在典型功率级工作时,距离最长可达10米左右。但如果使用较高功率脉冲,UWB的距离甚至可达200米。UWB通信还可以传输数据,其中UWB数据包的有效载荷部分以大约7 Mbps的速率发送数据,并且可以继续加速,最高可达32 Mbps。

现在,UWB使用调制脉冲序列,持续时间为2ns,非常短。脉冲间距可以相同,也可以不同。脉冲重复频率(PRF)从每秒数十万脉冲到每秒数十亿脉冲不等。通常支持的PRF是62.4 MHz和/或124.8 MHz,分别称为PRF64和PRF128。UWB的调制技术包括脉冲位置调制和二进制相移键控。

定义脉冲重复频率

• 脉冲发射器在开与关之间切换,以特定速率(PRT或PRF)提供峰值功率(Ppeak)

• 最大距离与发射器输出功率直接相关。系统发射的能量越多,目标检测距离将越大。

飞行时间(ToF)计算

在科学和军事应用中,确定两点(或两个设备)间水平距离的过程被称为测距。飞行时间(ToF)是测距的一种形式,使用信号行程时间来计算距离。图2提供了ToF计算在配备UWB的两台设备中如何工作的基本描述。

超宽带(UWB):工作原理及其非凡潜力

图2:UWB的飞行时间计算,其中设备1是控制器,设备2是受控器(来源:恩智浦)

为了计算飞行时间(ToF),我们测量信号从到达点传输到B点所花费的时间。我们选取消息往返时间的往返读数,这包括设备2中的处理时间。然后减去处理时间,再除以2,便可得出ToF。为了确定在传输过程中覆盖了多少地面,将ToF乘以光速即可。

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