uwb（ultra-wideband）技术是一种短距离高速无线通信技术，其工作频带极宽，可以涵盖多个频段，并且传输信号的时域非常短暂，这使其在短距离高速通信中具有很大的应用潜力。本文将为您介绍uwb技术的发展与应用，以及由murata推出的多款uwb模块的功能特性。

提升智能应用发展的uwb技术

uwb技术的原理是通过发送非常短的脉冲信号，这些脉冲信号在时间域非常短暂，通常只有纳秒级别的长度，但在频域上非常宽，可以涵盖几百mhz甚至几ghz的带宽。由于uwb信号的能量非常低，因此它不会对其他无线电系统造成干扰。


uwb技术的带宽极宽，这使得uwb技术可以实现高速数据传输，uwb并可以支持抗多径干扰功能，uwb信号的时域特性使其能够在多径环境下穿透障碍物，减少多径干扰的影响，进而提高通信可靠性。


另一方面，uwb技术有利于基于无线电波飞行时间（tof）的应用，进行安全和精确距离测量，可以实现非常高精度的定位，通常可以达到几厘米的定位精度。此外，uwb技术的传输功率非常低，这使得其在低功耗应用中非常有用，例如物联网设备和无线传感器网络。


uwb技术是一种非常有前途的无线通信技术，它具有带宽极宽、抗多径干扰、高精度定位和低功耗等特点，在未来的智能化应用中具有广泛的应用前景。


可实现高精度定位与导航的uwb技术

uwb技术的应用非常广泛，像是uwb技术可以实现非常高精度的定位和导航，这对于室内导航、室内定位、商场导航、物流管理等应用非常有用。uwb技术也可以实现对资产的精确定位，从而实现资产追踪、物流管理、产品追溯等应用。由于uwb技术可以实现对人员和物品的准确监控，从而应用于门禁管理、人员跟踪、防盗系统、监控系统等安防领域。


在智能家居应用中，uwb技术可以实现对家居产品的精确定位和跟踪，像是判断人类在家庭环境中的位置，来调整空调的温度与风向，从而实现智能家居、智能家电等应用。此外，uwb技术可以应用于医疗保健领域，实现对病人的精确监测和定位，从而实现医疗智能化、健康监测等应用。


高度集成和可靠的超小型uwb模块

为了加快客户开发uwb应用产品的速度，murata推出多款uwb模块，其可以分成两大产品系列，第一款是基于nxp芯片组的uwb模块，nxp uwb芯片组是高度集成和可靠的uwb凯发app官网登录的解决方案，murata的模块集成了nxp uwb芯片组、滤波器、时钟和外围组件，这些模块适用于使用uwb技术的iot设备，来实现准确的位置检测。murata在基于nxp芯片组的uwb模块中有两款产品，分别是type 2bp与type 2dk。


murata type 2bp是超小型uwb模块，采用了nxp的trimension sr150 uwb芯片组、时钟、滤波器和外围组件，非常适合一般物联网设备，其低功耗特性也相当适合采用电池供电的设备。type 2bp是具有共型屏蔽的小尺寸uwb模块，支持ch 5与9两个uwb频道，频率介于uwb 6250 mhz ~ 8250 mhz，具有spi接口，可支持3个天线（支持3d aoa或2d aoa）。


murata type 2bp采用树脂成型与共型屏蔽结构，外型相当小巧，支持功率校准和xtal校准，采用arm cortex-m33中央处理器内核，内置128kb的代码ram与128kb的数据ram，支持外接天线，但不含射频连接器与天线，支持1.71v ~ 1.98v的电源电压，采用lga封装与smt安装，尺寸仅有6.6 × 5.8 × 1.2 mm，可在-30℃至85℃的温度范围工作。murata type 2bp已经通过fcc/ic/mic（日本）认证，具有etsi报告、fira认证，并符合iso9001规范。


murata并推出type 2bp的评估套件──lbua0vg2bp-evk-p，以协助客户进行产品评估，murata uwb模块的type 2bp评估板上具有type 2bp和nxp qn9090（ble芯片）与usb-uart转换芯片，并可通过usb线和pc的com端口供电，type 2bp则可以通过qn9090进行控制。目前该开发套件已获得apple®批准，用于评估支持uwb的配件，这些配件可利用apple的附近交互（nearby interaction）框架，可与包含u1芯片的apple产品进行交互。


