UWB基地台的工作距離不斷增加的原因- IOTE物聯網展

UWB技術在產業應用市場中出現了一個有趣的趨勢：基地台的傳輸距離正在逐漸增加

一個典型的場景是隧道或礦井，這種場景的特徵是空間是線性的，中間沒有太多的遮擋物，UWB基地台也是直線佈設。基地台的工作距離越遠，專案所需的基地台數量就越少，專案成本就越低

在市場競爭下，市場上的UWB基地台工作距離就越來越遠，基地台的工作距離從早期的幾十米，擴大到100m、200m、500m、1000m、2000m甚至更遠。

這背後的商業邏輯本文就不做過多的探討。

為什麼UWB基地台的工作距離越來越遠？其中有兩個關鍵的組件，一個是天線，另一個是功率放大器（PA）

而本文就詳細討論一下UWB-PA這個市場。

PA的作用是什麼？

PA（功率放大器）的作用顧名思義，就是在訊號發射的時候，把發射訊號強度放大的元件，其目的是讓訊號可以傳輸的更遠。

在通訊技術上，還有一個概念就是射頻前端晶片（FEM），FEM主要包括了：

• 功率放大器（PA）：用於將發射訊號的強度增大，提高訊號的傳輸距離；
• 低雜訊放大器（LNA）：用於將接收的訊號強度增大，提高訊號的靈敏度；
• 射頻開關（Switch）：控制訊號的收發轉變；

此外，還有包括濾波器在內的其他裝置

上述射頻前端晶片既可作為分立元件獨立使用，亦可將兩種或兩種以上晶片晶片合封在同一基板上，構成整合度及效率更高的射頻前端晶片模組（FEM） 。

PA適用於UWB的場景有哪些？

在UWB產品中，常常會將PA加進去，但並不是所有場景都適合加上PA

PA雖然可以讓訊號距離傳輸的更遠，但同時帶來的問題就是讓裝置的功耗更大。

接下來，我們將逐一分析UWB的四個主要市場：

• IoT產業市場：在IoT產業應用中，定位基地台部署大多數是要進行弱電施工，因此，該場景有取電基礎，且B端市場都是封閉環境，監管也麼那麼嚴格，PA就很適合使用。
• IoT消費市場：在消費硬體產品中，對於功耗的要求很高，比如說tag類產品，本身UWB技術功耗就大，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：手機裡面加PA，一方面要考慮成本、板子的設計難度；另外也要考慮無線電功耗的管理要求。
• 汽車市場：汽車領域加PA要考慮的因素跟手機市場基本上類似，取電不是大問題，監管的要求是重要因素。

總結來看，UWB-PA產品在IoT產業應用場景很合適，在其他的場景需要看情況而定，具體看產品的形態與使用的條件來決定。

國產UWB-PA的性能如何？

要說PA產品，就不得不說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，國內一開始也是沿用這個頻段標準，但是在2023年初，工信部無線電管理局發布了《超寬頻（UWB）設備無線電管理規定（徵求意見稿）》，依新版《規定》，未來國內UWB技術的使用頻段為：7235-8750MHz。

頻段的改變會對產品產生影響

商用最早的UWB晶片產品是DW1000，其工作頻段在3.5Ghz-6GHz之間，對應的擴大機產品也是在這個頻段工作的

但隨著中國的頻段最新規定，UWB的頻段要求限制在了7235-8750MHz，同樣也需要對應頻段的PA產品。

據研究了解，在國產市場上，目前僅芯百特微電子（無錫）有限公司一家公司能提供符合新國標標準的高頻段的PA產品，該產品搭配Decawave DW3000 及多家國產UWB SOC廠商的主控晶片，性能表現優異，已實現大量穩定出貨。

據了解，芯百特針對7235-8750MHz高頻段UWB市場發布了一款產品：CB9328

CB9328是一顆PA LNA Switch三合一的FEM。

CB9328是一個前端模組（FEM），據介紹，它擁有全集成功率放大器（PA）和低雜訊放大器（LNA）。 CB9328不需要外部匹配組件，從而降低了組裝和調試的複雜性，降低了BOM成本和PCB面積，實現了低成本的解決方案

CB9328擁有獨特的旁路模式，當輸入訊號強度較大時，可以旁路掉LNA接收訊號，同時也適用於某些只需要單一功率放大的場合。這項創新性的設計，顯著拓展了CB9328的應用範圍

同時，CB9328也具備高功率輸出和低開關損耗等優點。其發射端可達到高達 20dBm@7GHz的輸出功率，輸出增益可達23dB@6.5GHz和21dB@8.5GHz。這些卓越的性能不僅提升了產品的靈敏度和降低了雜訊係數，也使得超寬頻產品具備更強的輸出功率和更遠的傳輸距離，同時還能降低超寬頻收發器和系統的整體成本

據悉，芯百特除了擁有批量量產的工作於UWB低頻段的PA CBG9326，LNA CBG9092，高頻段的FEM CB9328外，也正在研發和迭代更加符合國家標準和市場需求的具有Bypass功能的高頻段UWB PA/LNA/FEM,做到高低頻段全覆蓋、分立和整合模組產品全覆蓋的UWB射頻前端產品矩陣。

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