很多客户经常会问我们一个问题：“你们设计调试后的天线，通信距离能有多少米？”今天我们就来好好聊聊这个问题。

射频通信系统介绍

    下图是整个单向射频通信系统的示意图：

    上图基本包含了整个单向射频通信系统的主要影响因素。其中的每一个因素都会对最终的通信效果产品影响，而通信距离其实就是整个系统通信效果的极限情况。因此以上的每个因素，包括：射频电路射出功率、发射端天线、无线通信环境、接收端天线、射频电路灵敏度，接收设备整机EMC干扰都会对通信距离产品影响。

    对于蓝牙等双向通信系统无非是通信双方都既是发射端又是接收端，虽然更加复杂，但也仅仅是上面的发射系统和接收系统的影响因素对通信双方同时适用，并不会超出上述范围，因此我们在这里只讨论单向通信系统即可。

   下面我们具体说说，整个通信系统的各个部分对通信距离的影响。

发射端射频电路性能

    发射端的射频电路性能对通信距离产生影响的因素主要是射频芯片（或模块）的发射功率和阻抗情况，其中需要射频芯片电路端以最大功率进行发射，同时射频端的阻抗要保持50欧姆阻抗。这部分可以参考射频芯片的参考设计，包括射频芯片的外围匹配器件，都要严格按照芯片的要求进行设计。射频芯片所能够达到的最大功率值直接制约了可能达到的最远的通信距离，同时软件上需要控制射频芯片按照最大功率进行发射。发射功率每少3db，相当于功率值直接减少了一半，对通信距离的影响非常大。

发射端天线

    发射端天线需要天线的阻抗、驻波比、回波损耗等因素都符合设计规范，同时天线工作环境符合设计标准，这一部分我们公司的技术服务都是可以保证的。如果发射端天线上述指标没有设计好，就会造成天线性能对射频能量转化为电磁波能量的转换率大幅降低，从而大大影响通信距离。

无线通信传播环境

    没错，无线通信传播环境同样会对通信距离产生影响，这个环境主要包括测试距离的时候是位于室外还是室内、发射和接收端中间有没有障碍物、整个测试环境周围是空旷的还是有墙壁、建筑物、金属板等，完全相同的发射和接收系统上不同的测试环境下，通信距离差距也会非常大。所以我们广州寒武纪电子真的没法说出通信距离改善后可以有多少米。

    一般来说在通信双发可视无障碍物的情况下，室内比室外通信距离远，周围有建筑物比周围空旷的通信距离远。在有障碍物的情况下，障碍物越少通信距离越远。

接收端天线

    接收端天线需要天线的阻抗、驻波比、回波损耗等因素都符合设计规范，同时天线工作环境符合设计标准，这一部分我们公司的技术服务也是可以保证的。如果接收端天线上述条件没有设计好，就会造成天线性能对电磁波能量转化为射频信号的的转换率大幅降低，从而大大影响通信距离。

接收端射频电路性能

   接收端的射频电路性能对通信距离产生影响的因素主要是射频芯片（或模块）的接收灵敏度和阻抗情况，其中需要射频芯片电路符合其要求的设计规范，同时射频端的阻抗要保持50欧姆阻抗。其中射频芯片的接收灵敏度是由芯片自身的接收灵敏度和芯片周边走线、铺地、芯片匹配器件等情况共同决定的。这部分可以参考射频芯片的参考设计，包括射频芯片的外围匹配器件，都要严格按照芯片的要求进行设计。这一部分跟发射端的区别是软件上没有特别的对通信距离的影响，但是在PCB的布局上，需要将芯片和天线尽量靠近，因为接收端信号往往很弱，经不起路径上过多的损耗。

接收端整机EMC干扰

    接收端的整机EMC干扰对通信距离也会造成很大的影响，这种影响主要是EMC干扰信号如果刚好落在通信频率上，会导致在极限通信距离的时候，有用的微弱射频信号被无用的干扰信号所淹没，从而影响通信距离。这种情况不是每一款产品上都会发生，但是一旦发生也特别难以解决。这种EMC干扰信号的来源有可能是接收端的射频模块工作的时候产生的，也有可能是产品上其他功能电路部分工作的时候产生的。需要找射频模块厂家找到干扰源或者在自己的功能电路上找到干扰源并解决这个干扰源的干扰问题才可以彻底解决这个问题。

总结

   往往客户找到我们只是需要我们设计一款发射端的天线或者调试一款接收端的天线，在这种情况下，我们只能保证对应的天线性能是好的，至于整个通信系统的效果，还需要其他各个部分都好性能才会好。   

   通过上面的讨论，可能很多朋友会觉得，既然这么多因素都会影响通信距离，那么是不是当遇到这种问题的时候，就不知道应该从哪个方向下手去解决了？

   其实不是这样的，根据我们广州寒武纪电子科技有限公司过去帮客户解决问题的经验看，您只需要确保发射端和接收端的射频芯片严格按照芯片厂家的参考设计原理图和PCB图进行布局和走线，那么在发射和接收端射频性能一般是没有大问题的。在这个时候如果您的产品性能有明显问题，大概率就是天线的性能有问题了。

   我们对过去的客户进行统计发现，通信距离有问题的时候是因为天线有问题导致性能不好的概率在90%以上。而没有进行天线设计和阻抗匹配调试的天线，大概率都是有性能问题的。因此如果您的产品后续有通信距离的问题，还是应该找我们设计天线或者调试天线来保证天线的性能。只有在这个前提下才可以保证好的通信效果。

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