CN113258951A - WiFi电路、WiFi模组及WiFi调试方法 - Google Patents

Abstract

一种WiFi电路、WiFi模组及WiFi调试方法，其中，WiFi电路采用控制电路、发送信道、接收信道以及切换连接电路，通过发送信道将第一射频信号进行差分单端转换后，再进行功率放大为第一目标射频信号，从而提高了WiFi电路的发射功率；通过接收信道将第二射频信号进行滤波放大为第二目标射频信号，从而提高了接收信道的接收灵敏度；且通过设置发送信道的输出阻抗使得输出阻抗与天线的天线阻抗匹配，以及设置接收信道的输入阻抗使得输入阻抗与天线阻抗相匹配，从而实现了WiFi电路的发射功率和接收灵敏度的提升，解决了当前WiFi电路中存在的信号覆盖范围小和接收范围小的问题。

Description

WiFi电路、WiFi模组及WiFi调试方法

技术领域

本申请属于WiFi技术领域，尤其涉及一种WiFi电路、WiFi模组及WiFi调试方法。

背景技术

目前，车载安防设备的无线网(Wireless-Fidelity，WiFi)一般是用于在车辆返回车场后，完成车载主机将本地的视频录像数据上传给车场管理中心，以及车载软件的下载和升级等维护工作。由于车辆日常处于运营状态，因此录像的上传只能采取分时间段进行，故每次需要上传的录像数据量都较大，同时不同车场的环境复杂性各异，如有的车场面积较大，有的车场区域内存在隔离墙体，这些都导致WiFi的信号覆盖存在盲区，给车载设备的使用带来了诸多不便和较差体验，因此现阶段车载行业内对高功率WIFI有着迫切的现实需求。

目前应对该问题的办法主要有两种方式，一是人为使车辆进入车场内WiFi信号良好的区域；二是进行车载主机的WiFi性能升级，如采用支持MIMO多天线技术的模组，增加WiFi信号的全向性来缓解覆盖盲区所带来的影响。

以上两种办法的实际改善效果都十分有限，因为它们均没能从根本上提升WiFi前端模组的发射功率和接收灵敏度，故不能有效提升信号的覆盖和接收范围，且还带来了一些弊端，如方式一增加了车场的日常维护工作量，方式二采用的多天线新模组，由于仍受国标20dBm的功率限制，对信号覆盖范围的实质改善水平十分有限，还额外增加设备成本和软件开发周期。

因此，当前的WiFi电路中存在信号覆盖范围小和接收范围小的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种WiFi电路、WiFi模组及WiFi调试方法，旨在解决当前WiFi电路中存在信号的覆盖范围小和接收范围小的问题。

本申请实施例的第一方面提了一种WiFi电路，与天线连接，所述WiFi电路包括：

控制电路；

发送信道，与所述控制电路连接，所述发送信道用于在所述控制电路的控制下，对第一射频信号进行差分单端转换和功率放大处理，并输出为第一目标射频信号，以及将所述第一目标射频信号输出到所述天线；

接收信道，与所述控制电路连接，所述接收信道用于在所述控制电路的控制下，用于对接入的第二射频信号进行滤波放大处理，并输出为第二目标射频信号；以及

切换连接电路，所述切换连接电路与所述发送信道、所述接收信道以及所述天线连接，所述切换连接电路用于将所述发送信道和所述接收信道切换连接到所述天线，并设置所述发送信道的输出阻抗使得所述输出阻抗与所述天线的天线阻抗匹配，且设置所述接收信道的输入阻抗使得所述输入阻抗与所述天线阻抗相匹配。

本申请实施例的第二方面提了一种WiFi模组，包括：

如本申请实施例的第一方面所述的WiFi电路；

天线，所述天线和所述WiFi电路连接；以及

电源电路，所述电源电路用于为所述WiFi电路供电。

本申请实施例的第三方面提了一种WiFi调试方法，所述WiFi调试方法应用于如本申请实施例的第一方面所述的WiFi电路，所述WiFi调试方法包括：

根据目标WiFi的设计需求，确定控制电路的选型和其直流偏置网络的形式；

对所述发送信道进行电路调谐，使所述发送信道的线路阻抗与所述天线的阻抗相匹配；

对所述接收信道进行电路调谐，使所述接收信道的线路阻抗与所述天线的阻抗相匹配；

校准所述WiFi电路的功率。

上述的WiFi电路、WiFi模组及WiFi调试方法，其中，WiFi电路采用控制电路、发送信道、接收信道以及切换连接电路，通过发送信道将第一射频信号的功率放大为第一目标射频信号，提高了WiFi电路的发射功率；通过接收信道将第二射频信号进行滤波放大为第二目标射频信号，从而提高了接收信道的接收灵敏度；且通过设置发送信道的输出阻抗，使得输出阻抗与天线的天线阻抗匹配，且设置接收信道的输入阻抗使得输入阻抗与天线阻抗相匹配，从而实现了WiFi电路的发射功率和接收灵敏度的提升，解决了当前WiFi电路中存在信号的覆盖范围小和接收范围小的问题。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的WiFi电路的电路示意图；

