從數據看真相：MN54L-C15 Chip天線方向擺對了，通訊距離竟提升22%！ Arad MN54L (Nordic nRF54L15 module) 傳輸距離大躍進

Arad MN54L (Nordic nRF54L15 module) 藍牙模組傳輸距離接收測試 Part 2.

[台灣，2025 年 08 月 29 日]

此篇文章分享了我們針對MN54L BLE模組進行的開放場域通訊距離測試，旨在驗證當模組旋轉90度後，其有效通訊距離與原始姿態的差異。測試比較了不同天線類型（Chip 和 PCB）在不同方向下的傳輸效能。我們使用iPhone 7作為接收裝置 ，並在開闊無遮蔽的戶外環境下進行測試，以模擬真實的應用情境。

1. 測試目標

• 驗證 MN54L BLE 模組旋轉90度後與原姿態於開放場域的有效通訊距離差異。

原始姿態

旋轉90度

• 比較不同天線類型（CHIP / PCB）的通訊效能。

2. 測試環境（Test Environments）

戶外環境（Outdoor）：

• 開放空曠地（無遮蔽）

3. 測試設備（Equipment Required）

• 藍牙訊號發射裝置（Emitting Board）
• 測試模組（MN54L-C15, MN54L-P15）

• 藍牙訊號接收裝置
• 測試軟體（LightBlue®）

• 距離量測及記錄工具：Google Map, 手機GPS定位。

4. 測試參數（Test Parameters）

5. 測試流程（Test Procedure）

1. 使用iPhoe7與訊號發射端建立有效連線，並確認封包接收。
2. 記錄起始點傳輸成功率。
3. 每個距離點停留 10 秒以上，記錄連線品質。
4. 測試不同發射角度對距離的影響。
5. 進行至少三次測試以確認一致性。
6. 當連線中斷時，記錄斷線距離與環境特徵。

6. 測試紀錄（Test result）

• 不同發射姿態下的最大距離比較。
• 各天線型號的性能對照表。
• 測試裝置版本與韌體資訊
• 測試異常記錄（如封包遺失）

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BN54L Series

Chip ANT (MN54L-C15)

Y, -Y: 540, 549 meters

R90°Y, R90°-Y: 648, 667 meters

PCB ANT(MN54L-P15)

Y, -Y: 577, 580 meters

R90°Y, R90°-Y: 458, 461 meters

1. Chip 天線 (MN54L-C15) 性能：

• 無方向性影響： Chip天線 (Chip ANT) 在原始姿態 (Y, -Y 方向) 下的傳輸距離為 540-549 公尺，在旋轉 90 度後 (R90°Y, R90°-Y 方向) 距離顯著增加至 648-667 公尺。這表明對於Chip天線，將模組旋轉 90 度有利於訊號傳輸，大幅提升了通訊距離，增幅約為 20-22%。
• 優化擺放方向： 測試結果強烈建議，若使用 MN54L-C15 Chip天線，應考量其在不同方向上的電波輻射特性，並將其安裝於能最大化傳輸距離的特定方向，以達到最佳性能。

2. PCB 天線 (MN54L-P15) 性能：

• 方向性敏感： PCB 天線在原始姿態 (Y, -Y 方向) 下的傳輸距離為 577-580 公尺，表現出色。然而，當模組旋轉 90 度後 (R90°Y, R90°-Y 方向)，傳輸距離急劇下降至 458-461 公尺。這說明 PCB 天線的傳輸性能對模組擺放方向極為敏感，旋轉 90 度後距離下降了約 20%。
• 特定方向最佳： PCB 天線具有明確的最佳傳輸方向。為了確保最長的通訊距離，使用 MN54L-P15 模組時，必須嚴格按照其最佳天線輻射方向進行設計和安裝。

3. 兩款天線類型比較：

• 原始姿態： 在原始姿態下，PCB 天線 (577-580 m) 的傳輸距離略優於Chip天線 (540-549 m)。
• 優化後性能： 經方向性優化後，Chip天線 (648-667 m) 的傳輸距離反超了 PCB 天線在原始姿態下的性能，並遠遠優於 PCB 天線在旋轉 90 度後的表現。

總結而言，天線的物理擺放方向對藍牙模組的傳輸距離有決定性影響。

• 若設計中需要最大化傳輸距離，MN54L-C15 Chip天線在經過方向性優化後，能達到最佳的遠距離傳輸效果。
• 若使用 MN54L-P15 PCB 天線，則必須非常謹慎地考慮天線的擺放方向，以避免因方向不當導致性能大幅下降。