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同时支持蓝牙与uwb技术的一体化组合模块

murata另一款基于nxp芯片组的uwb模块是type 2dk，是一款一体化的uwb与bluetooth® le组合模块，集成了nxp trimension™ sr040 uwb芯片组、nxp qn9090 bluetooth® le与mcu芯片组、集成uwb / bluetooth® le板载天线和外围组件，低功耗非常适合由钮扣电池供电的uwb标签／跟踪器和一般物联网设备。


murata type 2dk支持ch 5与9两个uwb频带，频率介于uwb 6250 mhz ~ 8250 mhz，采用arm cortex-m4（qn9090）中央处理器内核，内置640kb闪存与152kb sram（qn9090），具有集成天线，支持电源电压1.9v ~ 3.6v，采用lga封装与smt安装，尺寸仅有19.6 × 18.2 × 2.3 mm，可在-30℃至85℃温度范围内工作。type 2dk目前还在认证阶段，未来计划将通过fcc/ic/mic（日本）认证，以及etsi报告与符合iso9001规范。


搭配type 2dk的评估套件是lbua2zz2dk-evk，此评估套件上具有type 2dk、uart-usb芯片、swd端口和钮扣电池座，尺寸为36 × 35× 12.45 mm。


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适合小型与电池供电物联网设备的uwb模块

murata还有另外一系列的uwb模块type 2ab，该模块设计为超小型、高品质、低功耗的uwb模块，非常适合小型与电池供电的物联网设备和应用。type 2ab采用qorvo dw3110/3120 uwb芯片组，支持ch 5与9两个uwb频带，以及bluetooth le 2.4ghz，具有集成nordic nrf52840芯片的无主机模块，它还具有用于唤醒uwb和更新固件的低功耗蓝牙（ble）功能，已经集成3轴传感器可用于节省电池的功耗，并嵌入了uwb和mcu的参考时钟。


type 2ab超小型、高度集成的uwb模块，其方形面积比芯片直接封装（cob, chip on board）凯发app官网登录的解决方案小75%，每个器件的频率、tx功率和天线延迟都经过校准，并支持多天线设计和评估，可为客户的产品开发做出贡献。


murata type 2ab采用arm cortex-m4中央处理器内核，内置1mb闪存与256kb内存，支持uwb 6250 mhz ~ 8250 mhz，支持外接天线，但不含射频连接器与天线，采用lga封装与smt安装，尺寸仅有10.5 × 8.3 × 1.44 mm，可在-40℃至85℃温度范围工作，vdd1、vdd2和vddmcu的电源电压介于2.5v ~ 3.6v，vusb的电源电压则介于4.35v ~ 5.0v，支持蓝牙5.2，内置usb、uart、spi、i2c主机接口，通过fcc/ic/mic（日本）认证与etsi报告，符合iso9001规范。 murata也推出了uwb/ble模块type 2ab评估板──lbua5qj2ab-828evb，可通过usb接口将开发板上的type-c usb端连接到pc，并具有可用的电源与串行接口，客户可以通过串行终端输入at命令来评估射频性能，如果客户将演示固件重新编程到模块中，也可以进行简单的双向测距（twr, two way ranging）和信号到达相位差（pdoa, phase difference of arrival）的功能评估。

结语

uwb技术具有高精度、低功耗的特性，并可以实现非常高精度的定位和导航应用，可以广泛地应用于物联网与智能家居领域，已经逐渐引起市场上的重视，极具市场发展潜力。由murata推出的三款uwb模块，各具有特色，可以满足多种不同应用领域的需求，murata也推出各自对应的开发工具套件，将可加快客户的产品开发速度，是有兴趣投入相关产品开发厂商的理想选择。