一文解析UWB技术的发展与应用

加快UWB应用开发的

UWB模块

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。

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。

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）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。

编辑：黄飞