首页
资讯
模拟/混合信号
嵌入式系统
处理器/DSP
测试与测量
电源管理
通信
PCB设计
EDA/IP/IC设计
医疗电子
消费电子
汽车电子
工业电子
手机设计
物联网
人工智能
EDN原创
创新/创客/DIY
FPGA
eeTV
技术杂谈
芯品汇
图集
全部标签
技术
实例
芯品汇
资源
视频中心
在线研讨会
EE直播间
资料下载
小测验
供应商资源
视频工作室
ASPENCORE学院
社区
论坛
博客
问答
下载中心
评测中心
面包芯语
技术文库
E币商城
社区活动
ASPENCORE学院
活动
国际汽车电子大会
IIC Shenzhen 2024
2024MCU及嵌入式大会
2024国际AIoT生态大会
IIC Shanghai 2024
IIC Shenzhen 2023
2023第四届中国国际汽车电子高峰论坛
IIC Shanghai 2023
2023全球 MCU 生态发展大会
2023(第四届)国际 AIoT 生态发展大会
更多行业及技术活动
工程师社群活动
专题
用于电路分析和设计的SPICE仿真指南
QSPICE电子电路仿真系列教程
电力电子笔记
数字电子基础
技术子站
电源和信号完整性测试技术中心
泰克智能汽车测试技术中心
福禄克红外热像仪免费试用
芯源半导体MCU技术中心
英飞凌电容感应方案中心
器件射频和材料介电常数测试
是德科技 新能源汽车三电测试技术中心
西门子EDA 3D IC设计解决方案
车载总线测试和解码
Microchip 视频与资源中心
NI最新射频仪器专区
西门子EDA中心
汽车电子专题
E聘
NEW
IIC SZ 2024
国际汽车电子大会
标题
简介
内容
作者
全部
标题
简介
内容
作者
全部
首页
资讯
模拟/混合信号
嵌入式系统
处理器/DSP
测试与测量
电源管理
通信
PCB设计
EDA/IP/IC设计
医疗电子
消费电子
汽车电子
工业电子
手机设计
物联网
人工智能
EDN原创
创新/创客/DIY
FPGA
eeTV
技术杂谈
芯品汇
技术
实例
芯品汇
资源
视频中心
在线研讨会
EE直播间
资料下载
小测验
供应商资源
ASPENCORE学院
社区
论坛
博客
问答
下载中心
评测中心
面包芯语
技术文库
E币商城
社区活动
ASPENCORE学院
活动
国际汽车电子大会
IIC Shenzhen 2024
2024MCU及嵌入式大会
2024国际AIoT生态大会
IIC Shanghai 2024
IIC Shenzhen 2023
2023第四届中国国际汽车电子高峰论坛
IIC Shanghai 2023
2023全球 MCU 生态发展大会
2023(第四届)国际 AIoT 生态发展大会
更多行业及技术活动
工程师社群活动
专题
用于电路分析和设计的SPICE仿真指南
QSPICE电子电路仿真系列教程
电力电子笔记
数字电子基础
技术子站
电源和信号完整性测试技术中心
泰克智能汽车测试技术中心
福禄克红外热像仪免费试用
芯源半导体MCU技术中心
英飞凌电容感应方案中心
器件射频和材料介电常数测试
是德科技 新能源汽车三电测试技术中心
西门子EDA 3D IC设计解决方案
车载总线测试和解码
Microchip 视频与资源中心
NI最新射频仪器专区
西门子EDA中心
汽车电子专题
E聘
IIC SZ 2024
国际汽车电子大会
×
杂志声明
我司杂志提供免费订阅,任何第三方平台的赠送或售卖行为均未获得我司授权,我司保留追究其法律责任的权利!
广告
什么是UWB?
