愛瑞德科技 MN54LM-20A BLE 藍牙模組模組對模組全軸向測試報告 (1M & 125K PHY)

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[台灣，2026 年 08 月 04 日]

引言

本測試移師至竹圍海濱之開闊戶外環境，旨在深入探討模組尺寸微型化後，對無線有效連線距離所產生的實際影響。本次測試全面評估 Arad Connectivity MN54LM-20A 系列 BLE 模組（測試陣容涵蓋內置式 CHIP、PCB 天線及外接 u.FL 天線版本，未納入 S20A 型號），並將架構從以往的手機對連轉換為「模組對模組」的雙向連線模式。同時，測試範疇同步擴展至標準 1M PHY 與超長距離 125K PHY 兩種傳輸模式，藉此全方位驗證各軸向在海濱環境下的極限通訊效能與傳輸表現。

1. 測試目標

✅ 完整驗證 MN54LM-20A BLE 系列 BLE 模組雙向溝通( MASTER/CENTRAL TO SLAVE/PERIPHERAL )於開放場域的有效通訊距離。

✅ 測試內置式 CHIP 及 PCB 天線及外接u.FL天線版本模組在各軸向的通訊效能。

2. 測試日期與環境

項目	細節
測試日期	2026 年 07 月 30 日
測試環境	戶外環境，桃園市竹圍海水浴場。

3. 測試設備需求

類別	裝置	細節
訊號發射端（SLAVE/PERIPHERAL）	測試板（DUT）	MN54LM-C20A, MN54 LM-P20A, MN54 LM-U20A模組
訊號接收端 1（MASTER/CENTRAL）	MN52H-U40	發射功率 (Tx Power): 8 dBm
外接天線種類	ANTX100ETHAB24553 ANTX100P011B24003_1 ANTX100P111B24003_0
測試軟體	LightBlue®；愛瑞德科技客製化 BLE 韌體。
距離量測工具	Google Map, 手機 GPS 定位。

4. 測試參數

參數	說明
TX Power	+8 dBm (設定於 MN54LM-20A系列及MN52H-U40模組）
PHY模式	125K（Long Range模式）; 1M（標準 BLE 模式）
封包大小	20 bytes；每秒4封包
方向	距離量測維持可視直線路徑（LOS）。
天線高度	天線距離地面高度3公尺
傳輸模式	連線模式（驗證有效封包傳輸，至少收到一組封包）。
環境條件	溫度：攝氏 32.5 度、濕度 75%。

5. 測試流程

此流程旨在確保在標準化和可重複的條件下，量測 MN54LM-20A系列藍牙模組在不同天線配置下的最大傳輸距離。

5.1 準備與連線建立

1. 設備設定： 使用 MN52H-U40 EVB與 SLAVE 裝置 （MN54LM-C20A, MN54 LM-P20A, MN54 LM-U20A）建立有效連線，並確認封包接收。

2. 傳輸速率： 設定 125K或1M 模式，每秒傳遞 4 個封包。

3. 起始點定位： 將 SLAVE 裝置固定於起始點，天線距離地面高度3公尺，並確保所有天線方向均朝向預計的移動路徑。

4. 連線確認： MASTER 裝置在起始點與 SLAVE 裝置建立有效連線，並進行雙向封包傳輸。封包的接收狀態將透過模組上的燈號閃爍來顯示與確認。

5.2 距離量測與數據記錄

1. 分段測試： MASTER 裝置（MN52H-U40 EVB）沿著可視直線距離路徑，以 10 公尺的增量向外移動。

2. 停留與監測： 在每一個量測距離點，確認MASTER裝置的連線狀態，並持續向外移動。

3. 極限距離判定： 持續移動直到連線無法穩定維持（例如，封包成功率持續低或連線徹底中斷，此時燈號將停止閃爍）。使用 Google Map 及 GPS 定位工具，精確記錄斷線距離與斷線發生時的環境特徵。

6. 測試紀錄 (最大有效連線距離)

下表為MN54LM-20A系列模組在遠距離能維持穩定雙向連線至少接收到一個封包的情況下最大有效距離：

PHY 1M

PHY 125K

MN54LM-C20A/P20A/U20A 各軸距離位置圖 PHY︰1M

註: 鳥瞰圖非現場實際照片

MN54LM-C20A/P20A/U20A 各軸距離位置圖 PHY︰125K

註: 鳥瞰圖非現場實際照片

測試結論

根據本次在竹圍海濱進行的模組對模組實測數據（涵蓋 1M PHY 與 125K PHY 模式），針對 Arad Connectivity MN54LM-20A 系列模組的效能表現可歸納出以下關鍵結論：

PHY 模式對傳輸距離的突破性提升：

在 1M PHY 標準模式下，各天線版本的有效通訊距離普遍落在 675 公尺至 1187 公尺之間（例如 PCB 天線在 Z 軸為 675m，外接 P111B24003 天線在 Z 軸可達 1187m）。

當切換至 125K PHY（Long Range 模式）後，受惠於編碼增益，傳輸距離呈現倍數成長，全面突破 2.4 公里至 2.7 公里的大關。其中外接 P111B24003 天線在 Z 軸創下最高 2736 公尺的極限距離，CHIP 天線在 Y 軸旋轉 (R90) 後亦達到 2670 公尺的高水準表現。

內置式天線（CHIP 與 PCB）之全軸向表現與旋轉優化：

CHIP 天線展現出極佳的穩定性，在 1M 模式下各軸向均維持在 1071m 至 1115m 左右，且在 Y 軸進行 90 度旋轉 (R90) 後，距離可從 1080m 提升至 1303m；在 125K 模式下更穩定維持在 2479m 至 2670m 之間。

PCB 天線在 1M 模式下的 -Y 與 X 軸表現突出（超過 1070m），但在 Z 軸正向僅 675m，顯示其指向性較強；而在 125K 模式下則展現優異的均衡性，各軸向皆能維持在 2436m 至 2634m 的高穩定度。

外接 u.FL 天線版本之極限效能：

搭配外接天線（如 ETHAB24553、P011B24003、P111B24003）可有效推升特定軸向的傳輸極限。例如外接 P111B24003 天線在 1M 模式的 Z 軸達到 1187m，在 125K 模式下更達到 2736m 的優異表現，證明外接天線方案能有效提供長距離應用的高度靈活性與穩定度。