UWB基站的传输距离越来越远是何原因？

UWB的行业应用市场有一个很有意思的现象：就是基站的传输距离越来越远。

非常典型的场景就是隧道/矿井场景，该场景的特点是空间是线性的，中间没啥遮挡，UWB基站也是直线布设。基站的工作距离越远，项目所需要的基站数量就越少，项目的成本也就越低。

在市场竞争下，市场上的UWB基站工作距离就越来越远，基站的工作距离从早期的几十米，扩大到100m、200m、500m、1000m、2000m甚至更远。

这背后的商业逻辑本文就不做过多的探讨。

为啥UWB基站的工作距离越来越远？这里面有2个关键的器件，一个是天线，另外一个就是PA（功率放大器）。

而本文就详细讨论一下UWB-PA这个市场。

PA是作用是什么？

PA（功率放大器）的作用顾名思义，就是在信号发射的时候，把发射信号强度放大的元器件，其目的是让信号可以传输的更远。

在通信技术上，还有一个概念就是射频前端芯片（FEM），FEM主要包括了：

功率放大器（PA）：用于将发射信号的强度增大，提高信号的传输距离；

低噪声放大器（LNA）：用于将接收的信号强度增大，提高信号的灵敏度；

射频开关（Switch）：控制信号的收发转变；

还有滤波器（Filter）等。

上述射频前端芯片既可作为分立器件独立使用，亦可将两种或两种以上芯片裸片合封在同一基板上，构成集成度及效率更高的射频前端芯片模组（FEM）。

PA适用于UWB的场景有哪些？

在UWB产品中，加PA是很常见的事，但也并不是所有的场景都适合加PA。

PA虽然可以让信号距离传输的更远，但同时带来的问题就是让设备的功耗更大。

下面我们就UWB四个最主要的市场逐一分析：

IoT行业市场：在IoT行业应用中，定位基站部署大多数是要进行弱电施工，因此，该场景有取电基础，并且B端市场都是封闭环境，监管也么那么严格，PA就很适合使用。

IoT消费市场：在消费硬件产品中，对于功耗的要求很高，比如说tag类产品，本身UWB技术功耗就大，电池的续航能力考验就很大，再加上PA，电池就更扛不住。

手机市场：手机里面加PA，一方面要考虑成本、板子的设计难度；另外也要考虑无线电功耗的管理要求。

汽车市场：汽车领域加PA要考量的因素跟手机市场基本类似，取电不是大问题，监管的要求是一个重要因素。

总结来看，UWB-PA产品在IoT行业应用场景很合适，在其他的场景需要看情况而定，具体看产品的形态与使用的条件来决定。

国产UWB-PA的性能如何？

要说PA产品，就不得不说UWB的使用频段。

在美国FCC的标准中，UWB的使用频段是3.1GHz-10.6GHz，国内一开始也是沿用这个频段标准，但是在2023年初，工信部无线电管理局发布了《超宽带（UWB）设备无线电管理规定（征求意见稿）》，根据新版《规定》，未来国内UWB技术的使用频段为**：7235-8750MHz。**

频段的变化就会对产品造成改变。

商用最早的UWB芯片产品是DW1000，其工作频段在3.5Ghz-6GHz之间，相应的PA产品也是工作在这个频段的。

但随着中国的频段最新规定，UWB的频段要求限制在了7235-8750MHz，同样也需要相应频段的PA产品。

据调研了解，在国产市场上，目前仅芯百特微电子（无锡）有限公司一家公司能提供符合新国标标准的高频段的PA产品，该产品搭配Decawave DW3000 及 多家国产UWB SOC厂家的主控芯片，性能表现优异，已实现批量稳定出货。

据了解，芯百特针对7235-8750MHz高频段UWB市场发布了一款产品：CB9328

CB9328是一颗PA+LNA+Switch三合一的FEM。

据介绍，CB9328是一个具有全集成功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)的前端模块(FEM)。CB9328不需要外部匹配组件，降低了组装和调试的复杂性、BOM成本和PCB面积，实现了低成本的解决方案。

CB9328独有的bypass mode，既可以在强输入信号时旁路掉LNA接收信号，也可用于某些只需要单功率放大的场合。这一创新性的设计，大大扩展了CB9328的使用场景。

同时，CB9328还实现了发射端高输出功率，输出功率可达+20dBm@7GHz；高输出增益，增益可达23dB@6.5GHz及21dB@8.5GHz；以及接收端低开关损耗。这些优异的性能不仅提高了产品的灵敏度，降低了噪声系数，也让UWB产品拥有更高的输出功率，更远的覆盖距离，同时还降低了超宽带收发器以及系统的整体成本。

据悉，芯百特除了拥有批量量产的工作于UWB低频段的PA CBG9326，LNA CBG9092，高频段的FEM CB9328外，也正在研发和迭代更加符合国家标准和市场需求的具有Bypass功能的高频段UWB PA/LNA/FEM,做到高低频段全覆盖、分立和集成模组产品全覆盖的UWB射频前端 产品矩阵。

审核编辑：刘清