關于連接的問答：處理 WI-FI 前端的熱挑戰

Tony Testa 繼續發表“Wi-Fi 技術和趨勢”系列博客，并就如何應對當今更小巧、更纖薄的網狀網絡設備所面臨的熱挑戰提供切實可行的建議。

RF 前端設計人員正面臨著什么 Wi-Fi 熱挑戰？

我們認為主要有兩個設計挑戰。

第一個挑戰就是，市場對更小巧、更纖薄、更時尚美觀的路由器、接入點和無線揚聲器的需求越來越高。隨著消費者從每個家庭一個無線路由器向網狀家庭網絡轉變，對更小巧且更具裝飾性的產品需求也更加強烈。此外，Wi-Fi 被設計為機頂盒、揚聲器和語音輔助設備，也變得越來越小巧，越來越纖薄。更小巧且更美觀對消費者來說是好事，但這也給設計帶來了額外的壓力，因為設備內部的散熱面積更小了。

第二個挑戰就是，企業的 Wi-Fi 產品電源來自以太網連接，而這種以太網供電 (PoE) 連接是有限的。因此，產品設計人員面臨的挑戰就是使用有限的 POE 電源實現 RF 前端 RF 輸出功率最大化。為此，必須實現低功耗 (Pdiss)。

功耗是指消耗并轉化為熱量的功率。電子設備會產生熱量，這是一種多余的副產品，也是一種能源浪費。RF 電路的理想狀態就是：減少這種熱量浪費，提高 RF 輸出功率和系統效率，并擴大 RF 信號范圍。

這意味著，RF 前端設計人員必須設計出使用小功率電源但產生較高 RF 輸出功率的產品。此外，他們還需要確保其產品能夠有效散熱，以最大限度地提高 RF 輸出，減少使用不必要的冷卻風扇或笨重的散熱器。正是這些散熱器或風扇使制造商無法滿足產品美觀的要求。

Qorvo 如何幫助客戶解決這個熱/散熱挑戰？

我們的團隊與客戶密切合作，提出了一些注重效率、低功耗和最大功率輸出的創新方法。在某些情況下，這種設計方法在滿足輸出功率要求和 RF 范圍的同時，將每個 RF 流的熱損耗減少了 25-50%。

即使在 25℃ (77℉) 的適中室溫條件下，Wi-Fi 5 和 Wi-Fi 6 路由器以及具有多個 RF 多路輸入多路輸出 (MIMO) 流的接入點通常具有 60℃ (140℉) 或更高的平均溫度。此外，在更小的產品占用面積中實現更多功能和更多數據吞吐量都會導致同一個問題：更多的熱量。

Wi-Fi技術和趨勢

如欲獲得 Wi-Fi 專家 Tony Testa 給出的切實可行的設計建議，請閱讀該系列其他博客。

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為提供 2.4 和 5 GHz 產品，以滿足 Wi-Fi 5 和 Wi-Fi 6 解決方案的多 RF 流和電壓要求，Qorvo 開始了其創新設計之路。這些產品不僅解決了散熱和功耗挑戰，而且還滿足了小巧的外形尺寸要求。Qorvo 開發的 RF 前端 (RFFE) 產品為零售、運營商、企業和消費者等一系列終端產品和市場領域提供了支持。Qorvo 能夠開發出這些 RFFE，同時將外形尺寸縮小到符合客戶的要求。

Qorvo 建議或使用哪些具體的產品來解決應用中的散熱問題？

熱量會降低整體系統性能，同時影響吞吐量、范圍和抗干擾性。所以，在設計 Wi-Fi 系統時，選擇能夠解決熱相關問題的 RFFE 元件非常重要。產品設計人員應考慮使用經過全面優化的集成式前端模塊 (FEM)，而不是分立式前端元件。這可縮短線路長度，并可減少使用額外的調諧組件，從而有助于減少插入損耗和系統熱量。

Qorvo 的 RFFE 產品可提供完整的解決方案，并可滿足嚴苛的散熱和 RF 范圍要求。由于 Qorvo 具有各種技術和集成能力，通過將濾波器、PA、LNA、開關、檢測器和耦合器整合在一個封裝之中，免去了我們將這些獨立組件拼接在一起的費用和繁瑣設計任務。通過利用我們的一體化 RFFE 解決方案，我們的客戶可以簡化其設計流程，降低成本，縮短產品認證時間，并可滿足嚴格的產品上市時間安排。在我們的最新產品中，最令客戶興奮的產品包括 QPF4588、QPF4528 和 QPF4506。

Tony 的結語：

我們介紹了當今 Wi-Fi 產品的幾個熱量來源，如越來越多的 RF 通道以及更小巧、纖薄的終端產品設計。我們還指出了與熱量相關的幾個 RFFE 參數，如功耗和效率。Qorvo 一直與客戶保持密切合作關系，以便了解 Wi-Fi 產品的熱量來源以及緩解措施。您可以使用 Qorvo 功能齊全的 RFFE 產品進行有效降溫。這些產品旨在應對會提高終端產品熱量的最新市場趨勢和設計舉措。除了使用功能齊全的 RFFE 產品所帶來的額外優勢，您還可以縮短設計時間和產品上市時間。

審核編輯黃昊宇