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UWB超宽带技术的优势及应用

发布日期:2019.08.01 浏览次数:357

    超宽带UWB(Ultra Wide-Band)是一种新型的无线通信技术,根据美国联邦通信委员会的规范,UWB的工作频带为3.1-10.6GHz,系统-10dB带宽与系统中心频率之比大于20%或系统带宽至少为500MHz。UWB信号的发生可通过发射时间极短(如2ns)的窄脉冲(如二次高斯脉冲)通过微分或混频等上变频方式调制到UWB工作频段实现。那么UWB超宽带具体有哪些优势及应用呢?

    UWB超宽带优势
    (1)传输速度快,系统容量大。根据信道容限公式,系统的最大传输速率与系统带宽成正比例关系。UWB通信的带宽都在500MHz以上,其传输速率也达到1Gbps以上。而传统的无线载波通信系统由于频带窄,要使传输速率达到100Mbps以上,必须采用多进制调制等方法,这样对信噪比提出了很高的要求,同时也加大了系统构建的复杂性。
    (2)发射功率低。超宽带无线电具有的1GHz以上的射频带宽,发射时需要的平均功率很低。特别是在短距离通信应用中,UWB发射机的发射功率普遍低于1mW;较低的发射功率可以延长系统的工作时间,而且发射功率较低,对人体的电磁波辐射也会很小。
    (3)多径分辨率高。UWB信号采用持续时间很短的窄脉冲,具有较强的时间和空间分辨率,系统的多径分辨率高,整个系统就能充分利用发射信号的能量。此外,UWB信号具有良好的抗多径性能,对于信道多径衰落不敏感,接收机通过分级,便可以获得很强的抗衰落能力,在室内或者建筑物比较密集的场合可以获得良好的定位效果,同时在进行测距、定位、跟踪时也能达到更高的精度。
    (4)系统保密性好。UWB的发射功率低,信号能够很好地隐蔽在其他类型信号和环境噪声之中,传统的接收机无法识别和接收,必须采用与发射端一致的扩频码脉冲序列才能进行解调,系统具有较强的系统安全性。
    (5)穿透能力强。窄脉冲具有很强的穿透能力,可以帮助比如警察搜寻隔墙的逃犯,以及解救那些被围困在建筑物里边的人们。
    (6)定位精度高。UWB信号具有超宽频带的特性,具有较高的空间分辨率,使得UWB系统的距离分辨精度是其它系统的成千上百倍。UWB信号的距离分辨能力可达到厘米级,这是其它窄带系统望尘莫及的。超宽带技术开发了一个具有大容量的无线信道,它还具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱低、测距精度高、系统成本低等优点,受到了人们的普遍重视。
    利用上述这些优点,超宽带信号对障碍物具有良好的穿透性和精确测距的特点,可以设计具有较强通信功能和定位功能的超宽带脉冲无线定位系统,广泛应用于智慧电力、智能化工厂、司法监狱、施工管控、轨道交通、机场安检、军事训练等领域。


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