一种Wi-Fi智能优频器的制作方法

本发明涉及一种wi-fi智能优频器。

背景技术：

wi-fi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网（wlan）的技术，通常使用2.4guhf或5gshfism射频频段。无线网络上网可以简单的理解为无线上网，几乎所有智能手机、平板电脑和笔记本电脑都支持wi-fi上网，是当今使用最广的一种无线网络传输技术。其原理实际上就是把有线网络信号转换成无线信号，使用无线路由器供支持其技术的相关电脑，手机，平板等接收。手机如果有wi-fi功能的话，在有wi-fi无线信号的时候就可以不通过移动联通的网络上网，省掉了流量费。

随着wi-fi和智能手机的普及、每到一地必连wi-fi已成了许多智能手机用户的习惯，互联网巨头、电信运营商看到了wi-fi的入口价值，纷纷布局商业wi-fi领域。而在家用市场,随着各种智能硬件,iot模块的普及,除了手机,平板,家用环境的wi-fi终端也越来越多,这无疑进一步占用了2.4g频段的空口;

目前2.4g频段已经变得拥挤不堪，除了wi-fi,还有蓝牙,zigbee等也都工作在2.4g频段,2.4g频段内不同信道之间的信号互相干扰导致无线吞吐量下降，延时增加，严重影响了用户的使用和体验。

为了提高2.4g频段无线设备的性能，提升用户的使用体验，一般的解决方案如下：

现场调试，例如：更换信道,调整频宽，但是，无线频谱比较恶劣的地方，调试不能解决问题。

更换双频设备，例如：11n双频、11nwave2双频或者三频、11ax无线设备增加了设备和运营成本，同频问题一样存在,且切换到5g频段工作,传输距离大打折扣。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于提供一种wi-fi智能优频器。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种wi-fi智能优频器，包括：rf信号输入单元，降频单元、中频滤波单元、中频信号放大单元、升频单元和rf信号接收和天线输出单元，其中，wi-fi信号首先进入到rf信号输入单元，再经过降频单元降频到中频,并通过中频滤波单元、中频信号放大单元进行传输，然后再进经过升频单元进行升频，再进入rf信号接收和天线输出单元进去信号处理，再进入天线输出单元和原设备的rf信号接收单元进去信号处理，天线输出单元为信号通过sma头连接到原设备的天线输出口。

优选的是，所述wi-fi信号是2.4g或者5g的wi-fi信号。

通过增加此设备后,上述的这些问题都能得到解决,彻底的解决用户的上网体验差问题。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。

图1是本发明wi-fi智能优频器的结构示意图；

图2是本发明wi-fi智能优频器的结构示意图；

图3是本发明wi-fi智能优频器的电路示意图；

图4是本发明wi-fi智能优频器的电路示意图；

图5是本发明wi-fi智能优频器的电路示意图；

图6是本发明wi-fi智能优频器的电路示意图；

图7是本发明wi-fi智能优频器的电路示意图；

图8是本发明wi-fi智能优频器的电路示意图；

图9是本发明wi-fi智能优频器的电路示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细地说明。

本发明要解决的问题是,在不增加设备成本的前提下,通过本发明专利,解决无线2.4g抗干扰弱问题,从而不管在多么嘈杂的家用以及商用环境,都可以畅快使用2.4gwi-fi无线网络,2.4g天然的优势,覆盖范围极大优于5g频段,所以本发明专利要解决的问题非常实用。

简单来说,如目前你在商场,机场,在会议上或者是家用环境,手机连接wi-fi上网体验差，打开网页慢,视频无法播放,通过增加此设备后,上述的这些问题都能得到解决,彻底的解决用户的上网体验差问题;

发明专利的原理：wi-fi2.4ghz/5g射频---降频到中频,在中频进行滤波---升频到2.4ghz/5g射频，再进入收发器进去信号处理。整个模块的工作原理只涉及到接收链路。本专利需保护的是：只要在wi-fi的电路原理设计中,在同一个模块中用到了降频,再升频技术,都属于本专利需要保护的范围。

具体来说，如图6，一种wi-fi智能优频器，包括：rf信号输入单元，降频单元、中频滤波单元、中频信号放大单元、升频单元和天线输出单元以及原设备的接收单元，再进入天线输出单元和原设备的rf信号接收单元进去信号处理，天线输出单元为信号通过sma头连接到原设备的天线输出口，其中，wi-fi信号首先进入到rf信号输入单元，再经过降频单元降频到中频,并通过中频滤波单元、中频信号放大单元进行传输，然后再进经过升频单元进行升频，再进入rf信号接收和天线输出单元进去信号处理。