图2为图1所示的WiFi电路中各电路的具体电路示意图；

图3为图2所示的WiFi电路中部分电路的示例电路原理图；

图4为图2所示的WiFi电路中功率阻抗电路的示例电路原理图；

图5为图2所示的WiFi电路中部分电路的示例电路原理图；

图6为图2所示的WiFi电路中输入匹配滤波电路的示例电路原理图；

图7为图2所示的WiFi电路中天线匹配滤波电路的示例电路原理图；

图8为本申请一实施例提供的WiFi模组的电源电路的示例电路原理图；

图9为本申请一实施例提供的WiFi调试方法的具体流程图；

图10为图9所示的WiFi调试方法的步骤S200的具体流程图；

图11为图9所示的WiFi调试方法的步骤S300的具体流程图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1示出了本申请实施例的第一方面提供的WiFi电路10的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本实施例中的WiFi电路10，与天线20连接，WiFi电路10包括：控制电路100、发送信道200、接收信道300以及切换连接电路400，控制电路100的第一输出端和发送信道200的输入端连接，控制电路100的第一输入端和接收信道300的输出端连接，发送信道200的输出端通过切换连接电路400和天线20连接，天线20通过切换连接电路400和接收信道300的输入端连接。发送信道200用于在控制电路100的控制下，将第一射频信号进行差分单端转换以及功率放大处理，并输出为第一目标射频信号，以及将第一标射频信号输出到天线20；接收信道300用于在控制电路100的控制下，用于对接入的第二射频信号进行滤波放大处理，并输出为第二目标射频信号；切换连接电路400用于设置发送信道200的输出阻抗使得该输出阻抗与天线20的天线阻抗匹配，且设置接收信道300的输入阻抗使得该输入阻抗与天线阻抗相匹配。

可以理解的是，本实施例中的控制电路100由无线局域网控制器构成，在其他实施例中，控制电路100也可以由其他内部集成有射频前端控制器的片上系统构成。发送信道200可以由信号转换电路、射频功率放大器以及匹配滤波网络构成。接收信道300可以由信号转换电路、低噪声放大器以及匹配滤波网络构成。切换连接电路400可以由多路选择开关、匹配滤波网络等构成。

可以理解的是，控制电路100可以用于与外界设备通过基带信号互联，完成基带信号与射频信号之间的调制与解调(具体的，控制电路100可以将外界设备输出的第一基带信号调制为第一射频信号，将第二目标射频信号解调为第二基带信号并输出到外界设备)、本振生成、发送信道200和接收信道300的开通与关断控制，以及切换连接电路400的选通控制等。外界设备可以为系统级芯片(System-on-Chip，SOC)。

可以理解的是，差分单端转换为将信号由差分形态转换为单端形态，单端差分转换为将信号由单端形态转换为差分形态。

可以理解的是，本申请实施例中的WiFi电路10可以为功率达为25dBm以上的高功率WiFi电路。

本实施例中的WiFi电路10，采用控制电路100、发送信道200、接收信道300以及切换连接电路400，通过发送信道200将第一射频信号功率放大为第一目标射频信号，从而提高了WiFi电路10的发射功率，使得WiFi电路10的信号覆盖范围更广；且通过接收信道300将第二射频信号进行滤波放大为第二目标射频信号，从而提高了接收信道300的接收灵敏度，使得WiFi电路10的接收范围更广；且通过设置发送信道200的输出阻抗使得输出阻抗与天线20的天线阻抗匹配，且设置接收信道300的输入阻抗使得输入阻抗与天线阻抗相匹配，从而实现了WiFi电路10的发射功率和接收灵敏度的提升，解决了当前WiFi电路中存在信号覆盖范围小和接收范围小的问题。

请参阅图2，在一个实施例中，发送信道200包括：平衡-非平衡转换电路220、第一直流偏置电路210、第一匹配滤波电路230、功率放大电路240以及功率阻抗电路250，平衡-非平衡转换电路220的输入端和控制电路100连接，第一直流偏置电路210与控制电路100和平衡-非平衡转换电路220连接，第一匹配滤波电路230的输入端与平衡-非平衡转换电路220连接，功率放大电路240的输入端与第一匹配滤波电路230的输出端连接，功率放大电路240的输出端和功率阻抗电路250的输入端连接，功率阻抗电路250的输出端和切换连接电路400连接。平衡-非平衡转换电路220用于接入控制电路100输出的第一射频信号，并将第一射频信号差分单端转换为第一单端射频信号；第一直流偏置电路210用于控制电路100与平衡-非平衡转换电路220连接的连接端口提供直流偏置电压，第一匹配滤波电路230用于匹配功率放大电路240的输入阻抗，同时滤除第一单端射频信号的高频噪声，并输出为滤波射频信号；功率阻抗电路250用于对功率放大电路240进行最大功率负载点阻抗匹配；功率放大电路240基于功率阻抗电路250的阻抗匹配，将滤波射频信号放大为第一目标射频信号后输出到切换连接电路400。

可以理解的是，第一直流偏置电路210可以由电感器和电容器等分立器件构成。平衡-非平衡转换电路220可以由平衡-非平衡信号转换器构成，或者由电感器和电容器组成的差分信号转单端信号的电路构成。第一匹配滤波电路230由低通型的匹配滤波电路构成。功率放大电路240可以由射频功率放大器构成。功率阻抗电路250可以由电感器和电容器组成的低通型匹配滤波网络构成。