时间:
2023-04-10
作者:
射频学堂
阅读:
分享
扫码分享到好友
我们做射频设计的最怕什么呢?最怕宽带,尤其是超宽带。因为我们的射频基本上都是和波长相关的,尤其是在阻抗匹配上,都是在比较窄的频带内玩的。一旦遇到宽带,头就大了,尤其是看到超宽带。
大家好,这里是射频学堂。
我们做射频设计的最怕什么呢?最怕宽带,尤其是超宽带。因为我们的射频基本上都是和波长相关的,尤其是在阻抗匹配上,都是在比较窄的频带内玩的。一旦遇到宽带,头就大了,尤其是看到超宽带。
今天我们一起来直面超宽带UWB。
什么是超宽带
超宽带UWB是一种无线通信技术,和我们之前讲到过的
蓝牙BLE
,Wifi 一样,是一种近距离通信技术。
为什么叫超宽带呢?这里有两个主要原因,第一是因为它的可用频谱带宽确实太宽了,FCC分配给它的频带从3.1GHz到10.6GHz,总共7.5GHz 的可用频谱带宽,相对带宽超过100%。第二是它的载波带宽也比较宽,达到了500MHz。
无论它的
OBW还是CBW
,都达到了超级宽的水平,所以叫做超宽带UWB也确实是实至名归。
也是基于此,在1989年的时候,这种无线通信技术被
美国国防部
命名为“UWB”。美国国防部管的可真宽,无线通信技术都需要国防部来题名,这也反映了我们通信发展的基本事实,军事应用要先于民用,相控阵雷达的MIMO数要甩5G Massive-MIMO好几条街。
采自网络搜索的两张天线对比图。
超宽带UWB 有什么好处呢?
超宽带是很多通信人的梦想,因为频率带宽意味着信道容量,频带越宽,无线通信的容量就越大。这是信息论大神
香农
给我们留下的珍贵财富——香农定理。在给定信噪比情况下,信道容量C和带宽B成正比(下图中最上面的公式就是香农定理)。
所以呢,
UWB的第一个优点就是超级牛逼的信道容量
。
同样的,根据香农定理的公式,我们可以得到UWB的第二个好处,在一定的信道容量下,超宽带UWB可以接受比较差的信噪比SNR。
另外,在相同载波功率情况下,带宽越宽,功率谱密度也就越低。基于第一个优点,FCC索性就给超宽带UWB通信限定了一个很低的EIRP要求,小于-41.3dBM/MHz。
-41.3dBm是一个什么样的功率量级呢,我们换算成毫瓦的格式大概是0.0000741310241 mW,这么小的功率对人体健康的影响简直可以忽略不记,对比我们的手机动辄 0.1W-2W 的辐射功率来说,简直不要太环保啊。
辐射功率低,也就意味着UWB的功耗极小,如果手机也到这个水平,那就再也不用担心给手机充电了。可惜这种低功率通信,也就只能用在近距离无线通信上,一般通信距离小于10米。
所以在通信领域,十全十美的技术可能真的没有。下表是UWB和Wifi, BLE,zigbee等短距离无线通信技术的一些参数对比,合适的技术需要用在合适的场景才完美。
这么小的功率量级还有一个好处就是对其他通信系统的干扰也很小,所以可以和很多大功率通信技术共存,比如现在的5G NR 在3.5GHz 左右有多个比较重要的频段,还有wifi 的5.8GHz。当然安全起见, FCC也规定了全频谱的干扰功率等级,如下图所示,分为室内和室外,仅在低于960MHz 和 3.1GHz到10.6GHz的频率范围内要求低于-41.3dBm/MHz,其他频段有更严格的功率要求。
这样,困扰我很多年的问题终于解决了,凭什么UWB能占用这么宽的频谱资源?就凭人家功率低啊。
功率低就可以随心所欲了吗?No!UWB还有一个重要的技术,就是
脉冲调制
