤其是涉及一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法。
背景技术
目前业内WiFi 5G/6GHz共存filter有Xbar/Fbar、DR、LTCC等不同类型。XBAR/FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)因技术和专利原因，目前国内没有生产，只有欧美少数几家厂商可以生产，它的优点是封装小、SMT焊接要求低；LTCC滤波器的封装尺寸可以做到较小，但是它的致命缺点是受技术工艺限制美规做不到全带宽，目前市面上的LTCC滤波器都是砍掉6GHz前面160MHz带宽；DR(腔体)滤波器封装尺寸较大，且对屏蔽罩距离、高度以及SMT焊接要求高，上板性能会恶化，有生产一致性的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法，以至少解决背景技术中的至少一个问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
第一方面本方案公开了一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法，通过改变器件引脚的焊锡锡量改变S参数，所述S参数为散射参数。
第二方面本方案公开了一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法，通过改变器件引脚的焊锡锡量和助焊剂改变S12参数，所述S12参数为向传输系数。
进一步的，测试S参数的方法为：使用网络分析校准测试线和铜管，将铜管的信号端连接到滤波器的引脚进行测试。
进一步的，还需要针对焊锡锡量制作对应的钢网。
第三方面本方案公开了一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，所述处理器用于执行一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法。
第四方面本方案公开了一种服务器，包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法。
第五方面本方案公开了一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法。
相对于现有技术，本发明所述的一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法具有以下优势：
本发明所述的一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法，进一步提升国产全频段的DR滤波器的生产一致性及抑制能力，降低产品的成本，提供产品的竞争力。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的介质滤波器改善前的特性示意图；
图2为本发明实施例所述的介质滤波器吃锡面积优化对比示意图；
图3为本发明实施例所述的介质滤波器改善后的特性示意图；
图4为本发明实施例所述的滤波器的起点频率增大后的特性示意图；
图5为本发明实施例所述的干扰测试组网图示意图；
图6为本发明实施例所述的介质滤波器优化吃锡面积的S参数示意图；
图7为本发明实施例所述的介质滤波器跟进口器件的比较示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
Wi-Fi 6E及Wi-Fi7工作频率范围为5.925GHz-7.125GHz，有1200MHz带宽和59个信道,较之前的 2.4GHz和5GHz工作频率是5170MHz-5835MHz，25个信道的标准有了显着改进。随着WRC-23(2023年世界无线电通信大会)的临近，国内外关于6GHz的规划讨论，变得越来越火热。
全球看来，目前ITU Region 2地区(美国，加拿大，拉丁美洲)已经板上钉钉，要把整个1.2GHz给 Wi-Fi使用。最突出的是美国和加拿大，在部分频段允许4W EIRP的标准输出功率AP。
欧洲则采取均衡的态度，欧洲CEPT和英国Ofcom把低频段(5925-6425MHz)开放给了低功率Wi-Fi (200-250mW)，而高频段6425-7125MHz目前欧洲并没有下定论。在WRC-23的议程1.2中，欧洲将考虑把 6425-7125MHz规划给IMT移动通信使用。在Region 3亚太地区，日本和韩国不约而同地将整个频段全部开放给了非授权Wi-Fi。澳大利亚和新西兰先后开始公开征集意见，其主要规划与欧洲接近，即开放低频段给非授权使用，高频段持观望态度。在全球纷纷将6GHz部分或全部开放给Wi-Fi 6E及Wi-Fi7使用的形势下，作为通信发展势头最好的国家，我们中国将来也可能会将6GHz部分或全部频段开放给非授权 Wi-Fi；
Wi-Fi对家庭、企业意义重大。目前，只能提供几百MHz的2.4GHz和5GHz Wi-Fi频段已经变得非常拥挤，影响用户体验。Wi-Fi需要更多的频谱，以支撑不断增加的需求。6GHz作为目前5GHz频段的延伸，对于未来的Wi-Fi生态系统至关重要。
最近的一份报告估计，到2023年全球将会有56亿人使用互联网，所连接的设备数量预计将从2018 年的184亿增长到2023年的290亿以上。除了这种连接的设备数量的快速增长，高清视频流和其他高带宽应用也极大程度上增加了特定时间内的数据流量，游戏、VR/AR和自动驾驶汽车等低延迟应用也需要高水平的性能和可靠性，这些应用都在实时共享数据。
虽然最新推出的WiFi 6E相比于WiFi6，它使用了新的6GHz频段，6GHz频段范围5925-7125MHz，包含7个160MHz信道、14个80MHz信道、29个40MHz信道、60个20MHz信道，让无线传输能力大增。 Wi-Fi 6E成为了WiFi历史上最大和最重要的补充之一，它有可能极大程度上在提高速度、带宽、容量和可靠性的同时减少拥堵、延迟和功耗；但是5GHz频段与6GHz频段之间只有90MHz(5835MHz-5925MHz) 的隔离带宽，如果要共存使用必须加共存filter。
