在數(shù)字化浪潮下，定位技術(shù)廣泛應(yīng)用于生活、工業(yè)、安全等諸多領(lǐng)域。傳統(tǒng)定位技術(shù)，如 GPS 在室內(nèi)等復(fù)雜環(huán)境易受干擾，藍(lán)牙、Wi-Fi 定位精度僅達(dá)米級，難以滿足高精度需求場景。此時(shí)，超寬帶（UWB）技術(shù)憑借獨(dú)特優(yōu)勢嶄露頭角，而 UWB 定位芯片作為其核心，為實(shí)現(xiàn)高精度、可靠定位筑牢根基。
一、UWB 技術(shù)基礎(chǔ)
（一）工作原理
UWB 技術(shù)摒棄傳統(tǒng)連續(xù)載波，采用納秒級極窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，帶寬超 500MHz 甚至達(dá)數(shù) GHz，時(shí)間分辨率極高。在定位時(shí)，主要運(yùn)用以下算法：
到達(dá)時(shí)間（TOA）算法：測量信號(hào)從發(fā)射端到接收端的傳播時(shí)間 t，結(jié)合光速 c，計(jì)算距離 d=c×t。通過至少三個(gè)已知位置的接收端，依三角定位原理確定目標(biāo)位置。
到達(dá)時(shí)間差（TDOA）算法：測量信號(hào)到達(dá)兩個(gè)不同接收端的時(shí)間差，因信號(hào)傳播速度已知，可確定信號(hào)發(fā)射源位于以這兩個(gè)接收端為焦點(diǎn)的雙曲線上，多雙曲線相交得出目標(biāo)位置，該算法對系統(tǒng)同步要求較低。
到達(dá)角度（AOA）算法：利用接收端天線陣列，分析信號(hào)在不同天線單元的相位差或強(qiáng)度差，計(jì)算入射角度，結(jié)合多個(gè)接收端角度信息確定目標(biāo)位置，能提供目標(biāo)方向信息。
（二）技術(shù)特點(diǎn)
高精度定位：極寬帶寬與極短脈沖賦予 UWB 厘米級甚至毫米級定位精度，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)技術(shù)，在室內(nèi)導(dǎo)航、工業(yè)設(shè)備定位等場景優(yōu)勢顯著。
抗干擾能力強(qiáng)：UWB 信號(hào)能量分散在極寬頻帶，功率譜密度低似噪聲，不易受其他無線信號(hào)干擾，且脈沖特性使其多徑分辨能力強(qiáng)，能有效抵抗反射和散射，保障定位準(zhǔn)確可靠。
低功耗：納秒級脈沖傳輸，發(fā)射瞬間耗能，脈沖間隔近乎零耗能，相較傳統(tǒng)連續(xù)載波通信，功耗極低，利于物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、可穿戴設(shè)備等長期運(yùn)行。
安全性高：極短脈沖寬度與寬頻帶分散能量，使信號(hào)截獲破解難度大增，還可采用加密算法，在金融支付、門禁系統(tǒng)等對安全要求高的領(lǐng)域優(yōu)勢盡顯。
二、UWB 定位芯片運(yùn)作
（一）工作機(jī)制
信號(hào)發(fā)射：芯片內(nèi)部脈沖生成電路產(chǎn)生納秒級極窄脈沖，經(jīng)調(diào)制加載位置等信息，通過天線輻射，期間控制脈沖發(fā)射功率、頻率、寬度等參數(shù)，確保信號(hào)有效傳輸，滿足定位精度與通信可靠性。
信號(hào)接收：天線接收 UWB 信號(hào)，經(jīng)低噪聲放大器放大、濾波器去噪，再由解調(diào)電路還原原始信號(hào)數(shù)據(jù)。
信號(hào)處理與定位計(jì)算：解調(diào)數(shù)據(jù)送入數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）或微控制器（MCU），依據(jù)預(yù)設(shè)定位算法，精確測量信號(hào)到達(dá)時(shí)間、時(shí)間差、角度等參數(shù)，與已知位置基站比對，算出自身或目標(biāo)位置，同時(shí)對測量數(shù)據(jù)濾波、校準(zhǔn)，提升定位準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
數(shù)據(jù)輸出與通信：芯片通過 SPI、I2C、UART 等接口，將位置及相關(guān)數(shù)據(jù)輸出至外部設(shè)備，如微處理器、通信模塊，用于顯示位置、上傳云端存儲(chǔ)分析等，也可與其他設(shè)備通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互共享。
（二）關(guān)鍵技術(shù)
