近年來(lái)，桌面計(jì)算機(jī)附帶Wi-Fi與Bluetooth?功能的比例逐漸提高，其優(yōu)點(diǎn)是不被Ethernet（線材LAN）連接限制擺放位置，并且可以隨時(shí)與Wi-Fi、藍(lán)牙裝置進(jìn)行聯(lián)機(jī)，讓桌面計(jì)算機(jī)的便利性提高。

在市場(chǎng)上，高階定位的主板附帶Wi-Fi與Bluetooth的網(wǎng)卡是非常常見(jiàn)的，雖然可以讓使用者更便利，但在ODM的開(kāi)發(fā)難度與成本則會(huì)提高，主流的桌面計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)廠商的RD背景為電子專長(zhǎng)，而較大型的開(kāi)發(fā)廠商會(huì)有專門的RF工程師團(tuán)隊(duì)進(jìn)行射頻相關(guān)設(shè)計(jì)與測(cè)試與整合，同時(shí)讓有線信號(hào)（LAN）與無(wú)線信號(hào)（Wi-Fi/Bluetooth）的電路保持一定通訊質(zhì)量。

各式桌面計(jì)算機(jī)，隱藏式天線或外接式天線

本篇文章主題探討為ODM所設(shè)計(jì)的小型桌面計(jì)算機(jī)，如遇到吞吐量（Throughput）達(dá)不到規(guī)格時(shí)，ODM商可透過(guò)百佳泰與天線廠商三方進(jìn)行討論合作的案例。從基本設(shè)計(jì)規(guī)格、天線設(shè)計(jì)、硬件電路布局、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)到驅(qū)動(dòng)程序確認(rèn)，多個(gè)方向同時(shí)下手一一排除問(wèn)題，經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，過(guò)往發(fā)生狀況通常都是多個(gè)小問(wèn)題累積起來(lái)造成的，若只針對(duì)單一或兩個(gè)問(wèn)題排解處理，最終在Throughput測(cè)試時(shí)可能得不到明顯改善，此篇文章也將以Wi-Fi通訊質(zhì)量問(wèn)題的實(shí)例進(jìn)行分析與介紹。

一般RF Performance Debugging，遵照一定順序進(jìn)行確認(rèn)，可減少找問(wèn)題時(shí)的錯(cuò)誤方向機(jī)率。百佳泰提供步驟參考如下：

1.進(jìn)行原始狀態(tài)Throughput測(cè)試數(shù)據(jù)（即Baseline數(shù)據(jù)），做為后續(xù)修改比較資料。

2.確認(rèn)基本軟件、韌體與OS相關(guān)是否正確，或存有已知問(wèn)題作為判斷，可參考以下范例。

?設(shè)備管理器不可出現(xiàn)黃色驚嘆號(hào)（Yellow Bang），驚嘆號(hào)代表該裝置的驅(qū)動(dòng)程序安裝不完全，處于非正常工作狀態(tài)，可能發(fā)生以下情況：

①網(wǎng)絡(luò)適配器：使用者無(wú)法確定狀態(tài)是否正常，可能造成Throughput或聯(lián)機(jī)等問(wèn)題。
②顯示適配器：因驅(qū)動(dòng)裝置不完整，可能造成顯示適配器頻率變動(dòng)或者一直處于全功率狀態(tài)，進(jìn)而對(duì)Wi-Fi/Bluetooth頻段造成干擾影響。
③USB裝置：USB 3.x差分信號(hào)頻率為2.5GHz，會(huì)對(duì)Wi-Fi/Bluetooth產(chǎn)生干擾，當(dāng)未使用時(shí)，工作狀態(tài)需確時(shí)關(guān)閉，避免影響Wi-Fi/Bluetooth性能。

