UWB技術(shù)
賦能高精度定位
YXC晶振讓UWB定位“準(zhǔn)”起來
· 你是否用過AirTag，在人來人往的機(jī)場(chǎng)中輕松找到自己的行李箱？
· 你是否體驗(yàn)過靠近智能汽車即車門自動(dòng)解鎖，無需掏出鑰匙的便捷？

圖：防丟失“神器”—蘋果AirTag

在AirTag、數(shù)字車鑰匙提供的這些順暢且精準(zhǔn)的體驗(yàn)背后，一項(xiàng)關(guān)鍵的高精度定位與空間感知技術(shù)正發(fā)揮著關(guān)鍵作用——UWB（Ultra-wide Band，超寬帶）。

UWB以其獨(dú)特的厘米級(jí)甚至亞厘米級(jí)定位精度，以及低功耗、高安全、強(qiáng)抗干擾等優(yōu)勢(shì)，已成為高精度定位融合方案中的重要基石。它與其他無線技術(shù)（如藍(lán)牙、Wi-Fi、北斗等）協(xié)同配合，共同構(gòu)筑更智能、更無感的未來體驗(yàn)。

UWB：精準(zhǔn)定位，智能感知
UWB（超寬帶）技術(shù)：是一種無線載波通信技術(shù)，它不采用正弦載波，而是利用納秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此其所占的頻譜范圍很寬。
UWB技術(shù)具有系統(tǒng)復(fù)雜度低、發(fā)射信號(hào)功率譜密度低、對(duì)信道衰落不敏感、截獲能力低和定位精度高等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場(chǎng)所的高速無線接入。

圖：UWB、藍(lán)牙及WIFI的定位精度對(duì)比
＞UWB發(fā)展歷程
UWB的雛形可追溯至上世紀(jì)60年代的雷達(dá)技術(shù)，但真正進(jìn)入民用市場(chǎng)，則是在2002年美國(guó)FCC開放相關(guān)頻段之后。
中國(guó)于2008年開始規(guī)劃UWB頻譜，并在2023年進(jìn)一步明確了UWB在7235-8750MHz頻段的使用規(guī)范，極大推動(dòng)了其規(guī)?；瘧?yīng)用。
＞UWB核心能力
? 高精度定位
基于飛行時(shí)間（ToF）、到達(dá)時(shí)間差（TDoA）、到達(dá)角（AoA）等機(jī)制，UWB能在復(fù)雜環(huán)境中實(shí)現(xiàn)10厘米甚至毫米級(jí)的定位能力，為多技術(shù)融合高精度定位方案提供了核心的微米級(jí)時(shí)間戳和厘米級(jí)空間分辨率。

? 安全短距通信
UWB信號(hào)因其獨(dú)特的工作方式，難以被截獲和干擾，非常適用于對(duì)安全性要求極高的場(chǎng)景，例如數(shù)字鑰匙、安全支付等，為短距離安全交互提供了堅(jiān)實(shí)保障。
? 微距雷達(dá)感知
UWB具備出色的穿透和微感知能力，可以穿透非金屬障礙物，實(shí)現(xiàn)跌倒檢測(cè)、呼吸心跳等生命體征監(jiān)測(cè)，甚至能用于物體姿態(tài)識(shí)別，為環(huán)境和生命體征感知提供獨(dú)特視角。

UWB應(yīng)用場(chǎng)景

圖：UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)

通過UWB模塊、UWB標(biāo)簽和UWB基站等不同形態(tài)的部署，UWB技術(shù)正深刻改變著我們的生活和工作：
· 消費(fèi)電子
AirTag物品追蹤、TWS耳機(jī)空間音頻體驗(yàn)與精準(zhǔn)查找、智能家居設(shè)備間的精準(zhǔn)聯(lián)動(dòng)。
· 汽車電子
UWB數(shù)字鑰匙實(shí)現(xiàn)無感解鎖與啟動(dòng)、精準(zhǔn)泊車定位、兒童遺留檢測(cè)。
· 工業(yè)4.0
AGV（自動(dòng)導(dǎo)引車）精準(zhǔn)導(dǎo)航、重要資產(chǎn)精準(zhǔn)追蹤、人員與設(shè)備防撞預(yù)警。
· 醫(yī)療健康
病患及醫(yī)護(hù)人員精準(zhǔn)定位、醫(yī)療資產(chǎn)追蹤、基于精準(zhǔn)定位的院內(nèi)智能調(diào)度。
 

