小公司WIFI设计思路

eefishing · 发表于 2015-6-16 11:08:09

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。

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。

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。

3、FPC天线。低成本的天线方案，国内有很多厂商喜欢用。

4、陶瓷天线。体积小，相对增益效果还行。用于便携设备。

5、板载天线。

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。

这是小公司WIFI的设计过程。个人总结的一些资料，如果有不对的地方请指正。

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