可以理解的是，控制电路100与平衡-非平衡转换电路220连接的连接端口可以为控制电路100的发送驱动器的输出端口。

可以理解的是，第一直流偏置电路210与平衡-非平衡转换电路220之间，需要进行直流隔离，可以由隔直电容器相连。

可选的，在其他实施例中，当控制电路100由可以直接输出单端信号的局域网控制器构成时，发送信道200可以不包括平衡-非平衡转换电路220，第一射频信号直接以单端信号的状态传输到第一匹配滤波电路230。

可以理解的是，第一直流偏置电路210可以集成于控制电路100内，也可以独立设置于控制电路100外。例如，当控制电路100采用的局域网控制器的连接端口集成有直流偏置电路时，发送信道200可以不包括第一直流偏置电路210。

本实施例中的发送信道200，通过采用平衡-非平衡转换电路220、第一直流偏置电路210、第一匹配滤波电路230、功率放大电路240以及功率阻抗电路250，实现了将第一射频信号功率放大为第一目标射频信号，并通过第一匹配滤波电路230和切换连接电路400，使得发送信道200的线路阻抗与天线阻抗相匹配，确保能够将最大功率的信号传到给天线20，提高了信号的覆盖范围。

可选的，请参阅图3，在一个实施例，第一直流偏置电路210包括：第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一电感L1以及第二电感L2，第一电容C1的第一端和第一电感L1的第一端共接于控制电路100的第一输出端，第二电容C2的第一端和第二电感L2的第一端共接于控制电路100的第二输出端，第一电感L1的第二端和第三电容C3的第一端共接于偏置电源的第一端，第三电容C3的第二端接地，第二电感L2的第二端和第四电容C4的第一端共接于偏置电源的第二端，第四电容C4的第二端接地，第一电容C1的第二端、第二电容C2的第二端分别和平衡-非平衡转换电路220连接。

可选的，本实施例的第一直流偏置电路210的第一电感L1和第二电感L2为扼流电感器，例如第一电感L1和第二电感L2可以选取感值在12nH-18nH之间的片状叠层型电感器。

可选的，请参阅图3，在一个实施例，平衡-非平衡转换电路220包括：

第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第三电感L3以及第四电感L4，第五电容C5的第一端、第三电感L3的第一端以及第六电容C6的第一端共接于第一直流偏置电路210的第一端，第五电容C5的第二端、第七电容C7的第一端以及第四电感L4的第一端共接于第一直流偏置电路210的第二端，第三电感L3的第二端接地，第七电容C7的第二端接地，第六电容C6的第二端和第四电感L4的第二端共接于第一匹配滤波电路230。

可选的，本实施例中的第五电容C5、第六电容C6以及第七电容C7可以为片状叠层高频型的电容器。例如，针对2.4GHz频段的设计，第三电感L3和第四电感L4的电感值可以为2.6nH-2.8nH，第五电容C5、第六电容C6以及第七电容C7的电容值可以为1.1pF-1.3pF，从而避免引起高Q窄带问题；在基于其它频段的设计时，可以对电感器和电容器的取值做相应的调整。

可选的，请参阅图3，在一个实施例，第一匹配滤波电路230包括：第五电感L5、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10以及电容CZ1，第五电感L5的第一端和第八电容C8的第一端共接于平衡-非平衡转换电路220的输出端，第八电容C8的第二端接地，第五电感L5的第二端和第九电容C9的第一端共接于功率放大电路240的输入端，第九电容C9的第二端通过第十电容C10和地连接。

可以理解的是，电容CZ1为隔直电容器。可选的，针对2.4GHz频段的设计，电容CZ1的容值可以为20pF-24pF；在基于其它频段的设计时，可以对电容CZ1的取值做相应的调整。

可以理解的是，功率放大电路240可以由射频功率放大器构成，例如，在发射功率为30dBm设计需求下，功率放大电路240可以选取适用于IEEE802.11相应规范和规格指标至少满足P_1dB＝32dBm的射频功率放大器。在其他实施例中，可以根据发射功率的要求，从而选取相应的射频功率放大器，例如，当发射功率为28dBm的设计需求，则可以选取功率规格指标上至少满足P_1dB＝30dBm的射频功率放大器。

可选的，请参阅图4，在一个实施例，功率阻抗电路250包括：第一电阻、第六电感L6、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15以及第十六电容C16，第十一电容C11的第一端、第十二电容C12的第一端、第十三电容C13的第一端以及第一电阻的第一端共接于功率放大电路240的输出端，第十一电容C11的第二端接地，第十二电容C12的第二端接地，第一电阻的第二端接入电源信号，第十三电容C13的第二端和第十四电容C14的第一端以及第六电感L6的第一端连接，第十四电容C14的第二端接地，第六电感L6的第二端和第十五电容C15的第一端共接于切换控制电路400，第十五电容C15的第二端和第十六电容C16的第一端连接，第十六电容C16的第二端接地。

可选的，功率阻抗电路250还包括电容CZ2，电容CZ2的第一端和第六电感L6的第二端以及第十五电容C15的第一端连接，电容CZ2的第二端和切换控制电路400连接。

请参阅图2，在一个实施例中，接收信道300包括：低噪声放大电路320、输入匹配滤波电路310、输出匹配滤波电路330、非平衡-平衡转换电路340以及第二直流偏置电路350，输入匹配滤波电路310的输入端和切换连接电路400连接，输入匹配滤波电路310的输出端和低噪声放大电路320的输入端连接，低噪声放大电路320的输出端和输出匹配滤波电路330的输入端连接，输出匹配滤波电路330的输出端和非平衡-平衡转换电路340的输入端连接，非平衡-平衡转换电路340的输出端和第二直流偏置电路350以及控制电路100连接。

