无线模组应用时通信距离不良分析过程

RF_002

　　背景

　　在客户终端产品使用无线通信模组（包括但不限于LoRa, LoRaWAN, FSK, Wi-SUN, BLE等模组）时，出现部分产品无线传输通信距离异常的情况，导致该现象发生的原因可能是软件的配置，硬件的设计，天线的匹配等原因，本文从硬件角度进行逐步分析定位问题原因。

　　一般终端产品框图如下：
　　1.左半部分为客户整机产品，整机上使用无线通信模组；
　　2.右半部分为整机产品使用的天线，通过SMA连接器连接至主板上；

　　过程

　　如下为问题定位过程，1#产品表现为通信距离异常，2#产品表现为通信距离正常；

　　实验1：通过传导功率测试
　　a..将整机端无线模组射频信号输出端的SMA通过馈线连接制频谱仪；
　　b.设置频谱仪的中心频率为无线的工作频点，并将频谱仪的捕获方式设置成Max Hold；
　　c.通过控制整机，使无线模组可以发射射频信号，在频谱仪上捕获该信号；
　　d.测试图片及数据汇总如下所示(由于两个产品功率均为18.5dBm左右，仅放置一张图片)：

　　实验2：通过耦合功率测试
　　a..将整机端还原成测试通信距离时的状态（连接天线）；
　　b.在频谱仪端信号输入口连接天线，并设置频谱仪的中心频率为无线的工作频点，并将频谱仪的捕获方式设置成Max Hold；
　　c.通过控制整机，使无线模组可以发射射频信号，利用耦合方式在频谱仪上捕获该信号；
　　d.测试图片及数据汇总如下所示：

　　如果没有频谱仪，也可以无线模组自带的RSSI功来测试，RSSI（Received Signal Strength Indicator）是接收信号的强度指示，以SX1278为例，RSSI计算公式如下图所示，如果使用其他芯片平台，根据每个芯片规格书里面的计算公式来操作。

　　其中Rssi为通过芯片寄存器读取的值，使用上述公式可以转换成信号强度值；

　　结论

　　根据以上两组实验可以得出以下结论：
　　1.根据实验一可以看出，模组的传到输出功率与理论值相同，信号频点也符合设计要求，模组在整机上的性能正常；
　　2.根据实验二可以看出，对比耦合功率，原本测试通信距离异常的产品耦合功率偏低，和通信距离异常的现象相符，说明通信距离异常是由于连接天线后导致，结合偏低的34.6dB的数据分析，应该是天线未正常连接。后经过分析，该天线的SMA连接器的內针内缩，导致接触异常。