UWB定位技术原理、优劣势、UWB目前应用及前景



一、UWB定位技术原理
UWB定位技术是一种基于射频的精细定位技术。它是通过在无线媒体上发射超宽带脉冲信号来实现定位的，它的连续频带范围从3.1Ghz到10.6Ghz，带宽达到500MHz，即辐射的脉冲形状一般由半个正弦波组成，发射几微秒就能定位出实际物体的位置精度可以达到几厘米，是目前公认最准确的定位技术。

UWB定位主要是通过信号传播特性来实现定位，它使用超宽带脉冲信号来扫描整个场景中的精确位置，经过反射、衰减和功率补偿等处理，可以得出定位准确的结果。UWB定位系统由发射器、接收器和服务器等组成，发射器发出精细宽带脉冲信号，接收器接收脉冲信号，通过分析两个脉冲信号之间的时间差和发射波前传播时间差，实现定位。


二、UWB优劣势
(1）UWB定位技术优点：

（a）极低功耗：UWB定位技术使用超宽带脉冲信号，导致定位时不发射过多的功率，极低的功耗使连接的设备能够延长使用时间。

（b）高精度的定位：UWB的定位精度十分高，它可以实现毫米级别的定位，而GPS系统只能实现米级别的定位。

（c）低运行成本：由于使用超宽带脉冲信号，因此运行费用只需要短射线就能实现，运行成本非常低。

（2）UWB定位技术缺点：

（a）易受环境干扰：由于UWB定位技术使用宽频率而小脉冲来实现定位，因此容易受到噪声等外界环境干扰，影响了定位精度。

（b）低抗衰减性：UWB定位系统使用短波长脉冲发射，容易受到通道衰减影响，造成定位结果的误差。

三、UWB目前应用
（1）无线安全系统：UWB定位技术的极低功耗，是用于无线安全系统的重要功能，可以有效地实现智能安全防护系统，以及多维度无线安全监测等研究。

（2）无人机：UWB定位系统可以用于无人机定位，能够更准确地跟踪无人机的移动轨迹，避免发生危险和碰撞。

（3）室内定位：UWB定位技术也可以用于室内的精准定位，例如电子回路板的定位等，可以实现机器人定位，比GPS定位更准确。

（4）多模定位：UWB定位技术可以与WiFi、蓝牙以及其他无线通信网络结合，实现多模定位，从而提高定位的准确性，并进一步改善定位服务质量。


四、UWB前景及优化方向
$\bullet$ UWP定位技术将继续改进，更精确的定位效果可以获得：在发射方面，更高精度的空间多普勒定位技术和新型脉冲发射结构被提出，可以得到更准确的定位信息；在接收方