目前业内WiFi 5G/6GHz共存filter有Xbar/Fbar、DR、LTCC等不同类型。XBAR/FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)因技术和专利原因，目前国内没有生产，只有欧美少数几家厂商可以生产，它的优点是封装小、SMT焊接要求低；LTCC滤波器的封装尺寸可以做到较小，但是它的致命缺点是受技术工艺限制美规做不到全带宽，目前市面上的LTCC滤波器都是砍掉6GHz前面160MHz带宽；DR(腔体)滤波器封装尺寸较大，且对屏蔽罩距离、高度以及SMT焊接要求高，上板性能会恶化，有生产一致性的问题；我们进一步提升国产全频段的DR滤波器的生产一致性及抑制能力，降低产品的成本，提供产品的竞争力。
在本方案中S参数，也就是散射参数，是微波传输中的一个重要参数；S12为反向传输系数，也就是隔离；S21为正向传输系数，也就是增益；S11为输入反射系数，也就是输入回波损耗；S22为输出反射系数，也就是输出回波损耗。
为确认滤波器的带外抑制能力和带内的插入损耗是否满足需要，对板上介质滤波器进行S参数测试；
首先，使用网络分析校准测试线和铜管，并将铜管的信号端连接到滤波器的引脚，如图1S参数测试组网图所示；量测到S21在WiFi 5G的高频点5.825GHz的值为-15.531dBWiFi 6E的低频点5.925GHz 的值为-2.3556dB,他们直接的隔离度-13.1754dB不满足隔离度需求，也比同规格的进口产品低很多；如图2介质滤波器改善前的特性所示；
为提高介质滤波器的带外抑制能力，经研究发现，介质滤波器的特性还跟吃锡量和助焊剂的多少相关，通过减少器件的吃锡的面积，S21的参数在WiFi 5G的高频点5.825GHz的绝对值有增加，隔离度有增加；隔离度能够增加的根本原因是锡量的多少对微波电路的频率特性有影响，这个特性可以通过S参数来表征；我们通过在器件引脚上每次增加不同大小的锡膏并加热融化后，测试其S参数；经过反复验证，多次实验取得较好的S参数及保证焊接可靠性，我们量化了吃锡的面积，并定制了钢网，如图3介质滤波器吃锡所示；在5.825GHz得到明显的改善；
5G的高频点是5.825GHz跟6G频段的起点5.925GHz之间间隔100M,在优化钢网可获的一定的隔离度，为获得更高的隔离度，我们结合IEEE802.11规范定义第一个工作信道的中心频率是5955MHz,起点是 5945MHz；本发明将通过调节滤波器的起点，从原来的5925MHz变更到5945MHz，这样使得5G跟6G之间的间隔由原来的100M到120M，隔离度可以提高更多。通过改变介质滤波器，表面微波电路的结构，实现滤波器起始频率的偏移，经过反复实验，可以获得稳定的滤波器起点频率的，如图3所示；
改善后的量测多个器件的数据都有满足隔离度和插损的要求，如表1介质滤波器优化吃锡面积的S 参数所示。
在改善介质滤波器的带外抑制能力的同时，我们还需要确认其跟进口器件的特性比较，经过使用图1 的测试方式，量测了进口器件的S参数，其中5825MHz到2442MHz的数值的绝对值越大，说明器件的带外的抑制能力越好，5925MHz到7125MHz的数值的绝对值越小，说明器件的带内的损耗越小，优化后介质滤波器的特性已经达到进口器件的特性，如表2介质滤波器跟进口器件的比较所示；
为进一步验证产品的带外抑制能力是否满足产品需求，我们选择了大功率的5GAP让其工作在WiFi 5G的高频段，让WiFi 6E工作在低频段，如图3干扰测试组网图，并让两组产品之间跑满载吞吐量，分别单独跑吞吐量和同时跑吞吐量，发现并没有数据WiFi 6E的性能没有下降，没有被干扰，如表3介质滤波的干扰测试；介质滤波器改善钢网后，对带外的抑制能力得到有效的验证。
将滤波器的起点频率提高后，从5925MHz提高到5940MHz后，在上面修正钢网的基础上，可以提高隔离度,从图2测试结果5835MHz点的-47.90.3,到图3测试结果5855MHz点的-54.647MHz,提升了约为 10dB；在实际测试验证中，吞吐量曲线，没有下降的现象；
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法，其特征在于：通过改变器件引脚的焊锡锡量改变S参数，所述S参数为散射参数。
2.一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法，其特征在于：通过改变器件引脚的焊锡锡量和助焊剂改变S12参数，所述S12参数为向传输系数。
3.根据权利要求1或2任一所述的一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法，其特征在于，测试S参数的方法为：使用网络分析校准测试线和铜管，将铜管的信号端连接到滤波器的引脚进行测试。
4.根据权利要求1或2任一所述的一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法，其特征在于：还需要针对焊锡锡量制作对应的钢网。
5.一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，其特征在于：所述处理器用于执行上述权利要求1-4任一所述的一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法。
6.一种服务器，其特征在于：包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-4任一所述的一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法。
7.一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-4任一项所述的一种WiFi全频段滤波器的带外抑制能力的提升方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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