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    行業動態

    為什么UWB基站的工作距離越來越遠?


    2023-11-24 19:37:18

     

    為什么UWB基站的工作距離越來越遠?

    原創 銀匠 物聯傳媒 2023-11-24 16:17 發表于廣東

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    本文來源:物聯傳媒

    本文作者:銀匠

    圖片

     

    UWB的行業應用市場有一個很有意思的現象:就是基站的傳輸距離越來越遠。

     

    非常典型的場景就是隧道/礦井場景,該場景的特點是空間是線性的,中間沒啥遮擋,UWB基站也是直線布設?;镜墓ぷ骶嚯x越遠,項目所需要的基站數量就越少,項目的成本也就越低。

     

    在市場競爭下,市場上的UWB基站工作距離就越來越遠,基站的工作距離從早期的幾十米,擴大到100m、200m、500m、1000m、2000m甚至更遠。

     

    這背后的商業邏輯本文就不做過多的探討。

     

    為啥UWB基站的工作距離越來越遠?這里面有2個關鍵的器件,一個是天線,另外一個就是PA(功率放大器)。

     

    而本文就詳細討論一下UWB-PA這個市場。

     

    PA是作用是什么?

     

    PA(功率放大器)的作用顧名思義,就是在信號發射的時候,把發射信號強度放大的元器件,其目的是讓信號可以傳輸的更遠。

     

    在通信技術上,還有一個概念就是射頻前端芯片(FEM),FEM主要包括了:

     

    ·        功率放大器(PA):用于將發射信號的強度增大,提高信號的傳輸距離;

     

    ·        低噪聲放大器(LNA):用于將接收的信號強度增大,提高信號的靈敏度;

     

    ·        射頻開關(Switch):控制信號的收發轉變;

     

    還有濾波器(Filter)等。

     

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    上述射頻前端芯片既可作為分立器件獨立使用,亦可將兩種或兩種以上芯片裸片合封在同一基板上,構成集成度及效率更高的射頻前端芯片模組(FEM)。

     

    PA適用于UWB的場景有哪些?

     

    在UWB產品中,加PA是很常見的事,但也并不是所有的場景都適合加PA。

     

    PA雖然可以讓信號距離傳輸的更遠,但同時帶來的問題就是讓設備的功耗更大。

     

    下面我們就UWB四個最主要的市場逐一分析:

     

    ·        IoT行業市場:在IoT行業應用中,定位基站部署大多數是要進行弱電施工,因此,該場景有取電基礎,并且B端市場都是封閉環境,監管也么那么嚴格,PA就很適合使用。

     

    ·        IoT消費市場:在消費硬件產品中,對于功耗的要求很高,比如說tag類產品,本身UWB技術功耗就大,電池的續航能力考驗就很大,再加上PA,電池就更扛不住。

     

    ·        手機市場:手機里面加PA,一方面要考慮成本、板子的設計難度;另外也要考慮無線電功耗的管理要求。

     

    ·        汽車市場:汽車領域加PA要考量的因素跟手機市場基本類似,取電不是大問題,監管的要求是一個重要因素。

     

    總結來看,UWB-PA產品在IoT行業應用場景很合適,在其他的場景需要看情況而定,具體看產品的形態與使用的條件來決定。

     

    國產UWB-PA的性能如何?

    要說PA產品,就不得不說UWB的使用頻段。

     

    在美國FCC的標準中,UWB的使用頻段是3.1GHz-10.6GHz,國內一開始也是沿用這個頻段標準,但是在2023年初,工信部無線電管理局發布了《超寬帶(UWB)設備無線電管理規定(征求意見稿)》,根據新版《規定》,未來國內UWB技術的使用頻段為:7235-8750MHz。

     

    頻段的變化就會對產品造成改變。

     

    商用最早的UWB芯片產品是DW1000,其工作頻段在3.5Ghz-6GHz之間,相應的PA產品也是工作在這個頻段的。

     

    但隨著中國的頻段最新規定,UWB的頻段要求限制在了7235-8750MHz,同樣也需要相應頻段的PA產品。

     

    據調研了解,在國產市場上,目前僅芯百特微電子(無錫)有限公司一家公司能提供符合新國標標準的高頻段的PA產品,該產品搭配Decawave DW3000 及 多家國產UWB SOC廠家的主控芯片,性能表現優異,已實現批量穩定出貨。

     

    據了解,芯百特針對7235-8750MHz高頻段UWB市場發布了一款產品:CB9328

     

    CB9328是一顆PA+LNA+Switch三合一的FEM。

     

    據介紹,CB9328是一個具有全集成功率放大器(PA)、低噪聲放大器(LNA)的前端模塊(FEM)。CB9328不需要外部匹配組件,降低了組裝和調試的復雜性、BOM成本和PCB面積,實現了低成本的解決方案。

     

    CB9328獨有的bypass mode,既可以在強輸入信號時旁路掉LNA接收信號,也可用于某些只需要單功率放大的場合。這一創新性的設計,大大擴展了CB9328的使用場景。

     

    同時,CB9328還實現了發射端高輸出功率,輸出功率可達+20dBm@7GHz;高輸出增益,增益可達23dB@6.5GHz及21dB@8.5GHz;以及接收端低開關損耗。這些優異的性能不僅提高了產品的靈敏度,降低了噪聲系數,也讓UWB產品擁有更高的輸出功率,更遠的覆蓋距離,同時還降低了超寬帶收發器以及系統的整體成本。

     

    據悉,芯百特除了擁有批量量產的工作于UWB低頻段的PA CBG9326,LNA CBG9092,高頻段的FEM CB9328外,也正在研發和迭代更加符合國家標準和市場需求的具有Bypass功能的高頻段UWB PA/LNA/FEM,做到高低頻段全覆蓋、分立和集成模組產品全覆蓋的UWB射頻前端 產品矩陣。

     

    近日,《2023中國室內高精度定位技術產業白皮書》的調研正在進行。

     

    芯百特微電子(無錫)有限公司

    成為白皮書的參編單位!

    ~END~

     



     
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