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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)場中輕松找到自己的行李箱？
· 你是否體驗過靠近智能汽車即車門自動解鎖，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)的體驗背后，一項關(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以其獨特的厘米級甚至亞厘米級定位精度，以及低功耗、高安全、強抗干擾等優(yōu)勢，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。

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)射信號功率譜密度低、對信道衰落不敏感、截獲能力低和定位精度高等優(yōu)點，尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場所的高速無線接入。

圖：UWB、藍(lán)牙及WIFI的定位精度對比
＞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，則是在2002年美國FCC開放相關(guān)頻段之后。
中國于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，極大推動了其規(guī)模化應(yīng)用。
＞UWB核心能力
? 高精度定位
基于飛行時間（ToF）、到達(dá)時間差（TDoA）、到達(dá)角（AoA）等機(jī)制，UWB能在復(fù)雜環(huán)境中實現(xiàn)10厘米甚至毫米級的定位能力，為多技術(shù)融合高精度定位方案提供了核心的微米級時間戳和厘米級空間分辨率。

? 安全短距通信
UWB信號因其獨特的工作方式，難以被截獲和干擾，非常適用于對安全性要求極高的場景，例如數(shù)字鑰匙、安全支付等，為短距離安全交互提供了堅實保障。
? 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，實現(xiàn)跌倒檢測、呼吸心跳等生命體征監(jiān)測，甚至能用于物體姿態(tài)識別，為環(huán)境和生命體征感知提供獨特視角。

UWB應(yīng)用場景

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：
· 消費電子
AirTag物品追蹤、TWS耳機(jī)空間音頻體驗與精準(zhǔn)查找、智能家居設(shè)備間的精準(zhǔn)聯(lián)動。
· 汽車電子
UWB數(shù)字鑰匙實現(xiàn)無感解鎖與啟動、精準(zhǔn)泊車定位、兒童遺留檢測。
· 工業(yè)4.0
AGV（自動導(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量信號的飛行時間（ToF），這要求系統(tǒng)擁有極其精準(zhǔn)和穩(wěn)定的時鐘基準(zhǔn)。哪怕1納秒誤差，就會導(dǎo)致30厘米左右的定位偏差。
高性能晶振在UWB系統(tǒng)中，不僅是簡單地“提供時鐘”，它直接關(guān)系到定位系統(tǒng)能否穩(wěn)定可靠運行：

提供精準(zhǔn)時基
晶振頻率穩(wěn)定性直接決定ToF測距精度，是實現(xiàn)厘米級甚至毫米級定位的前提。
降低噪聲與抖動
有助于提高信號清晰度與時間戳提取準(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)點同步
在TDoA等多節(jié)點定位方式中，晶振能確保各節(jié)點時鐘的高度一致性，保障系統(tǒng)整體協(xié)同運行的精度。

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，YXC揚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。
這款晶振能有效支持設(shè)備低功耗待機(jī)，顯著延長電池壽命，使其成為RTC（實時時鐘）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)級晶體諧振器：YSX211SL系列

YSX211SL系列
YSX211SL是一款工業(yè)級、小型化貼片晶體諧振器，專為UWB系統(tǒng)的主時鐘應(yīng)用而設(shè)計。
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)計常見的16MHz、32MHz、38.4MHz等頻點，確保UWB系統(tǒng)獲得精準(zhǔn)而穩(wěn)定的時鐘基準(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模塊等對于緊湊設(shè)計和高可靠性的嚴(yán)苛要求，同時還具備卓越的高性價比。
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
＞高精度溫補晶振：YSO510TP系列

YSO510TP系列
YSO510TP是一款卓越的高精度溫補晶振 (TCXO)，專為UWB基站以及其他對時間同步和頻率穩(wěn)定性有嚴(yán)苛要求的應(yīng)用而設(shè)計。
特別推薦用于UWB工業(yè)定位、UWB電力巡檢系統(tǒng)等對精度和環(huán)境適應(yīng)性有極高要求的場景，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)時鐘，從而實現(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
? 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的強大功能，離不開背后精準(zhǔn)時鐘的支撐。從微型化的表晶到高性能的溫補晶振，晶振雖小，卻是UWB系統(tǒng)實現(xiàn)“高精度定位的‘精度擔(dān)當(dāng)’”的關(guān)鍵所在。
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