低噪声放大电路320用于将第二射频信号滤波放大为第二目标射频信号。输入匹配滤波电路310用于对低噪声放大电路320进行输入端的阻抗匹配。输出匹配滤波电路330用于对低噪声放大电路320进行输出端的阻抗匹配。非平衡-平衡转换电路340用于对第二目标射频信号进行单端差分转换，并输出为第一差分射频信号到控制电路100。第二直流偏置电路350用于为非平衡-平衡转换电路340与控制电路100的连接端口提供直流偏置电压。

可以理解的是，本实施例中的接收信道300，通过采用低噪声放大电路320、输入匹配滤波电路310、输出匹配滤波电路330、非平衡-平衡转换电路340以及第二直流偏置电路350，实现了对第二射频信号的信号滤波和功率放大，同时使得低噪声放大电路320的输入输出与天线阻抗全匹配，进而使得接收信道300的线路阻抗与天线阻抗相匹配，提高了接收信道300的接收灵敏度。

可以理解的是，非平衡-平衡转换电路340与控制电路100的连接端口，可以为控制电路100的接收驱动器的输入端口。

可以理解的是，第二直流偏置电路350与非平衡-平衡转换电路340之间需要进行直流隔离，可以由隔直电容器相连。

可选的，在其他实施例中，当控制电路100由可以直接输入单端信号的局域网控制器构成时，接收信道300不包括非平衡-平衡转换电路340，第二目标射频信号直接以单端信号的状态传输到控制电路100。

可以理解的是，第二直流偏置电路350可以集成于控制电路100内，也可以独立设置于控制电路100外。例如，当控制电路100采用的局域网控制器的连接端口集成有直流偏置电路时，接收信道300可以不包括第二直流偏置电路350。

可选的，请参阅图5，在一个实施例，第二直流偏置电路350包括：

第二十一电容C21、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第二十一电感L2以及第二十二电感L22，第二十一电容C21的第一端和第二十一电感L21的第一端共接于控制电路100的第一输出端，第二十二电容C22的第一端和第二十二电感L22的第一端共接于控制电路100的第二输出端，第二十一电感L21的第二端和第二十三电容C23的第一端共接于偏置电源的第一端，第二十三电容C23的第二端接地，第二十二电感L22的第二端和第二十四电容C24的第一端共接于偏置电源的第二端，第二十四电容C24的第二端接地，第二十一电容C21的第二端、第二十二电容C22的第二端分别和非平衡-平衡转换电路连接。可以理解是，第二十一电容C21的第二端作为第二直流偏置电路350的第一端，第二十二电容C22的第二端作为第二直流偏置电路350的第二端。

可选的，请参阅图5，在一个实施例，非平衡-平衡转换电路340包括：

第二十五电容C25、第二十六电容C26、第二十七电容C27、第二十三电感L23以及第二十四电感L24，第二十五电容C25的第一端、第二十三电感L23的第一端以及第二十六电容C26的第一端共接于第二直流偏置电路350的第一端，第二十五电容C25的第二端、第二十七电容C27的第一端以及第二十四电感L24的第一端共接于第二直流偏置电路350的第二端，第二十三电感L23的第二端接地，第二十七电容C27的第二端接地，第二十六电容C26的第二端和第二十四电感L24的第二端共接于输出匹配滤波电路330。

可选的，请参阅图5，在一个实施例，输出匹配滤波电路330包括：

第二十五电感L25、第二十八电容C28、第二十九电容C29、第三十电容C30以及电容CZ3，第二十五电感L25的第一端和第二十八电容C28的第一端共接于非平衡-平衡转换电路240的输入端，第二十八电容C28的第二端接地，第二十五电感L25的第二端和第二十九电容C29的第一端共接于电容CZ3的第一端，电容CZ3的第二端和低噪声放大电路320的输出端，第二十九电容C29的第二端通过第三十电容C30和地连接。

可选的，请参阅图6，在一个实施例，输入匹配滤波电路310包括：

第二十六电感L26、第三十一电容C31、第三十二电容C32、第三十三电容C33以及第三十四电容C34，第三十一电容C31的第一端、第二十六电感L26的第一端共接于低噪声放大电路320的输入端，第三十一电容C31的第二端通过第三十二电容C32接地，第二十六电感L26的第二端、第三十三电容C33的第一端以及第三十四电容C34的第一端共接，第三十三电容C33的第二端和切换连接电路400连接，第三十四电容C34的第二端接地。

请参阅图2，在一个实施例中，切换连接电路400包括：多路开关电路410和天线匹配滤波电路420，多路开关电路410的第一侧和发送信道200以及接收信道300连接，天线匹配滤波电路420串联于多路开关电路410和天线20之间。多路开关电路410用于切换发送信道200和接收信道300。天线匹配滤波电路420用于将发送信道200的输出阻抗与天线阻抗相匹配，且将天线阻抗与接收信道300的输入阻抗相匹配。

