5、6G WIFI 7無線網絡在高通QCN927和IPQ9570的802.11BE平台上的天線設計與強化探索

前言：

    在無線通信技術的不斷演進中，高通技術公司（Qualcomm Technologies Inc.，簡稱QTI）的RDPs（Reference Design Platforms）以其先進的設計和功能成為了無線通信行業的重要組件。這些平台採用了Tri-band Tri-feed（DBDF, TBTF）天線，並在2G、5G和6G頻段中實現了高效的連接。

    其中，最新的IPQ9570 SoC（System on Chip）和QCN9274 Wi-Fi晶片進一步增強系統的連接能力。IPQ957x SoC是高通針對高性能網路設備推出的旗艦級Wi-Fi 7平台，專為支持高傳輸率和低延遲應用而設計，適用於企業級無線接入點和家庭路由器。QCN9274 Wi-Fi芯片則支援多頻段並行操作，可實現高效的數據傳輸和更穩定的連接，是新一代無線WIFI 7通信設備的核心組件。

    然而，為了確保系統的穩定性和性能，對於天線的設置和選擇有著嚴格的要求。本文件將詳細介紹不同頻段天線的設計要求和注意事項，以及如何最大程度地提升天線性能和系統效能。

簡介：

    在整個系統及機構外殼的設計中，天線的選擇和配置是關鍵因素之一，直接影響著系統的性能和穩定性。以下是天線設計和佈局的詳細內容：

QCN92x4多射頻操作中的隔離要求：4x4配置的分析與應用

    本節描述了在無線電同時運行時應遵循的隔離要求，特別是針對兩個頻帶之間間距緊密的頻道。這些隔離要求對於確保在不同頻率帶上的無線電設備能夠同時正常運行非常重要。一般而言，隔離要求旨在確保不同頻率帶之間的無線電信號不會互相干擾，從而保證了系統的穩定性和可靠性。

    無線電發射（Tx）和接收（Rx）操作同時必須滿足不同無線電配置下的隔離要求。這些要求對於確保系統性能和穩定性至關重要，尤其是在處理高頻段和低頻段的不同情況時。例如，在5G高頻和6G低頻、5G高頻對比5G低頻、6G高頻對比6G低頻的情況下，都需要滿足相應的隔離標準。

    在無線通信中，隔離要求主要包括頻率隔離、空間隔離和時間隔離。頻率隔離是指不同頻段之間的信號不應相互干擾；空間隔離則指天線和其他設備之間需要保持適當的距離，以減少干擾；時間隔離涉及到信號的時序安排，確保在同一頻段內不會同時發生發射和接收操作。

    此外，接收器在存在干擾源時應該能夠在沒有或極少的靈敏度降低的情況下運行。這對於確保接收器能夠正確接收並處理來自發射器的信號至關重要。特別地，對於最低調製和編碼方案（MCS0）的接收機靈敏度是最具挑戰性的，因此需要特別關注。MCS0 是最低階的調製和編碼方案，對於接收機的靈敏度要求最高，因此在設計和測試中需確保接收機能夠在此模式下正常工作。

    除了對MCS0的注意，用戶還應該檢查MCS13以獲得最大吞吐量。MCS13 是一種高階的調製和編碼方案，能夠提供較高的數據吞吐量。確保接收機在此模式下能夠穩定運行，有助於提高整個系統的性能。

    總體來說，了解並遵循隔離要求對於無線通信系統的正常運行至關重要。只有通過確保不同頻率帶之間的適當隔離，系統才能避免干擾和性能下降的問題，從而實現高效、穩定的通信。這需要設計者在系統設計、測試和調整過程中，不斷驗證和強化隔離效果，確保系統能夠在各種工作模式下達到最佳性能。

    5G high band / 6G low band 及5G / 6G頻段下的隔離要求，確保系統的穩定性和性能。

• Radio A和Radio B的設定 
• 天線隔離：兩個天線之間的隔離必須至少為30 dB，以防止彼此的信號干擾。
• 過濾器拒斥：從發射到接收的過濾器拒斥需要至少達到50 dB，以減少發射信號對接收信號的干擾。
• 總隔離要求：干擾源和受害者之間的隔離必須至少為80 dB，這是為了確保系統能夠正常運行，不受干擾。
• FEM輸入端的干擾：在前端模塊（FEM）輸入端，干擾功率水平需要保持在-52 dBm以下，以避免系統性能下降。

達成隔離目標的關鍵建議點：

1. 天線隔離度：

    天線之間應保持適當的距離，以減少相互間的串擾。天線隔離至少需要達到30 dB，以確保不同頻段的信號不會互相干擾。

2. 帶拒濾波器：

    系統中的過濾器應具備至少50 dB的拒斥能力，從而減少發射信號對接收信號的干擾。

3. 系統總隔離度：

    總隔離需要達到80 dB，這是干擾源和受害者之間的最低隔離要求，以保證系統的穩定運行。

4. 發射功率和增益設計：

    發射鏈路的功率和天線陣列的增益需要精心設計。4x4無線電中，每條鏈路的發射功率為22 dBm，陣列增益為6 dB；而在2x2無線電中，每條鏈路的發射功率為25 dBm，陣列增益為3 dB。

5. 控制FEM輸入端的干擾：

    在前端模塊（FEM）輸入端，干擾功率水平需要保持在-52 dBm以下，這對於避免系統性能下降至關重要。

    在無線通信系統中，隔離要求至關重要，特別是在5G和6G之間的無線電操作中。這些隔離要求主要包括天線隔離、過濾器拒斥和總隔離，確保不同頻率的信號不會相互干擾，從而維持系統的穩定性和可靠性。此外，控制發射功率和增益，以及確保接收器在干擾條件下的高靈敏度，也是維持系統性能的關鍵。

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[Q & A]

Q1: 為什麼要維持天線正交性？

A1: 維持天線正交性能減少干擾，確保系統穩定。使用水平和垂直極化的天線來達到方向性互相垂直，可以提高信號質量和性能。

Q2: 如何確保天線之間的適當距離？

A2: 天線距離應至少為波長的一半，以減少串擾和干擾，確保每個天線能有效工作，不受其他天線干擾。

Q3: 如何控制無線電設備之間的隔離以確保系統性能？

A3: 需確保天線隔離達到30 dB、過濾器拒斥達到50 dB、總隔離達到80 dB，並將FEM輸入端的干擾功率控制在-52 dBm以下，來避免干擾和性能下降。

Q4: 接收器的靈敏度為什麼重要？

A4: 接收器的靈敏度決定了系統的穩定性，特別是在MCS0等高靈敏度模式下。確保接收器在這些模式下正常運行有助於系統達到最佳性能。

Q5: 如何利用內部天線設計強化隔離效果？

A5: 可利用周圍金屬物體（如散熱器、PCB）作為隔離屏障，減少干擾，提升系統穩定性和性能。