圖：UWB下游應(yīng)用
UWB定位精度，晶振是關(guān)鍵
UWB高精度定位的核心在于精確測(cè)量信號(hào)的飛行時(shí)間（ToF），這要求系統(tǒng)擁有極其精準(zhǔn)和穩(wěn)定的時(shí)鐘基準(zhǔn)。哪怕1納秒誤差，就會(huì)導(dǎo)致30厘米左右的定位偏差。
高性能晶振在UWB系統(tǒng)中，不僅是簡(jiǎn)單地“提供時(shí)鐘”，它直接關(guān)系到定位系統(tǒng)能否穩(wěn)定可靠運(yùn)行：

提供精準(zhǔn)時(shí)基
晶振頻率穩(wěn)定性直接決定ToF測(cè)距精度，是實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)甚至毫米級(jí)定位的前提。
降低噪聲與抖動(dòng)
有助于提高信號(hào)清晰度與時(shí)間戳提取準(zhǔn)確性，從而提升系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下的抗干擾能力。
保障多節(jié)點(diǎn)同步
在TDoA等多節(jié)點(diǎn)定位方式中，晶振能確保各節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的高度一致性，保障系統(tǒng)整體協(xié)同運(yùn)行的精度。

UWB晶振選型指南
為確保UWB系統(tǒng)發(fā)揮最佳性能，選擇合適的晶振至關(guān)重要。基于UWB應(yīng)用需求特點(diǎn)，YXC揚(yáng)興科技的晶振選型推薦如下：
＞微型化表晶：YSX2012SK系列

YSX2012SK系列
YSX2012SK是一款微型化貼片晶振，它專為滿足UWB標(biāo)簽卡、UWB模塊等設(shè)備的小型化和功耗敏感型應(yīng)用而設(shè)計(jì)。
這款晶振能有效支持設(shè)備低功耗待機(jī)，顯著延長(zhǎng)電池壽命，使其成為RTC（實(shí)時(shí)時(shí)鐘）模塊的理想選擇。
關(guān)鍵參數(shù)：
? 標(biāo)準(zhǔn)頻率：32.768kHz
? 封裝尺寸：2.0 x 1.2mm
? 負(fù)載電容：7pF, 9pF, 12.5pF等
? 工作溫度：-40~﹢85℃
? 頻率偏差：±10PPM / ±20PPM

＞工業(yè)級(jí)晶體諧振器：YSX211SL系列

YSX211SL系列
YSX211SL是一款工業(yè)級(jí)、小型化貼片晶體諧振器，專為UWB系統(tǒng)的主時(shí)鐘應(yīng)用而設(shè)計(jì)。
它提供穩(wěn)定且高精度的頻率輸出，能全面覆蓋 UWB應(yīng)用設(shè)計(jì)常見的16MHz、32MHz、38.4MHz等頻點(diǎn)，確保UWB系統(tǒng)獲得精準(zhǔn)而穩(wěn)定的時(shí)鐘基準(zhǔn)。
憑借2.0*1.6mm的小型化封裝和±10PPM的頻率偏差，YSX211SL不僅能滿足UWB標(biāo)簽/USB模塊等對(duì)于緊湊設(shè)計(jì)和高可靠性的嚴(yán)苛要求，同時(shí)還具備卓越的高性價(jià)比。
關(guān)鍵參數(shù)：
? 頻率范圍：16 - 54MHz
? 封裝尺寸：2.0 * 1.6mm
? 負(fù)載電容：8pF, 9pF, 12pF等
? 工作溫度：-40  ~  ﹢85℃
? 頻率偏差：±10PPM
＞高精度溫補(bǔ)晶振：YSO510TP系列

YSO510TP系列
YSO510TP是一款卓越的高精度溫補(bǔ)晶振 (TCXO)，專為UWB基站以及其他對(duì)時(shí)間同步和頻率穩(wěn)定性有嚴(yán)苛要求的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。
特別推薦用于UWB工業(yè)定位、UWB電力巡檢系統(tǒng)等對(duì)精度和環(huán)境適應(yīng)性有極高要求的場(chǎng)景，其優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性能確保在寬溫范圍內(nèi)依然提供精準(zhǔn)時(shí)鐘，從而實(shí)現(xiàn)更可靠的UWB定位和數(shù)據(jù)傳輸性能。
關(guān)鍵參數(shù)：
? 頻率范圍：10 - 52MHz
? 封裝尺寸：提供2016 - 7050多種選項(xiàng)
? 輸出方式：CMOS, Clipped Sine Wave
? 工作溫度：-30 ~ ﹢85℃，-40 ~ ﹢85℃
? 頻率溫度特性（溫度頻差）：±0.28/0.5/1.5/2.5PPM
UWB的強(qiáng)大功能，離不開背后精準(zhǔn)時(shí)鐘的支撐。從微型化的表晶到高性能的溫補(bǔ)晶振，晶振雖小，卻是UWB系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“高精度定位的‘精度擔(dān)當(dāng)’”的關(guān)鍵所在。
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