可以理解的是，多路开关电路410可以由多路复用器、多路选择开关等射频开关器件构成。

可选的，在一个实施例中，请参阅图7，天线匹配滤波电路420包括：第七电感L7、第十七电容C17、第十八电容C18、第十九电容C19以及第二十电容C20，第十七电容C17的第一端和多路开关电路410连接，第十七电容C17的第二端和第十八电容C18的第一端以及第七电感L7的第一端连接，第十八电容C18的第二端接地，第七电感L7的第二端和第十九电容C19的第一端共接于天线20，第十九电容C19的第二端和第二十电容C20的第一端连接，第二十电容C20的第二端接地。

可以理解的是，可以通过功率阻抗电路250，使得功率放大电路240处于最大功率负载点匹配状态，即使得功率放大电路240的输出功率最大，再调节天线匹配滤波电路420，从而使得发送信道200的线路阻抗与天线阻抗相匹配。

本申请实施例的第二方面提供了一种WiFi模组，包括：天线20、电源电路30以及如本申请实施例的第一方面的WiFi电路10；天线20和WiFi电路10连接；电源电路30用于为WiFi电路10供电。

请参阅图8，在一个实施例中，电源电路30包括：初级升降压电路31、储能电路32、限流电路33以及供电输出电路34，初级升降压电路31用于外接电源40，初级升降压电路31的输出端和储能电路32以及限流电路33的输入端连接，限流电路33的输出端和供电输出电路34连接，供电输出电路34与WiFi电路10连接。初级升降压电路31用于将电源40的电源电压转换为目标电压后输出；储能电路32用于存储目标电压；限流电路33用于限制目标电压的电流；供电输出电路34用于输出限流后的目标电压到WiFi电路10，以给WiFi电路10供电。

可以理解的是，电源电路30还可以包括次级降压电路，次级降压电路用于将目标电压转换为第一工作电压后，给SoC、硬盘盒等外界设备供电。

可以理解的是，初级升降压电路31可以由DC-DC电压转换芯片构成。储能电路32可以由超级电容构成。限流电路33可以由限流保护芯片构成。供电输出电路34可以由连接器等构成。

可以理解的是，WiFi模组还包括低电压转换电路，其中，低电压转换电路用于将目标电压转换为多个工作电压以给功率放大电路240、控制电路100等供电。示例性的，本实施例中的电源电路30结合低电压转换电路的一种工作场合如下：其中，外接的电源40为车载电源，车载主机输入DC8-36V范围直流电源，通过初级升降压电路31整流为目标电压(例如直流12V)、再经限流电路33后输送给供电输出电路34，WiFi电路10以连接器形式安装到供电输出电路34上，供电输出电路34直接以高电压12V给WiFi电路10供电，功率放大电路240的工作电压和控制电路100的工作电压的供电均由低电压转换电路降压转换生成，由此保证了模组的12V电源40输入电流不会太大，且低电压供电回路不会太长，最终实现了电源在滤波和退偶设计方面的简易度，保障了良好的电源质量。

可选的，在一个实施例中，WiFi模组还包括多个散热器，多个散热器分别安装在控制电路100、功率放大电路240、低噪声放大电路320的核心器件附近，例如射频功率放大器、无线局域网控制器等，从而实现良好的散热性能。

可选的，在一个实施例中，WiFi模组外周还设有接地屏蔽罩，从而降低了辐射干扰。

请参阅图9，本申请实施例的第二方面提供了一种WiFi调试方法，WiFi调试方法应用于如本申请实施例的第一方面的WiFi电路10，WiFi调试方法包括：

步骤S100：确定控制电路100的选型和其直流偏置网络形式；

可以理解的是，可以根据目标WiFi设计需求确定控制电路100的选型和其直流偏置网络形式，其中，目标WiFi设计需求包括目标WiFi规范、目标频段等。目标WiFi规范可以为IEEE802.11的相应规范。具体的，可以依据目标WiFi的设计需求，选取接口和所支持协议等方面满足需求的控制器型号构建控制电路100，并结合控制器的规格特性，确认第一直流偏置电路210和第二直流偏置电路350的器件型号，例如，第一直流偏置电路210和第二直流偏置电路350的隔直电感器的型号，可以选取片状叠层型、感值15nH的电感器。

可以理解的是，在一个实施例中，步骤S100之后还包括步骤S500：确定功率放大电路240的选型。其中，功率放大电路240可以由射频功率放大器构成，例如，可以依据发射功率为30dBm设计需求，选取适用于IEEE802.11相应规范和规格指标满足P_1dB＝32dBm的型号。

步骤S200：对发送信道200进行电路调谐，使发送信道200的线路阻抗与天线20的阻抗相匹配；

可选的，发送信道200包括：平衡-非平衡转换电路220、第一直流偏置电路210、第一匹配滤波电路230、功率放大电路240以及功率阻抗电路250。在一个实施例中，请参阅图10，步骤S200具体包括：

步骤S210：调节功率阻抗电路250的器件参数，以使功率放大电路240处于目标功率负载点匹配状态；

可以理解的是，可以根据最高功率需求，调节功率阻抗电路250的器件参数，其中，最高功率需求为WiFi电路10的目标功率指标。最高功率需求可以根据实际应用需求设置，例如，可以为30dBm。可以根据最高功率需求先选择合适的射频功率放大器构建功率放大电路240。

可以理解的是，可以通过构建一个最佳的功率负载匹配网络，让该负载网络与射频功率放大器的输出特性匹配好，最终使整个功率放大电路240输出最大功率，发挥出射频功率放大器的最大效用。具体地，完整的方法和步骤操作如下：