3.確認(rèn)天線性能是否符合需求，若未符合就需要進(jìn)行微調(diào)，因?yàn)樘炀€是最直接影響高頻性能的零件，若天線的操作頻率偏移，Throughput數(shù)據(jù)與傳輸接收距離隨即變差，故需要確認(rèn)VSWR、Isolation（隔離度）性能參數(shù)，或者進(jìn)一步確認(rèn)天線場(chǎng)型（Antenna Pattern）。

4.確認(rèn)噪聲（Noise）問(wèn)題，所謂噪聲即是通訊系統(tǒng)不需要的訊號(hào)都可稱為噪聲，噪聲包含非該傳輸系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化訊號(hào)、熱噪聲、頻率訊號(hào)等，例如Wi-Fi與Bluetooth在同個(gè)頻率下同時(shí)工作，兩者互為對(duì)方的噪聲，噪聲會(huì)導(dǎo)致Throughput與傳輸接收距離變差，通常噪聲透過(guò)兩種路徑來(lái)影響整個(gè)系統(tǒng)，分別為：輻射性傳導(dǎo)（Radiation）、接觸性傳導(dǎo)（Conductive）。

? 輻射噪聲干擾（Radiation） ，可能造成的原因如下：
①?確認(rèn)機(jī)構(gòu)金屬屏蔽密合度，是否因結(jié)構(gòu)開(kāi)孔與縫隙造成噪聲泄漏而影響到天線。
②?確認(rèn)產(chǎn)品內(nèi)部那些零件噪聲輻射強(qiáng)度較高，可進(jìn)行屏蔽處理。（e.g. 覆蓋金屬屏蔽、金屬膠帶）。

??接觸性傳導(dǎo)噪聲干擾（conductive），可能造成的原因如下：
①?噪聲透過(guò)電路板上的傳輸線、零組件傳輸至每個(gè)區(qū)塊或空間。

【狀況排解指導(dǎo)案例】以下為百佳泰按照順序確認(rèn)，一步一步將問(wèn)題排除的案例分享

1.待測(cè)物原始狀態(tài)Throughput測(cè)試數(shù)據(jù)（即Baseline數(shù)據(jù)）：

下表為廠商Wi-Fi吞吐量（Throughput）規(guī)格，以及第一次原始機(jī)臺(tái)Throughput測(cè)試。

以客戶定義的規(guī)格與測(cè)試項(xiàng)目看，于2.4GHz Band標(biāo)示黃色底色的RX是Fail的，標(biāo)示紅字的Fail數(shù)據(jù)在20m距離規(guī)格最多差了42.3Mbps，100m距離規(guī)格最多差了31.8Mbps。

接下來(lái)先檢查系統(tǒng)軟件與驅(qū)動(dòng)等，是否版本正確與安裝確實(shí)。

2.軟件、系統(tǒng)版本與驅(qū)動(dòng)確認(rèn)

經(jīng)確認(rèn)Windows版本正確，以及任務(wù)管理器列表，并沒(méi)有黃色驚嘆號(hào)，代表各硬件裝置的驅(qū)動(dòng)程序沒(méi)有問(wèn)題，接下來(lái)確認(rèn)天線（Antenna）部分。

3.天線（Antenna）確認(rèn)

在硬件方面，需先確認(rèn)產(chǎn)品天線的VSWR與Isolation狀況，這兩個(gè)天線性能的量測(cè)方式簡(jiǎn)單，可快速檢視天線基礎(chǔ)性能。

??VSWR（電壓駐波比）

可快速量測(cè)出天線搭配待測(cè)物機(jī)構(gòu)的操作頻率是否翩移，一般業(yè)界VSWR標(biāo)準(zhǔn)需小于2，數(shù)值越接近1，可取得較好的天線特性。

??Isolation（隔離度）

Isolation特性量測(cè)皆發(fā)生于復(fù)數(shù)天線以上產(chǎn)品才需要量測(cè)，目的在于判斷收發(fā)訊號(hào)時(shí)，天線間互相影響，造成整體RF特性下降，一般業(yè)界Isolation標(biāo)準(zhǔn)通常約 -20~-30dB，當(dāng)值越小代表隔離度越好。

