超宽带测距+测角+无线通信一体化跟随模组:机械狗、无人车、无人机等跟随
超宽带测距+测角+无线通信一体化跟随模组:机械狗、无人车、无人机等跟随
超宽带(UWB,Ultra-Wideband)技术具备高精度测距(厘米级)、低功耗、抗多径干扰强、穿透力好等优势,近年来在测距与测角方面的应用迅速扩展,尤其适用于对空间精度和响应速度要求极高的场景。
超宽带测距+测角:主要围绕“精准空间感知”、“无接触交互”、“个性化控制”等方向展开
村田UWB模块-2AB
村田UWB模块介绍
Type 2AB UWB + Bluetooth® low-energy (BLE) 连接模块采用短程射频 (RF) 技术,可用于必须实现精确检测的各种应用,包括确保在工作场所保持社交距离,以最大限度地减少新冠肺炎的传播。
UWB与蓝牙的combo模组,支持的频带是Band5(6240-6739.2)和Band9(7121.9-8852.5),它支持接口有UART/SPI/I2C/SWD/USB/GPIO等,模组大小是10.2 x 8.3 x 1.5mm max, 是6层PCB板,工作温度是-30度到85度,工作电压是2.5~3.6V。
射频基带芯片是Qorvo的IEEE802.15.4z-2020 UWB芯片DW3120,它具有充分的灵活性,可以支持广泛的UWB应用。与上一代模块相比,DW3120在功耗上有很大的改进,并增加了对CH9的支持。同时DW3120支持两个UWB端口,支持PDOA和AOA应用。
集成了一个Nordic 的低功耗蓝牙系统级芯片(SoC) nRF52840,它基于ARM cortex-M4 内核。它还集成了一个ST的三轴运动方向检测传感器。
PDOA的角度测量:是UWB几乎独有技术优势,PDOA采用两个间距很小的接收天线实现目标的到达角的测量;相比其他AOA技术路线,UWB的PDOA可以实现锚点基站更小型化,同时具备UWB的TOF高精度测距优势,得到角度+高精度测距的位置空间感知;
UWB的PDOA技术最大特点就是能够实现非常小型化的设备,实现设备间精准测距和精准角度测量;
从村田的2AB的产品资料可以看到,UWB的PDOA测距精度10厘米以内,角度测量精度5度以内;2AB模组尺寸仅有10.5 × 8.3 × 1.44 mm,可在-40℃至85℃温度范围工作;此外2AB采用的是DW3120,支持CH9,符合国家UWB使用新规;
2AB超小型、高度集成的UWB模块,其方形面积比芯片直接封装(CoB, Chip On Board)解决方案小75%,每个器件的频率、Tx功率和天线延迟都经过校准,并支持多天线设计和评估,可为客户的产品开发做出贡献。
2AB PDoA/AoA Testing in Anechoic Chamber
Setup in Semi-Anechoic Chamber
Channel 5 - PDoA
Channel 5 – AoA Look-Up Table
Channel 5 – AoA results after applying LUT
Channel 5 – AoA results after applying LUT
Channel 9 - PDoA
Channel 9 - AoA Look-Up Table
Channel 9 – Boundary Shift
Channel 9 – AoA results after applying LUT