1、获得射频功率放大器的仿真模型和参考设计，确定射频功率放大器的参考设计电路形式；

2、在ADS仿真设计软件中输入射频功率放大器的参考电路形式，并依据WiFi电路10的电路板的实际参数，配置仿真环境中的电路板叠层、射频功率放大器部分的走线长度和宽度，以及选型的电感器和电容器物料参数和精度等数据；

3、仿真确定电路中各器件的参数范围。仿真整个射频功率放大器电路的S参数、输出功率、噪声系数等指标，通过S参数判断射频功率放大器稳定裕度和区间(一般情况下，小功率射频放大器通常大范围稳定)，结合功率圆图和噪声圆图的分布区域，综合确定功率阻抗网络最优解；

步骤S220：断开功率放大电路240与第一匹配滤波电路230连接，将第一匹配电路的输出端连接到网络分析仪；

可以理解的是，网络分析仪可以用于检测线路的回波损耗等S参数，从而检测线路的阻抗匹配程度。此时，控制电路100为发送信号的工作状态，即控制电路100为发包工作状态。

步骤S230：检测此时发送信道200的第一线路阻抗与控制电路100的输出阻抗的第一匹配度；

可以理解的是，此时的第一线路阻抗可以通过调节第一匹配滤波电路230的电感器和电容器的参数来调整。控制电路100的输出阻抗具体可以为控制电路100与发送信道200连接的连接端口的输出阻抗。

步骤S240：判断第一匹配度是否为目标匹配度；

可以理解的是，目标匹配度可以根据需求设置，例如，当第一线路阻抗与控制电路100发送信道200的输出阻抗完全匹配时，则目标匹配度为100％。为了同时兼顾最小噪声设计，也可以在高频噪声滤波与阻抗匹配度之间适当平衡取舍，从而保证功率放大电路输出的第一目标射频信号具备较好的信噪比。

步骤S250：若第一匹配度不是目标匹配度，则根据第一匹配度与目标匹配度的差值调试第一匹配滤波电路S230，使第一线路阻抗与控制电路100的发送信道200输出阻抗相匹配；

可以理解的是，通过网络分析仪，结合Smith(史密斯)圆图和回波损耗S₁₁幅频曲线的读值和走势来调整第一线路阻抗，使得第一线路阻抗与发送信道200输出阻抗相匹配，即使得第一匹配度为目标匹配度。

步骤S260：若第一匹配度为目标匹配度，则断开第一匹配滤波电路230与网络分析仪的连接，并将切换连接电路400中的发送信道输入端连接到网络分析仪，控制切换连接电路400切换到发送信道；

步骤S270：检测此时发送信道200的第二线路阻抗与天线阻抗的第二匹配度；

步骤S280：判断第二匹配度是否为目标匹配度；

步骤S290：若第二匹配度不是目标匹配度，则根据第二匹配度与目标匹配度的差值调试切换连接电路400，使第二线路阻抗与天线阻抗相匹配；

可以理解的是，切换连接电路包括天线匹配滤波电路420和多路开关电路410时，此时具体为调试天线匹配滤波电路420。

可以理解的是，通过网络分析仪，结合Smith圆图和回波损耗S₁₁幅频曲线的读值和走势来调整天线匹配滤波电路420，使得第二线路阻抗与天线阻抗一致，即使得第二匹配度为目标匹配度。第一线路阻抗和第二线路阻抗为发送信道200在不同采集时刻下的线路阻抗。

可以理解的是，由于功率放大电路240的核心器件射频功率放大器的最圆和最小噪声圆通常不存在交点，因此WiFi电路10的最和最小噪声设计指标并不能同时满足，故为了两者兼顾，功率阻抗电路250的最大功率负载网络参数除了进行阻抗匹配之外，还需要按照实际需求结合误差向量幅度(Error Vector Magnitude，EVM)指标多次调试来综合确认。

步骤S300：对接收信道300进行电路调谐，使接收信道300的线路阻抗与天线20的阻抗相匹配；

可选的，接收信道300包括低噪声放大电路320、输入匹配滤波电路310、输出匹配滤波电路330、非平衡-平衡转换电路340以及第二直流偏置电路350，在一个实施例中，请参阅图11，步骤S300具体包括：

步骤S310：将WiFi电路10连接到天线20，去掉低噪声放大电路320；

步骤S320：将输入匹配滤波电路310的输出端连接到网络分析仪，控制切换连接电路400切换到接收信道300；

可以理解的是，切换连接电路包括天线匹配滤波电路420和多路开关电路410时，此时具体为控制多路开关电路410切换到接收信道300。

步骤S330：检测此时接收信道300的第三线路阻抗与天线阻抗的第三匹配度；

步骤S340：判断第三匹配度是否为目标匹配度；

步骤S350：若第三匹配度不是目标匹配度，则根据第三匹配度和目标匹配度的差值，调试输入匹配滤波电路310，使第三线路阻抗与天线阻抗相匹配；

步骤S360：若第三匹配度为目标匹配度，则断开输入匹配滤波电路310的输出端与网络分析仪的连接，并将输出匹配滤波电路330的输入端接入到网络分析仪，并设置控制电路100为收包工作状态；