射頻前端技術(shù)：涵蓋脈沖生成、調(diào)制解調(diào)、功率放大、低噪聲放大、濾波等模塊。需產(chǎn)生高質(zhì)量納秒級脈沖，實(shí)現(xiàn)高效調(diào)制解調(diào)，放大發(fā)射與接收信號(hào)，去除雜波干擾。采用射頻 CMOS、砷化鎵等先進(jìn)工藝，提升性能同時(shí)降低功耗和成本。
基帶處理技術(shù)：包括信號(hào)采樣、量化、數(shù)字濾波、相關(guān)運(yùn)算及定位算法實(shí)現(xiàn)。保證精確采樣，利用數(shù)字濾波提升信號(hào)質(zhì)量，通過相關(guān)運(yùn)算測量參數(shù)，借助高性能算法和處理器架構(gòu)，如 FFT 算法、并行處理技術(shù)和硬件加速器，實(shí)現(xiàn)高效基帶處理，滿足實(shí)時(shí)定位需求。
低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)：從電路設(shè)計(jì)、電源管理、處理器及外設(shè)選擇、通信協(xié)議和節(jié)能策略等多方面入手，降低芯片靜態(tài)和動(dòng)態(tài)功耗，延長電池續(xù)航，提高設(shè)備使用便利性。
三、UWB 定位芯片應(yīng)用
（一）智能交通與汽車領(lǐng)域
汽車數(shù)字鑰匙：相比藍(lán)牙、NFC 數(shù)字鑰匙，UWB 數(shù)字鑰匙定位精度更高、安全性更強(qiáng)。車主攜帶含 UWB 芯片的手機(jī)或智能鑰匙靠近車輛，車輛精準(zhǔn)識(shí)別位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)解鎖、開啟迎賓模式，還能防止中繼攻擊，寶馬、奧迪等眾多品牌已應(yīng)用。
車輛定位與追蹤：車輛安裝 UWB 定位標(biāo)簽，道路部署基站，可實(shí)時(shí)獲取厘米級精度位置信息，助力智能停車場管理、車輛編隊(duì)行駛、自動(dòng)駕駛輔助等，如智能停車場引導(dǎo)找車位，自動(dòng)駕駛中提供精準(zhǔn)位置增強(qiáng)安全性。
（二）工業(yè)與制造業(yè)領(lǐng)域
工業(yè)自動(dòng)化與智能制造：設(shè)備和物料安裝 UWB 標(biāo)簽，車間布置基站，實(shí)時(shí)獲取位置信息，優(yōu)化生產(chǎn)流程。自動(dòng)化生產(chǎn)線上確保物料準(zhǔn)確輸送，智能倉儲(chǔ)管理中實(shí)現(xiàn)貨物快速出入庫與盤點(diǎn)。
人員安全管理：為人員提供實(shí)時(shí)定位，緊急情況快速確定位置，提高救援效率。設(shè)置電子圍欄，防止人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，化工、礦山等行業(yè)廣泛應(yīng)用。
（三）室內(nèi)定位與導(dǎo)航領(lǐng)域
大型商場與購物中心：顧客攜帶支持 UWB 技術(shù)的設(shè)備，可在商場內(nèi)精準(zhǔn)導(dǎo)航至店鋪、衛(wèi)生間等位置。商家借此實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)營銷，如顧客靠近店鋪時(shí)推送促銷信息。
醫(yī)院：實(shí)現(xiàn)病人、醫(yī)護(hù)人員、醫(yī)療設(shè)備精準(zhǔn)定位管理。急診時(shí)快速調(diào)配人員和設(shè)備，醫(yī)療設(shè)備管理中方便調(diào)度維護(hù)，避免閑置丟失。
（四）智能家居與物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域
智能家居控制：家庭布置 UWB 基站，家電等設(shè)備安裝標(biāo)簽，系統(tǒng)依用戶位置和習(xí)慣自動(dòng)控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，還能促進(jìn)設(shè)備互聯(lián)互通與協(xié)同工作。
物品追蹤與防丟：將 UWB 標(biāo)簽貼在易丟物品上，通過手機(jī)等終端隨時(shí)查看位置，超出范圍即時(shí)報(bào)警，方便日常生活。
（五）公共安全與救援領(lǐng)域
人員搜救：災(zāi)難救援時(shí)，被困人員攜帶的 UWB 定位設(shè)備持續(xù)發(fā)信號(hào)，救援人員通過手持或基站設(shè)備精確測量位置，提高搜救效率。
安全監(jiān)控與預(yù)警：在重要區(qū)域部署基站，對人員和物體定位跟蹤，發(fā)現(xiàn)異常行為或闖入立即報(bào)警，保障監(jiān)獄、軍事禁區(qū)等場所安全。