解读Wi-Fi FEM的10个关键性能指标

随着使用者对用网体验的稳定性和信号质量有越来越多的要求，在Wi-Fi路由器中外置独立FEM来扩大信号覆盖范围并增强接收灵敏度也越加普遍。一般Wi-Fi 6的路由器会采用4-6个FEM，而Wi-Fi 7路由器甚至会用8-12个，要知道，Wi-FiFEM的性能直接影响了Wi-Fi 通信时上下行传输速度、传输距离等，直接显示了Wi-Fi FEM对于路由器的重要性。

Wi-Fi FEM即Wi-Fi射频前端，通常包含一颗功率放大器、低噪声放大器和射频开关。根据其使用需求和场景，一般有2.4 GHz、5 GHz和6 GHz等频段，并匹配不同的Wi-Fi协议规定的调制方式，配置在路由器中，完成射频信号的发射前放大和接收后放大。

在FEM中，功率放大器用在发射链路，将调制振荡威廉希尔官方网站 产生的小功率射频信号放大，得到足够的射频功率，再提供给天线进行辐射。低噪声放大器用在接收链路，负责放大微弱信号，并在尽可能减小噪声的同时提高系统的信噪比。

输出功率（Output Power），单位dBm，即FEM能输出的最大功率。Wi-Fi FEM实际使用中当然不能只是一味增高功率而忽略信号质量，对比FEM输出功率需要在同样的调制方式和同样的DEVM信号误差限制范围下。关于DEVM如何规定信号误差可以点击观看本公众号文章：一文读懂什么是FEM输出功率中的DEVM

发射增益（Transmit Gain），单位dB，即FEM能提供的最大增益。一般不建议使用满增益来发射功率，增益太大容易造成失真或者输出功率不平。

输出1dB压缩点（P1dB）：典型情况下，放大器的增益恒定，放大器的输出随输入线性变化。当输入功率超过一定值时，晶体管的增益开始下降，导致输出功率饱和。放大器的输出功率偏离理论值1dB的点，即为1dB压缩点。

效率：放大器的高频输出功率与提供给晶体管的直流功率之比为效率，放大器的效率能有效降低整个系统的功耗。

2rd/3nd谐波抑制：二阶失真会产生二次谐波和双音拍频，三阶失真会产生三次谐波和多音拍频。这些新的频率分量如落在通带内，将会对发射的信号造成直接干扰，如果落在通带外将会干扰其他频道的信号。线性化处理可以较好地解决信号频谱再生问题。

【注：dB即分贝，是一个纯计数单位，它的计算公式为：dB = 10lg（A / B），此时A和B表示功率。dB是相对值，是一个功率相对于另一个功率的差。比如，我们会说“这个PA的功率比那个PA的功率高/低2 dB”。

dBm即分贝毫瓦，是表示功率绝对值的单位。例如，会说这个 PA的功率是20 dBm，而不会说是20 dB 。dBm功率与mW（毫瓦）功率的转换公式：dBm = 10 log（功率值/1mw）】

针对接收链路的低噪声放大器，主要指标有：

噪声指数（Noise Figure，NF），是衡量LNA性能的重要参数。信号经过新系统，噪声一定会增加，且信噪比一定会变差，控制其噪声是低噪声放大器首先要解决的问题。

接收增益（Gain）：增益体现了LNA接收微小信号的能力，较大的增益不仅可以放大信号还能很好地抑制后级威廉希尔官方网站 噪声，但若增益过高，对后级威廉希尔官方网站 的线性度要求很高，否则会出现信号饱和导致信号失真。

输入1dB压缩点（P1dB ）：与发射链路相同，输入1dB压缩点越大，表明放大器线性度越好，在1dB压缩点附近，非线性会导致较强的谐波、交调，产生干扰。

三阶交调截止点（IP3）：三阶交调距离真实信号非常近，难以通过滤波的方式去除，对信号影响非常大。输出功率一定时，放大器的三阶交调截止点的输出功率越大，放大器的线性度越好。

带外抑制：例如2.4GHz的LNA对2.414-2.484 GHz以外的信号，特别是5GHz频段信号的选频抑制

一款性能优良的FEM要完成射频信号的发送放大以及接收放大（with bypass）、滤波，及功率检测、控制和开关等功能，此外还需要集成反馈威廉希尔官方网站 DET，因输出功率与反馈电压值一般线性相关，根据反馈的电压值可以计算出输出功率大小。个别FEM内部还包含功率耦合器（CPLR），实现功率反馈，对比电压反馈更精确。

通过上述重要性能指标，我们可以初步评价一款FEM的射频性能。Wi-FiFEM有效提高了Wi-Fi信号的质量和稳定性，随着无线通信应用场景的逐渐丰富，Wi-Fi FEM的应用场景和市场空间将进一步扩大，正确理解Wi-Fi FEM各项指标及性能特征，可以帮助我们更好地选购一款Wi-Fi FEM产品，提高无线连接的上网体验。

审核编辑：黄飞