步骤S370：检测此时接收信道300的第四线路阻抗与接收信道300的输入阻抗的第四匹配度；

步骤S380：判断第四匹配度是否为目标匹配度；

步骤S390：若第四匹配度不是目标匹配度，则根据第四匹配度与目标匹配度的差值调试输出匹配滤波电路330，使第四线路阻抗与接收信道300的输入阻抗相匹配。

步骤S400：校准WiFi电路10的功率。

可以理解的是，可以通过WiFi综合测试仪对WiFi电路10进行功率校准。具体地，可以通过在不同模式下遍历各射频信道，测试发送信道200在该配置值下的发射功率、EVM、频偏，以及测试接收信道300的接收灵敏度等指标是否合乎IEEE802.11规范要求，如果符合则测试通过，测试仪将生成一组功率校准值并更新统计记录，用户便可将功率校准值写入控制电路100的存储器中保存从而完成校准，若测试仪多次校准均不能通过指标测试，则会终止校准流程并更新统计记录，此时用户需要进行问题排查。

可选的，在一个实施例中，步骤S400具体包括：

步骤S410：获取目标功率指标和目标接收灵敏度；

步骤S420：测试发送信道200的功率指标是否为目标功率指标，并测试接收信道300的接收灵敏度是否为目标接收灵敏度；

步骤S430：若是，则生成并输出功率校准值文件，并更新校准记录；

步骤S440：若否，则重新对发送信道200和/或接收信道300电路调谐。

可以理解的是，此时，当发送信道200的功率指标不是目标功率指标，则返回步骤S200，对发送信道200进行电路调谐。当接收信道300的接收灵敏度不是目标接收灵敏度，则返回步骤S300，对接收信道300进行电路调谐。

可以理解的是，WiFi调试方法还可以包括对控制电路100的时钟晶体振荡精度的电路调谐，具体包括如下步骤：

1、采用无接触式的调试方法，借助频谱分析仪将晶体振荡电路频偏调到目标精度内，多样本统计确定负载电容器的容值；其中，目标精度值可以根据目标WiFi规范确定，例如可以为±5ppm，±10ppm等。

2、调试并检验晶体的选型，使晶体振荡电路的负阻处在晶体等效串联电阻的合理范围内，例如可以为5-10倍范围，以保证晶体可以稳定起振且不会过驱。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种WiFi电路，其特征在于，与天线连接，所述WiFi电路包括：

控制电路；

发送信道，与所述控制电路连接，所述发送信道用于在所述控制电路的控制下，对第一射频信号进行差分单端转换和功率放大处理，并输出为第一目标射频信号，以及将所述第一目标射频信号输出到所述天线；

接收信道，与所述控制电路连接，所述接收信道用于在所述控制电路的控制下，对接入的第二射频信号进行滤波及放大处理，并输出为第二目标射频信号；以及

切换连接电路，所述切换连接电路与所述发送信道、所述接收信道以及所述天线连接，所述切换连接电路用于将所述发送信道和所述接收信道切换连接到所述天线，并设置所述发送信道的输出阻抗使得所述输出阻抗与所述天线的天线阻抗匹配，且设置所述接收信道的输入阻抗使得所述输入阻抗与所述天线阻抗相匹配。

2.如权利要求1所述的WiFi电路，其特征在于，所述发送信道包括：平衡-非平衡转换电路、第一直流偏置电路、第一匹配滤波电路、功率放大电路以及功率阻抗电路；

所述平衡-非平衡转换电路的输入端和所述控制电路连接，所述平衡-非平衡转换电路用于接入所述控制电路输出的所述第一射频信号，并将所述第一射频信号差分单端转换为所述第一单端射频信号；

所述第一直流偏置电路与所述控制电路和所述平衡-非平衡转换电路连接，所述第一直流偏置电路用于为所述控制电路与所述平衡-非平衡转换电路连接的连接端口提供直流偏置电压；

所述第一匹配滤波电路与所述平衡-非平衡转换电路连接，所述第一匹配滤波电路用于匹配所述功率放大电路的输入阻抗，同时滤除所述第一单端射频信号的高频噪声，并输出为滤波射频信号；

所述功率阻抗电路串联于所述功率放大电路和所述切换连接电路之间，所述功率阻抗电路用于对所述功率放大电路进行最大功率负载点阻抗匹配；

所述功率放大电路与所述第一匹配滤波电路连接，所述功率放大电路用于基于所述功率阻抗电路的阻抗匹配，将所述滤波射频信号放大为所述第一目标射频信号后输出到所述切换连接电路。

3.如权利要求1所述的WiFi电路，其特征在于，所述接收信道包括：

低噪声放大电路，用于将所述第二射频信号滤波放大为第二目标射频信号；

输入匹配滤波电路，串联于所述切换连接电路和所述低噪声放大电路的输入端之间，所述输入匹配滤波电路用于对所述低噪声放大电路进行输入端的阻抗匹配；

输出匹配滤波电路，与所述低噪声放大电路的输出端连接，所述输出匹配滤波电路用于对所述低噪声放大电路进行输出端的阻抗匹配；

非平衡-平衡转换电路，所述非平衡-平衡转换电路的输入端和所述输出匹配滤波电路连接，所述非平衡-平衡转换电路的输出端和所述控制电路连接，所述非平衡-平衡转换电路用于对所述第二目标射频信号进行单端差分转换，并输出为第一差分射频信号到所述控制电路；以及

第二直流偏置电路，所述第二直流偏置电路与所述控制电路和所述非平衡-平衡转换电路连接，所述第二直流偏置电路用于为所述非平衡-平衡转换电路与所述控制电路的连接端口提供直流偏置电压。