优选的是，所述wi-fi信号是2.4g或者5g的wi-fi信号。

本发明专利在信号过滤部分的优势只要体现在两方面：

1．部分带宽：在1ghz信号中过滤出1mhz信道（总带宽的0.1%）比在100mhz信号中过滤出10mhz信道(带宽的10%)要更加困难。所以在本系统中，接收信号中的杂散信号,都会被降频到480mhz,然后进行滤波,这样的优势非常明显,通过此方法滤波后的信号,更加干净,接收机更容易解析出来，并能改善整个的信噪比，提升接收的灵敏度。

2.过滤效果：正常情况下,独立专用的滤波器比集成在收发器ic中的滤波器效率好很多，所以本专利设备采用了专用的身表面滤波器(saw)，而目前主流的wi-fi芯片,都是为了降低无线芯片的成本和减小封装,集成了普通的滤波器，效果当然没有专用的滤波器好。

本发明专利技术硬件实现方式：

a信号处理：如图1中，的微带线部分，这里是通过sma头接到路由设备的信号输出口,也就是本专利设备信号的输入口,本专利设备主要是处理接收到的rx信号,对发射的tx信号不做处理,抗干扰也主要体现在rx,和tx是没关系的。所以我们第一要解决的问题是怎么旁路掉tx信号，这里的微带线以及图2，图3的电路就是起这个作用，微带线部分通过信号传输线和耦合线的组合,形成定向耦合器。

这部分的工作原理如下显示：rf检波器信号输入端接在rf信号输入通道上的定向耦合器上。平时功放处于接收工况，rf检波器由于定向耦合器的单方向性而基本没有输出信号，这时通过开关切换信号将rf开关切换到上行通路，下行通路断开，此时天线接收到的信号通过上行低噪声放大后送入无线收发器。当无线收发器处在发射状态时，功率检波器检测到无线收发器发出的信号，产生开关切换信号控制rf开关打向发射pa通路，上行放大电路被断开，双向功率放大器处在发射状态，从无线收发器出来的射频信号进入下行功放被放大后至天线被发射出去。但此专利设备的tx放大部分我们放到了路由设备上,这部分只是完整tx和rx信号分开原理。此部分在我们专利设备上对应的原理图为如下图1和图2以及图3。

升频和降频部分的原理图如图4显示：wi-fi2.4g信号通过此电路的芯片处理后,信号被降频为中频。中频信号被滤波处理后,相同的芯片方案,再通过软件配置,把中频信号升频为2.4g射频,再送到路由器端给收发器进行处理。

如图5，芯片的升频与降频电路,这都需要通过软件控制去配置寄存器,我们把所有的寄存器配置信息和控制都用如下图5的单片机实现,单片机内部集成flash可以存储配置信息,uart1可以把所有的配置信息打印出来,我们通过这个urat的串联去修改和更新配置信息。

1．本发明专利技术将接收到的免授权频谱（5ghz或2.4ghz）转换为中频，在需要的频段范围专门做出高选择性过滤；最后将信道转换回非常清晰wi-fi信号。我们已经证实选择性的改善可高达30db。应用此技术的wi-fi接收设备,实验数据验证wi-fi射频的噪声降低了1000倍！

2.此设备具有容易安装,操作便捷的特性，可集成在路由器内部，也可以以模块的形式单独接在其它的路由器上,不存在兼容性问题,可以理解为就是一个无源器件，只是对信号进行处理优化。

具体实施本专利设备有如下两种典型方式：

1.通过路由器的sma头进行连接,如路由器,在多设备接入的2.4g干扰环境,我们发现上网网速很慢,这时候就可以用到本专利的设备,拆卸下来路由器原来的天线,原来路由器的sma头连接到本专利的抗干扰设备,拆下的天线接到专利设备的另一端,就完成了整个的操作,无需任何的其它配置。这时候再进行上网体验,就会发现有明显的改善;

实验数据,在office环境,如用wi-fianalyzer扫描出来的2.4g干扰环境,我们发信至少有10个以上的强信号ap在工作,10米远的距离,我们用2*2的2.4g网卡去测试吞吐量,只有10mbps的速率。而此时加上本专利的抗干扰设备,相同的环境,相同的测试网卡以及距离,测试吞吐量到了30mbps,改善非常明显。

本专利的技术原理以及电路,可以增加在路由器器以及wi-fi模块的主板上,做成一个整体解决方案,按照应用场景一的实验结果,理论上效果会更好。原因是放在一块板子,信号传输和接收的衰减会更小，即更有利于信号的发射和接收。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。