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超宽带(UWB)射频技术正在经历一次商业复兴

2021年3月25日通过艾德里安·吉本斯

让近场通信靠边站——超宽带射频技术可能会使访问控制达到一个方便和安全的新水平。

近40年来,超宽带(UWB)射频技术被限制在军事用途因为它们在隐蔽通信方面的战术优势,比如抵抗干扰。然而,在2002年,FCC发布了这项技术的商业应用指南。从那时起,它花了近20年的时间才被市场接受,并不断加速苹果U1芯片将于2019年加入iPhone 11产品系列

FiRa财团是什么?

FiRa联盟是由包括苹果在内的大公司支持的UWB的一个倡导组织。这个小组致力于三个主要目标:

  • 开发关于超宽带优势的用例研究
  • 创建UWB互操作性标准
  • 向工程界推广超宽带生态系统

FiRA财团的最新合作伙伴是测试和测量titan Rohde & Schwarz表示支持该技术的采用和商业化

UWB频谱与现有技术相比如何?

与传统的消费者无线技术不同,超宽带耗电量低(与WiFi等窄带频谱相比)在3.1 GHz ~ 10.6 GHz的信道中占有宽带频谱(~ 500mhz)。

各种射频应用的频谱使用,包括超宽带

各种射频应用的频谱使用,包括超宽带。图片由Bleesk

宽带频谱涉及极快的脉冲(~2 ns),并且脉冲的带宽与它的上升时间有关。例如,假设一个2 ns脉冲的上升时间为500皮秒,那么UWB信号的带宽将为~700 MHz。

除了大带宽之外,许多与超宽带相关的电子设备都是传统的射频前端技术,包括天线、低噪yabosports官网声放大器、超外差收发器或数字直接转换。

UWB在哪些应用程序中使用Excel?

利用雷达遥测原理,包括飞行时间(ToF)到达角(AoA)-超宽带可以改善日常生活中的访问控制,提供高精度定位。

飞行时间范围的基本原理

飞行时间测距的基础知识(在雷达应用中很常见),现在可以在商业应用中使用。图片使用的礼貌FiRa财团

此外,超宽带可以以每秒7到27兆比特的吞吐量传输小数据包,有可能取代近场通信(NFC)。

UWB和NFC基本规格的比较

UWB和NFC基本规格的比较。图片由Beesk

UWB可以用来确定一个人是朝着入口移动还是远离入口,并根据ToF数据采取适当的行动。除了方便和安全,超级宽频(字面意思)为公共空间打开了大门,让人们更容易进入。具体来说,它可以使自动化技术在一个人接近时打开门,或在一个人离开时锁上门。

谁在开发支持超宽带的硬件?

FiRa联盟是由几十个赞助商,协会和教育成员组成的。lol亚博对ig高通(Qualcomm)、三星(Samsung)、苹果(Apple)和恩智浦半导体(NXP Semiconductors)是赞助电子设计的主要成员。yabosports官网

NCJ29D5

NCJ29D5是NXP公司为汽车门禁控制应用而设计的预生产超宽带芯片。图片由NXP半导体

恩智浦目前至少有6个芯片处于试产阶段或FiRa联盟下的预认证。该联盟承认,与现有射频技术(如蓝牙)的互操作性对某些功能至关重要,如设备发现,这将有助于ToF计算所需的设备同步。

与蓝牙的互操作性可以简化发现并允许同步

与蓝牙的互操作性可以简化发现并允许同步。图片由FiRa财团

苹果和安卓通常是新技术的开拓者,这些新技术很快就会被竞争对手采用。谷歌是在为Android操作系统添加支持UWB的API的过程中。由于FiRA财团正在促进超宽带的企业标准化,因此很可能会推动这项技术成为主流应用。

到2021年,超宽带可能会成为占主导地位的短程射频通信技术,应用于一系列应用,包括测距、访问控制和小数据包数据交换。

特色图片(修改)使用礼貌FiRa财团