4.如权利要求1～3任意一项所述的WiFi电路，其特征在于，所述切换连接电路包括：

多路开关电路，所述多路开关电路的第一侧和所述发送信道以及所述接收信道连接，所述多路开关电路用于切换选通所述发送信道或所述接收信道；和

天线匹配滤波电路，串联于所述多路开关电路和所述天线之间，所述天线匹配滤波电路用于将所述发送信道的输出阻抗与所述天线阻抗相匹配，且将所述天线阻抗与所述接收信道的输入阻抗相匹配。

5.一种WiFi模组，其特征在于，包括：

如权利要求1～4任意一项所述的WiFi电路；

天线，所述天线和所述WiFi电路连接；以及

电源电路，所述电源电路用于为所述WiFi电路供电。

6.如权利要求5所述的WiFi模组，其特征在于，所述电源电路包括：

初级升降压电路，用于外接电源，并将所述电源的输入电压转换为目标电压后输出；

储能电路，与所述初级升降压电路连接，所述储能电路用于对所述目标电压进行备用电源储能；

限流保护电路，与所述初级升降压电路和所述储能电路连接，用于限制所述目标电压的电流，实现过载保护；以及

供电输出电路，与所述WiFi电路连接，用于输出所述限流后的目标电压到所述WiFi电路，以给所述WiFi电路供电。

7.一种WiFi调试方法，其特征在于，所述WiFi调试方法应用于如上述权利要求1～4任意一项所述的WiFi电路，所述WiFi调试方法包括：

确定所述控制电路的选型及其直流偏置网络的形式；

对所述发送信道进行电路调谐，使所述发送信道的线路阻抗与所述天线的阻抗相匹配；

对所述接收信道进行电路调谐，使所述接收信道的线路阻抗与所述天线的阻抗相匹配；

校准所述WiFi电路的功率。

8.如权利要求7所述的WiFi调试方法，其特征在于，所述发送信道包括：平衡-非平衡转换电路、第一直流偏置电路、第一匹配滤波电路、功率放大电路以及功率阻抗电路，对所述发送信道进行电路调谐，使所述发送信道的线路阻抗与所述天线的阻抗相匹配，包括：

调节所述功率阻抗电路的器件参数，以使所述功率放大电路处于目标功率负载点匹配状态；

断开所述功率放大电路与所述第一匹配滤波电路连接，将所述第一匹配滤波电路的输出端连接到网络分析仪；

检测此时所述发送信道的第一线路阻抗与所述控制电路的输出阻抗的第一匹配度；

判断所述第一匹配度是否为目标匹配度；

若所述第一匹配度不是所述目标匹配度，则根据所述第一匹配度与所述目标匹配度的差值调试所述第一匹配滤波电路，使所述第一线路阻抗与所述控制电路连接端口的输出阻抗相匹配；

若所述第一匹配度为所述目标匹配度，则断开所述第一匹配滤波电路与所述网络分析仪的连接，并将所述切换连接电路中的发送信道输入端连接到所述网络分析仪，控制所述切换连接电路切换到所述发送信道；

检测此时所述发送信道的第二线路阻抗与所述天线阻抗的第二匹配度；

判断所述第二匹配度是否为所述目标匹配度；

若所述第二匹配度不是所述目标匹配度，则根据所述第二匹配度与所述目标匹配度的差值，调试所述切换连接电路，使所述第二线路阻抗与所述天线阻抗相匹配。

9.如权利要求7所述的WiFi调试方法，其特征在于，所述接收信道包括低噪声放大电路、输入匹配滤波电路、输出匹配滤波电路、非平衡-平衡转换电路以及第二直流偏置电路，所述对所述接收信道的电路调谐包括：

将所述WiFi电路连接到所述天线，并去掉所述低噪声放大电路；

将所述输入匹配滤波电路的输出端连接到网络分析仪，控制所述切换连接电路切换到所述接收信道；

检测此时所述接收信道的第三线路阻抗与天线阻抗的第三匹配度；

判断所述第三匹配度是否为目标匹配度；

若所述第三匹配度不是所述目标匹配度，则根据所述第三匹配度和所述目标匹配度的差值，调试所述输入匹配滤波电路，使所述第三线路阻抗与所述天线阻抗相匹配；

若所述第三匹配度为所述目标匹配度，则断开所述输入匹配滤波电路的输出端与所述网络分析仪的连接，并将所述输出匹配滤波电路的输入端接入到所述网络分析仪；

检测此时所述接收信道的第四线路阻抗与所述控制电路连接端口的输入阻抗的第四匹配度；

判断所述第四匹配度是否为目标匹配度；

若所述第四匹配度不是目标匹配度，则根据所述第四匹配度与所述目标匹配度的差值调试所述输出匹配滤波电路，使所述第四线路阻抗与所述控制电路连接端口的输入阻抗相匹配。

10.如权利要求7所述的WiFi调试方法，其特征在于，所述校准所述WiFi电路的功率包括：

获取目标功率指标和目标接收灵敏度；

测试所述发送信道的功率指标是否为所述目标功率指标，并测试所述接收信道的接收灵敏度是否为所述目标接收灵敏度；

若是，则生成并输出功率校准值文件，并更新校准记录；

若否，则重新对所述发送信道和/或所述接收信道进行电路调谐。

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