無(wú)線模組應(yīng)用時(shí)通信距離異常的分析過(guò)程

在客戶終端產(chǎn)品使用無(wú)線通信模組（包括但不限于LoRa, LoRaWAN, FSK, Wi-SUN, BLE等模組）時(shí)，出現(xiàn)部分產(chǎn)品無(wú)線傳輸通信距離異常的情況，導(dǎo)致該現(xiàn)象發(fā)生的原因可能是軟件的配置，硬件的設(shè)計(jì)，天線的匹配等原因，本文從硬件角度進(jìn)行逐步分析定位問(wèn)題原因。

一般終端產(chǎn)品框圖如下：

1.左半部分為客戶整機(jī)產(chǎn)品，上面使用無(wú)線通信模組；

2.右半部分為整機(jī)產(chǎn)品使用的天線，通過(guò)SMA連接器連接至主板上；

過(guò)程

如下為問(wèn)題定位過(guò)程，1#產(chǎn)品表現(xiàn)為通信距離異常，2#產(chǎn)品表現(xiàn)為通信距離正常；

01

實(shí)驗(yàn)1：通過(guò)傳導(dǎo)功率測(cè)試

a.將整機(jī)端無(wú)線模組射頻信號(hào)輸出端的SMA通過(guò)饋線連接制頻譜儀；

b.設(shè)置頻譜儀的中心頻率為無(wú)線的工作頻點(diǎn)，并將頻譜儀的捕獲方式設(shè)置成Max Hold；

c.通過(guò)控制整機(jī)，使無(wú)線模組可以發(fā)射射頻信號(hào)，在頻譜儀上捕獲該信號(hào)；

d.測(cè)試圖片及數(shù)據(jù)匯總?cè)缦滤?由于兩個(gè)產(chǎn)品功率均為18.5dBm左右，僅放置一張圖片)

02

實(shí)驗(yàn)2：通過(guò)耦合功率測(cè)試

a.將整機(jī)端還原成測(cè)試通信距離時(shí)的狀態(tài)（連接天線）；

b.在頻譜儀端信號(hào)輸入口連接天線，并設(shè)置頻譜儀的中心頻率為無(wú)線的工作頻點(diǎn)，并將頻譜儀的捕獲方式設(shè)置成Max Hold；

c.通過(guò)控制整機(jī)，使無(wú)線模組可以發(fā)射射頻信號(hào)，利用耦合方式在頻譜儀上捕獲該信號(hào)；

d.測(cè)試圖片及數(shù)據(jù)匯總?cè)缦滤荆?/p>

如果沒(méi)有頻譜儀，也可以無(wú)線模組自帶的RSSI功來(lái)測(cè)試，RSSI（Received Signal Strength Indicator）是接收信號(hào)的強(qiáng)度指示，以SX1278為例，RSSI計(jì)算公式如下圖所示，如果使用其他芯片平臺(tái)，根據(jù)每個(gè)芯片規(guī)格書(shū)里面的計(jì)算公式來(lái)操作。

其中Rssi為通過(guò)芯片寄存器讀取的值，使用上述公式可以轉(zhuǎn)換成信號(hào)強(qiáng)度值。

結(jié)論

根據(jù)以上兩組實(shí)驗(yàn)可以得出以下結(jié)論：

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)一可以看出，模組的傳到輸出功率與理論值相同，信號(hào)頻點(diǎn)也符合設(shè)計(jì)要求，模組在整機(jī)上的性能正常；
2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)二可以看出，對(duì)比耦合功率，原本測(cè)試通信距離異常的產(chǎn)品耦合功率偏低，和通信距離異常的現(xiàn)象相符，說(shuō)明通信距離異常是由于連接天線后導(dǎo)致，結(jié)合偏低的34.6dB的數(shù)據(jù)分析，應(yīng)該是天線未正常連接。后經(jīng)過(guò)分析，該天線的SMA連接器的內(nèi)針內(nèi)縮，導(dǎo)致接觸異常。