為什么UWB****的工作距離越來(lái)越遠？

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本文作者：銀匠

UWB的行業(yè)應用市場(chǎng)有一個(gè)很有意思的現象：就是****的傳輸距離越來(lái)越遠。

非常典型的場(chǎng)景就是隧道/礦井場(chǎng)景，該場(chǎng)景的特點(diǎn)是空間是線(xiàn)性的，中間沒(méi)啥遮擋，UWB****也是直線(xiàn)布設。****的工作距離越遠，項目所需要的****數量就越少，項目的成本也就越低。

在市場(chǎng)競爭下，市場(chǎng)上的UWB****工作距離就越來(lái)越遠，****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(yè)邏輯本文就不做過(guò)多的探討。

為啥UWB****的工作距離越來(lái)越遠？這里面有2個(gè)關(guān)鍵的器件，一個(gè)是天線(xiàn)，另外一個(gè)就是PA（功率放大器）。

而本文就詳細討論一下UWB-PA這個(gè)市場(chǎng)。

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****的時(shí)候，把****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(shù)上，還有一個(gè)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****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(kāi)關(guān)（Switch）：控制信號的收發(fā)轉變；

還有濾波器（Filter）等。

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(chǎng)景有哪些？

在UWB產(chǎn)品中，加PA是很常見(jiàn)的事，但也并不是所有的場(chǎng)景都適合加PA。

PA雖然可以讓信號距離傳輸的更遠，但同時(shí)帶來(lái)的問(wèn)題就是讓設備的功耗更大。

下面我們就UWB四個(gè)最主要的市場(chǎng)逐一分析：

• IoT行業(yè)市場(chǎng)：在IoT行業(yè)應用中，定位****部署大多數是要進(jìn)行弱電施工，因此，該場(chǎng)景有取電基礎，并且B端市場(chǎng)都是封閉環(huán)境，監管也么那么嚴格，PA就很適合使用。

• IoT消費市場(chǎng)：在消費硬件產(chǎn)品中，對于功耗的要求很高，比如說(shuō)tag類(lèi)產(chǎn)品，本身UWB技術(shù)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(chǎng)：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(wú)線(xiàn)電功耗的管理要求。

• 汽車(chē)市場(chǎng)：汽車(chē)領(lǐng)域加PA要考量的因素跟手機市場(chǎng)基本類(lèi)似，取電不是大問(wèn)題，監管的要求是一個(gè)重要因素。

總結來(lái)看，UWB-PA產(chǎn)品在IoT行業(yè)應用場(chǎng)景很合適，在其他的場(chǎng)景需要看情況而定，具體看產(chǎn)品的形態(tài)與使用的條件來(lái)決定。

國產(chǎn)UWB-PA的性能如何？

要說(shuō)PA產(chǎn)品，就不得不說(shuō)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(kāi)始也是沿用這個(gè)頻段標準，但是在2023年初，工信部無(wú)線(xiàn)電管理局發(fā)布了《超寬帶（UWB）設備無(wú)線(xiàn)電管理規定（征求意見(jiàn)稿）》，根據新版《規定》，未來(lái)國內UWB技術(shù)的使用頻段為：7235-8750MHz。

頻段的變化就會(huì )對產(chǎn)品造成改變。

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

但隨著(zhù)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(chǎn)品。

據調研了解，在國產(chǎn)市場(chǎng)上，目前僅芯百特微電子（無(wú)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(chǎn)品，該產(chǎn)品搭配Decawave DW3000 及 多家國產(chǎn)UWB SOC廠(chǎng)家的主控芯片，性能表現優(yōu)異，已實(shí)現批量穩定出貨。

據了解，芯百特針對7235-8750MHz高頻段UWB市場(chǎng)發(fā)布了一款產(chǎn)品：CB9328

CB9328是一顆PA+LNA+Switch三合一的FEM。

據介紹，CB9328是一個(gè)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(shí)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(shí)旁路掉LNA接收信號，也可用于某些只需要單功率放大的場(chǎng)合。這一創(chuàng )新性的設計，大大擴展了CB9328的使用場(chǎng)景。

同時(shí)，CB9328還實(shí)現了****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(kāi)關(guān)損耗。這些優(yōu)異的性能不僅提高了產(chǎn)品的靈敏度，降低了噪聲系數，也讓UWB產(chǎn)品擁有更高的輸出功率，更遠的覆蓋距離，同時(shí)還降低了超寬帶收發(fā)器以及系統的整體成本。

據悉，芯百特除了擁有批量量產(chǎn)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(fā)和迭代更加符合國家標準和市場(chǎng)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(chǎn)品全覆蓋的UWB射頻前端 產(chǎn)品矩陣。

近日，《2023中國室內高精度定位技術(shù)產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)》的調研正在進(jìn)行。

芯百特微電子（無(wú)錫）有限公司

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