Nordic的Fanstel BT840XE nRF52840蓝牙5.2 LE模块，传输范围能超过10公里

备注：Nordic即Nordic Semiconductor前身是Nordic VLSI ，它是一家总部位于挪威的无晶圆半导体公司。该公司专注于2.4 GHz ISM频段超低功耗性能系统和连接设备等领域。典型的终端产品是无线手机配件、无线游戏手柄、鼠标和键盘 、智能运动设备、无线医疗、远程控制等消费电子产品。

Fanstel BT840XE是Nordic Semi的一款nRF52840蓝牙5.2 LE模块，带有一个功率放大器。是专为4500米以上的传输距离而设计的，一些配备两个BT840XE模块和0Dbi天线的部署传输距离甚至超过了10公里。

一般来说，在家里我可以在距离手机大约6到8米的地方使用蓝牙耳机，再远点音频就会中断了。大多数蓝牙设备的广告宣传会表示其传输范围是10米，但其实蓝牙2类设备的传输距离最远可以达到100米。

而对于Bluetooth 5来说，无线标准的改进并不意味着范围就会扩大四倍。不过有些人会通过功率放大器进一步扩展了这一硬件的范围，就像我们几年前在RFCat N32 板上看到的那样。

不久前，一家名为RF Star的公司联系了我，介绍了一款带有PA（功率放大器）的德州仪器CC2652P多协议移动设备，它可以通过BLE实现500米的传输范围，使用Zigbee可以实现800米的传输范围，最大发射功率是 +20 dBm。

在查看有关蓝牙范围的更多信息时，我偶然发现了基于nRF52833 SoC的Fanstel BM833的蓝牙5.1模块，其估计范围是3.4公里，BLE速率是125 Kbps，功率是 +8.16 dBm。这其实看起来有点奇怪，所以我联系了Fanstel，并在几天内得到了答复：

我们在Arizona沙漠里测量了蓝牙范围，点击此处介绍了测量的方法。

3400米范围是在一对带有0 dBi天线ANT000的BT840E之间测量的。BM833E其实就是BT840E的低成本版本。FCC测试实验室测得的最大传输功率大致是相同的。因此，我们估计两个BM833E之间的范围也是相同的。

不带“est”标记的蓝牙范围在随附选择的指南中，是在Arizona沙漠中测量。测试场地将测量范围限制在2.8英里/4500米。BT840X/BT840XE（nRF52840+PA）的范围标记则大于4500米。还有一位客户在11000米/7英里的距离部署了两台BT840XE+ANT000。

部署的结果也十分令人惊讶！这意味着一些公司其实有使用BLE模块在超过10公里的距离上传输数据。如果我们按照测试报告的链接，应该可以更好地了解它是如何完成的。除了使用最低比特率（125 Kbps）的蓝牙远程和功率放大器外，他们还通过使用高于地面的天线确保在菲涅尔半径60%内没有障碍物，从而防止信号衰减。

该测试使用不同高度的不同模块和天线进行：0.55米、1.52米（恒温器的典型高度）和LMPI（低多径干扰）高度，该高度至少设置为菲涅尔间隙的60%。以下是在3.2千米视线范围内对各种模块进行测试的结果。

天线高度对BT840F模块（+8dBm 功率）的测试结果造成了巨大差异，在55厘米处的范围仅有210米，在天线高度为1.52米的情况下可达640米，在LMPI高度处可达2.3公里（在6米高度时可达3.2公里）。RF Everything 还提供了一个在线工具来计算菲涅尔半径，11公里范围内的LMPI高度大约是11.1米。具有LMPI高度和125 Kbps的BT840X模块在范围内无法完全完成测试，因为测试点太小了！

为了方便参考，我们来快速浏览一下Fanstel BT840X/XE的规格：

• WiSoC – NordicnRF52840 QIAA，带有Arm Cortex M4F内核，1MB闪存，256 KB RAM，支持BLE、ANT、Thread、Zigbee、NFC
• 带有集成天线的射频解决方案
  • BT840X：PCB天线
  • BT840XE：u.FL天线连接器
    • 通过ANT000 0dBi天线认证–链路预算：137 dB（一对模块之间）
    • 通过ANT060 6dBi天线认证-链路预算：129 dB（一对模块之间）
  • 功率放大器将发射功率增加到 +21 dBm ，并提高接收器灵敏度
  • I/O 和外围设备
    • 12 位/200KSps ADC
    • 3x SPI 主/从，8 Mbps
    • 2x 2 线主/从，I2C 兼容
    • UART
    • 正交解调器 (QDEC)
    • I2S 音频接口
    • 数字麦克风接口
    • 外围设备– 温度传感器、通用比较器、低功耗比较器、随机数发生器
    • 20 通道 CPU 独立可编程外设互连 (PPI)
    • 5个32位、3个24位实时计数器
  • 安全性 – 128位AES硬件加密
  • 调试 – 串行线调试（SWD）
  • 电源电压 – 1.7V至5.5V
  • 尺寸 – 28 x 15 x 1.9 mm
  • 温度范围 – -40°C 至 +85°C
  • 认证 – FCC、IC、CE、RCM

一千个BT840X模块的批量单价是12.5美元，而BT840XE的售是价12.75美元，天线价格需要另算，应该是5或6美元。

该公司还提供了EV-BT840X和EV-BT840XE评估套件，带有两块板，价格分别是120美元和132美元（这版包括ANT060天线）。有关模块和评估板的更多详细信息，你们请参考他们的产品页面。