使用MG24开发板测试天线分集

天线分集（Antenna Diversity）

Silicon Labs（芯科科技）的EFR32MG24（MG24）多协议SoC支持IEEE 802.15.4协议下的天线分集功能，这是一种通过使用两根天线来克服家庭环境中潜在射频问题的技术。天线分集通过不断在两根天线之间切换，来帮助提升接收性能。我们的天线分集算法会持续监测两根天线的信号质量并动态切换，以选择最佳的天线进行通信。虽然天线的切换可能对接收灵敏度造成一定影响，但天线分集所带来的射频性能提升远大于这点潜在的灵敏度损失。

多径传播（Multipath Propagation）

每个家庭和室内空间都会为网关产品的开发者带来独特的无线通信挑战。家中的物体可能会反射无线电波，从而形成多条传播路径，这些路径在天线处可能发生相消干涉，导致严重的信号衰减。物联网设备的天线类型和安装位置各不相同，这可能在网关与设备之间造成极化损耗。大多数路由器和网关由于其工业设计所采用的紧凑外形，也可能在与物联网天线相对的一侧产生深度信号盲区。由于多径传播的影响，网关天线的覆盖范围在不同家庭中表现各异，最终导致无线物联网连接和用户体验的不可预测性。

天线分集测试

为了验证天线分集的优势，我们在真实家庭环境中进行了一个简单测试，对比了两种情境下的天线覆盖表现：启用天线分集的IoT网关与未启用天线分集的IoT网关。以下是该测试的简要概况：

使用两块EFR32MG24开发板在一间公寓的多个位置进行了接收信号强度指示（RSSI）测量。其中，一块搭载了支持天线分集的射频板（BRD4188B），插在Si-MB4002A Wireless Pro Kit主板上，并放置在固定位置，模拟物联网网关或中控设备（见下方平面图热力图中的路由器/中控图标）。另一块板子（EFR32xG24 Pro Kit，+20 dBm）在公寓中不同位置移动，模拟任意IoT终端设备。测试期间保持环境条件不变。

两块设备上皆运行了Simplicity Studio中提供的Range Test应用程序，方便在多个位置测量RSSI值。

天线分集测试结果

下方的两张热力图展示了在两个不同测试场景中，公寓各处测得的RSSI值分布情况。

红色表示RSSI值较低的区域，代表信号功率接近接收灵敏度，天线覆盖较弱。

绿色表示RSSI 值较高的区域，代表信号功率强，天线覆盖良好。

黄色表示信号功率在可接受范围内的区域。

可以看到，在未启用天线分集的场景中，平面图中某些位置出现了“盲区”。这些区域的RSSI值急剧下降（在热力图上以红色显示），这是由于多径传播所引起的相消干涉所导致的。

天线分集的优势

测试清晰地展示了天线分集带来的最大好处：它在整个公寓范围内提供了更强且分布更均匀的天线覆盖。启用天线分集后的热力图显示，得益于IoT网关设备上配置的两根天线，RSSI弱点几乎完全消失。

需要注意的是，天线分集并不会提高接收器本身的灵敏度，因此从技术上讲，它并不会扩大公寓的整体通信覆盖范围；但它显著提升了覆盖范围内的信号质量和通信稳定性。