UWB基地局の作動距離が伸び続ける理由 - IOTE Internet of Things Exhibition

UWB テクノロジーには、産業アプリケーション市場で興味深い傾向があります。基地局の伝送距離は徐々に増加しています。

典型的なシーンはトンネルや鉱山ですが、このシーンの特徴は空間が直線的で真ん中に障害物が少なく、UWB基地局も直線的に配置されていることです。基地局の作動距離が遠いほど、プロジェクトに必要な基地局の数が減り、プロジェクトのコストが低くなります

市場競争の下、市場の UWB 基地局の作動距離はますます遠くなっており、基地局の作動距離は初期の数十メートルから、100m、200m、500m、1000m、2000m、またはさらにもっと。

この背後にあるビジネス ロジックについては、この記事ではあまり説明しません。

UWB 基地局はなぜますます遠く離れた場所でも機能するのでしょうか?重要なコンポーネントは 2 つあり、1 つはアンテナ、もう 1 つはパワー アンプ (PA)です。

この記事では、UWB-PA 市場について詳しく説明します。

PAの役割は何ですか?

PA(パワーアンプ)の役割は、その名の通り、信号を送信する際に送信信号の強度を増幅し、信号をより遠くまで届けることを目的としています。

通信技術におけるもう 1 つの概念は、無線周波数フロントエンド チップ (FEM) です。FEM には主に次のものが含まれます:

パワーアンプ (PA): 送信信号の強度を高め、信号伝送距離を向上させるために使用されます。
• 低ノイズアンプ (LNA): 受信信号の強度を高め、信号の感度を向上させるために使用されます;
• RF スイッチ (スイッチ): 信号の送信と受信を制御します;
さらに、フィルターを含む他のデバイスもあります

上記の RF フロントエンド チップは、ディスクリート デバイスとして独立して使用することも、2 つ以上のベア チップを同じ基板上にパッケージして、より統合された効率的な RF フロントエンド チップ モジュール (FEM) を形成することもできます。

PA が UWB に適しているシナリオは何ですか?

UWB 製品では PA が追加されることがよくありますが、すべてのシナリオが PA の追加に適しているわけではありません

PA は信号をより遠くまで送信できますが、デバイスの消費電力が増加するという問題も生じます。

次に、UWB の 4 つの主要市場を 1 つずつ分析します。

IoT 産業市場: IoT 産業アプリケーションでは、ほとんどの測位基地局の展開には弱電工事が必要です。そのため、このシナリオには電力抽出の基礎があり、B サイド市場は閉鎖的な環境であり、監視はそれほど厳しくありません。 .PA 使用に非常に適しています。

IoT コンシューマー市場: コンシューマー ハードウェア製品の中でも、消費電力に対する要件は非常に高く、たとえば、タグ製品は UWB テクノロジーにより消費電力が高く、バッテリー耐久性テストが厳しいテストにさらされます。 、バッテリー さらに耐えられません。
携帯電話市場: 携帯電話に PA を追加する場合、コストと基板設計の難易度を考慮する必要がある一方で、無線電力消費の管理要件も考慮する必要があります。
自動車市場: 自動車分野で PA を追加する際に考慮すべき要素は基本的に携帯電話市場の場合と同様で、消費電力は大きな問題ではありませんが、規制要件は重要な要素です。
• まとめると、UWB-PA 製品は IoT 業界のアプリケーション シナリオに非常に適していますが、その他のシナリオでは、製品の形式と使用条件によって具体的な決定が異なります。

国内のUWB-PAの性能はどのくらいですか？

PA 製品について話すには、UWB で使用される周波数帯域について話さなければなりません。

米国の FCC 規格では、UWB に使用される周波数帯域は 3.1GHz ～ 10.6GHz であり、この周波数帯域規格は当初中国でも使用されていましたが、2023 年初めに工業省電波管理局によって情報技術省は「超広帯域 (UWB) 機器無線管理規則 (意見募集草案)」を発行しました。「規則」の新版によると、将来国内の UWB 技術で使用される周波数帯域は 7235 ～ 8750MHz です。 。

周波数帯域の変更は製品に影響を与えます

最も初期の商用 UWB チップ製品は DW1000 で、その動作周波数帯域は 3.5Ghz ～ 6GHz であり、対応するパワー アンプ製品もこの周波数帯域で動作します。

ただし、中国の最新の周波数帯域規制により、UWB 周波数帯域要件は 7235 ～ 8750MHz に制限されており、対応する周波数帯域の PA 製品も必要となります。

調査によると、国内市場では現在、新国家基準を満たす高周波PA製品を提供できるのはChipbaite Microelectronics (Wuxi) Co., Ltd.のみであり、この製品はDecawave DW3000および国内の多くのPA製品と組み合わせられています。 UWB SOC：メーカーのメイン制御チップは優れた性能を持ち、安定したバッチ出荷を実現しています。

Xinbaite が 7235-8750MHz の高周波 UWB 市場向けに製品をリリースしたことがわかりました: CB9328

CB9328 は、PA LNA スイッチ スリーインワン FEM です。

CB9328 はフロントエンド モジュール (FEM) であり、レポートによると、完全に統合されたパワー アンプ (PA) と低ノイズ アンプ (LNA) が搭載されています。 CB9328 は外部の適合コンポーネントを必要としないため、アセンブリとデバッグの複雑さが軽減され、BOM コストと PCB 面積が削減され、低コストのソリューションが実現します。 CB9328 は、入力信号強度が高い場合に LNA 受信信号をバイパスできる独自のバイパス モードを備えており、単一の電力増幅のみが必要な場合にも適しています。この革新的な設計により、CB9328 の適用範囲が大幅に拡大します。

同時に、CB9328 には高出力と低スイッチング損失という利点もあります。その送信機は、7GHz で最大 20dBm の出力電力、6.5GHz で 23dB および 8.5GHz で最大 21dB の出力ゲインを達成できます。これらの優れた性能により、製品の感度が向上し、雑音指数が低減されるだけでなく、超広帯域製品の出力が強力になり、伝送距離が長くなり、同時に超広帯域トランシーバーとシステムの全体的なコストも削減できます。

Xinbaite は、UWB 低周波帯域で動作する量産 PA CBG9326、LNA CBG9092、および高周波 FEM CB9328 に加えて、より整合性の高いバイパス機能も開発および反復していると報告されています。国家標準と市場の需要 高周波 UWB PA/LNA/FEM、高周波帯域と低周波帯域の完全なカバー、およびディスクリートおよび統合モジュール製品の完全なカバーを実現する UWB RF フロントエンド製品マトリックス。

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