。我们在介绍信号调制的时候(链接),讲到我们都喜欢用正弦波作为载波对信号进行调制。但是UWB信号是用一个具有很陡的上升和下降的冲激脉冲进行直接调制,使得信号具有比较宽的频谱特征。
下图给出了FM调制和脉冲调制的对比,正是这个脉冲调制使得UWB信号能够工作在一个较宽的频带内。
其实在早期,UWB技术的名字就叫作脉冲无线电 Impulse Radio,1989年才拥有了现在的名字。
UWB的脉冲陡而窄,
看起来像尖峰一样,即使是在嘈杂的通道环境中,也很容易识别。脉冲调制具有很强的抗多径干扰能力,通过多个路径到达接收器的无线电信号在IR-UWB系统里很容易与主信号区分开来。
并且脉冲的宽度很窄,为纳秒级,这就决定了超宽带技术超高的精度。
因此超宽带UWB技术具有传输速率高,抗干扰能力强,辐射小功耗低,精度高等优点。
超宽带UWB的应用
超宽带技术自上世纪60年代被提出以后,在军事领域就得到了广泛的应用,比如:
UWB 雷达,
UWB L PI/ D 无线内通系统(预警机、舰船等),
战术手持和网络的PL I/ D 电台,
警戒雷达,
UAV/UGV 数据链,
探测地雷,
检测地下埋藏的军事目标或以叶簇伪装的物体
无线通信系统方面
在民用领域,
真正进入到我们
的视野是苹果公司在
iphone11上推出的空间感知
能力
Spatial Awareness。
利用UWB技术的超高精度定位能力,
提高了
手机的
定位精度,
并且能够感知周围手机的准确位置。
紧接着,小米也推出了具备UWB技术的手机——“一指连”,
基于这项“一指连”技术,手机和智能设备将具备空间感知能力,犹如“室内GPS”。当手机指向智能设备,控制卡片就能自动弹出,能够直接进行操控。
末了,推荐一本介绍超宽带的书,需要的同学可以点击下面名片购买。
责编:Ricardo
文章来源及版权属于射频学堂,EDN电子技术设计仅作转载分享,对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。如有疑问,请联系
Demi.xia@aspencore.com
阅读全文,请先
射频学堂
学无线,学射频,就来【射频学堂】!射频学堂专注于无线通信射频技术学习和科普,致力于传播无线射频知识,分享各种学习资料,助力全体无线射频人……
进入专栏
分享到:
返回列表
上一篇:
如何理解SOTIF场景
下一篇:
全球十大动力电池企业盘点之八:中创新航
微信扫一扫
一键转发
最前沿的电子设计资讯
请关注
“电子技术设计微信公众号”
推荐内容
兴趣推荐
拆解报告:迪比科90W双USB-C快充充电器
充电头网拿到了DBK迪比科推出的90W双USB-C充电器,这款充电器采用银色方形外壳,配有国标折叠插脚,方便收纳与携
拆解报告:倍思自带双线20000mAh移动电源PPXD220
最近,充电头网拿到了倍思推出的一款自带双线的20000mAh快充移动电源,内置1A1C接口,同时自带1C1L双快充线,C口以
盘点特斯拉的电池供应策略:历史和未来
4680的路线,某种意义上认为是非中国化的技术路线,也不是中国电池企业目前全力探索的路线···
拆解报告:Apple苹果AirPods 4真无线耳机标准版
Apple苹果AirPods 4真无线耳机 标准版在外观方面,采用了与降噪款完全相同的设计。充电盒采用了家族式的光滑
长城汽车第38周销量数据详解
9月第3周(9月-16日-22日),长城汽车的数据大家很关心,我们把周度数据做成了一张图,然后简要的点评一下···
射频芯片的半壁江山之Qorvo的前生今世
今天我们一起来探寻一下Qorvo的前生今世,这个几乎占据射频IC半壁江山的公司到底出色在哪里?