可以使用網(wǎng)絡(luò)分析儀(Network Analyzer)確認(rèn)天線的VSWR與Isolation性能數(shù)據(jù)。

?VSWR

Main 2.4GHz頻帶的2.5GHz頻率VSWR 4.49（紅字標(biāo)示）比較差，再?gòu)那€圖中可得知天線操作頻帶往低頻偏移了，這影響了2.4GHz頻帶的Throughput，但客戶因物料管控問(wèn)題于現(xiàn)階段不能對(duì)天線結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，只能針對(duì)機(jī)殼做修改。所以我們接下來(lái)確認(rèn)Isolation數(shù)據(jù)，確認(rèn)是否能有所改善。

?Isolation

Isolation于2.4GHz與2.5GHz頻率分別為-11.23與-14.9Db（紅字標(biāo)示），一般業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)為-20dB，而量測(cè)數(shù)值比一般業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)偏差了將近10dB，故Isolation也需要進(jìn)行改善。

主要影響Isolation特性的是：兩天線的間隔距離以及極化兩個(gè)因素，從產(chǎn)品外觀可發(fā)現(xiàn)兩天線都在前墻且距離僅3公分左右（下圖左），而兩天線擺放已經(jīng)有錯(cuò)開(kāi)極化，故判斷Isolation惡化可能是距離過(guò)近造成。為了驗(yàn)證此假設(shè)，透過(guò)兩天線中間放置隔離材料（下圖左)），仿真提高兩天線隔離度的實(shí)驗(yàn)。

使用網(wǎng)絡(luò)分析儀（Network Analyzer，NA進(jìn)行無(wú)隔離材料、隔離材料（銅箔與吸波材）

的Isolation量測(cè)。發(fā)現(xiàn)加入隔離材料后2.4GHz Isolation從-12.23dB改善至-14dB、2.5GHz Isolation從-14.9dB改善至-16.5dB（下圖右）。

接下來(lái)進(jìn)行Throughput驗(yàn)證比較，由下表可看出只要加入隔離材料Channel 1 20m 23.05Mbps改善至37.52 ~ 47.38Mbps，100m從6.5Mbps改善至11.24~18.32Mbps，改善Isolation確實(shí)可提高Throughput數(shù)據(jù)。

經(jīng)過(guò)以上的Isolation優(yōu)化與Throughput驗(yàn)證，證明兩天線距離太近的假設(shè)是正確的，百佳泰與客戶立即討論更改天線位置，從前墻雙天線改為前后墻各一個(gè)天線來(lái)改善Isolation問(wèn)題，以下為天線新位置示意圖與Throughput測(cè)試數(shù)據(jù)比較。

修改好天線一前一后的待測(cè)物，進(jìn)行Throughput測(cè)試如下：

更改天線位置后，throughput數(shù)據(jù)明顯改善，RX（黃色底色）Channel 1 20m從27.73改善至74.07得到Pass，其他Channel與距離也都得到提升。從以上的實(shí)驗(yàn)與天線設(shè)計(jì)變更，天線本體與布局設(shè)計(jì)的好壞，會(huì)直接影響Throughput測(cè)試結(jié)果。不好的天線設(shè)計(jì)會(huì)讓終端使用者感受到并帶來(lái)客訴機(jī)率與影響品牌市場(chǎng)口碑。

你們可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)Throughput RX Channel 1 100m、Channel 11 20m與100m的數(shù)值仍是Fail，特別是高衰減100m的數(shù)值僅16.69~19.44Mbps，只有SPEC的一半不到，但TX的數(shù)值卻非常好。這種現(xiàn)象通常都是噪聲干擾造成，所以在下集中，我們將進(jìn)行步驟4RF Performance Debugging：噪聲量測(cè)與除錯(cuò)，讓制造商與設(shè)計(jì)者能更了解產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)RF所需要注意的地方。

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