第39和40两周新能源周销量,首次超过单周60万辆
2024 年第 39和40 周数据(0923-1006)两个周加起来的销量是106.1万台···
拆解报告:JBL Soundgear Frames音悦范智能音频眼镜
JBL Soundgear Frames音悦范,外观上采用了全透明设计,UV防紫外线镜片,支持IP54防尘防水,有方框和圆框两种选择。
德国汽车工业的衰弱-整车篇(上):奔驰、宝马和大众都下调业绩预期
德国汽车工业在2024年遭遇了很大的挑战,不管是豪车宝马和奔驰下调了全年业绩预期···
评测,罗技户外蓝牙音箱UE WONDERBOOM 3
罗技UE WONDERBOOM 3是一款较为轻巧的户外蓝牙音箱,为完整体验该产品,我爱音频网从外观设、上手体验和数据实
2024年上半年国内五家电容类上市企业营收情况
截至2024年上半年,电容行业呈现稳步增长态势。全球电容器市场规模持续扩大,中国作为电容器市场的领军者,增速尤
逆变器上市公司2023年研发投入情况一览
领先的产品与技术是公司长期发展的核心竞争力,技术创新作为企业生产和发展的重要手段。只有不断地进行科技创
2023年国内五家电容类上市企业前五大客户销售总额情况
前五名客户的销售额在上市企业的财务报表中占据显著位置,其重要性不言而喻。它们不仅是企业营收的关键来源,还
拆解报告:白牌145W透明充电宝
充电头网近期就拿到了一款白牌透明充电宝,其搭载2C1A的USB接口,支持最高145W的输出功率,采用透明盖板设计,可以
2024年第37周新能源周销量:销售回暖
2024年第 37 周(9月9日-9月15日),乘用车总量49.2万,上上周是41.4万,所以环比的数据涨了18.8%。去年同期的数据是4
东南亚汽车市场,中国车企该如何拓展?
今年一个突出的特征,就是我们的车企都在往东南亚跑,尤其是往泰国和印尼市场跑···
2023年国内五家电容类上市企业前五大供应商采购总额情况
财报中前五大供应商对上市企业发展至关重要,确保供应链稳定,减少中断风险;长期合作助成本控制,提升竞争力;高质量
通用汽车:电动化战略再调整!
10月8日的通用汽车投资者日上,通用女皇玛丽·巴拉再次表达了对公司未来盈利的信心,这次表态背后,是通用在面对
拆解报告:小米67W 2A2C氮化镓桌面快充插座
小米67W桌面快充插座自带1.4米长电源线,并具备两个新国标五孔插孔和一个新国标两孔插孔,支持2500W功率···
中国动力转向系统市场概览
未来五年内,中国的动力转向系统市场将迎来新一轮的技术革新和市场扩展,智能化、环保化和高效化将成为动力转向
微通道液冷是什么?它又能如何优化电子设计
小型电子设备在冷却方面面临着独特的挑战。尽管随着芯片功能的增加,热管理问题日益受到关注,但设备尺寸越小,留
热泵背后的技术:智能功率模块
热泵是一种既高效又环保的供暖方式,其可靠性和实用性已得到充分验证。它是推动全球向可持续供暖趋势发展的核
没有优质探头,示波器 ADC 分辨率再高也无意义
为了实现准确的信号测量,示波器必须通过探头连接到被测电子电路。探头发挥着重要作用,能够确保到达示波器的信
一个小改动,让铜线恒温器效率达94%
对于热线恒温器来说,虽然它也融合了传感器和加热器,但他们仍然与传递装置保持分离。因此,它在线性模式下工作时
广告
热门评论
最新评论
换一换
换一换
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
更多>>
在线研讨会
更多>>
学院
录播课
直播课
更多>>
更多>>
更多>>
更多>>
广告
最新下载
最新帖子
最新博文
面包芯语
更多>>
热门TAGS
产业前沿
消费电子
技术实例
EDN原创
电源管理
新品
汽车电子
处理器/DSP
通信
传感器/MEMS
模拟/混合信号/RF
工业电子
无线技术
人工智能
EDA/IP/IC设计
制造/工艺/封装
物联网
安全与可靠性
查看更多TAGS
广告
×
向右滑动:上一篇
向左滑动:下一篇
我知道了