一文详解UWB定位技术

UWB (Ultra-wideband)技术是一种无线通信技术，通过纳秒级非正弦波窄脉冲传输数据，具有厘米级定位精度、低功耗、抗干扰性强等特点，尤其适用于室内等复杂环境。 ‌

核心技术特点

‌定位精度高‌：基于飞行时间(ToF)、到达时间差(TDoA)等技术，可实现±10厘米甚至毫米级定位，显著优于蓝牙(米级)和Wi-Fi(十米级)。 ‌

‌抗干扰性强‌：信号分散在宽频段内，输出功率低于普通设备噪声，截获能力低，适合安全要求高的场景。 ‌

‌低功耗‌：短距离通信中功耗通常低于1毫瓦，与现有系统共存时干扰较小。 ‌

应用场景

‌消费电子‌： AirTag 物品追踪、 TWS耳机 空间音频体验、智能家居设备联动。 ‌

‌工业与安全‌： 数字车钥匙 、 安全支付 、 跌倒检测系统 ，穿透非金属障碍物监测生命体征(如呼吸、心跳)。 ‌

‌室内定位‌：通过多源数据融合(UWB信号、运动感知、环境数据)，减少硬件偏差与反射误差，提升几何收敛精度。 ‌

发展现状

中国于2023年明确UWB在7235-8750MHz频段的使用规范，推动其规模化应用。2025年7月， 成都卫通 申请的UWB室内高精度定位专利(CN120264220A)显示，该技术正与 北斗系统 等融合，构建更精准的定位方案。

一、UWB定位技术是什么?

UWB，全称为Ultra Wide Band(超宽带)技术，是一种无线载波通信技术[1][2]。它不同于传统的无线通信技术，不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽[1]。

UWB技术具有以下主要特点：

系统复杂度低、发射信号功率谱密度低、对信道衰落不敏感、截获能力低、定位精度高，尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入[1]。

抗干扰性能强。UWB信号在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益。因此，与IEEE 802.11a、IEEE 802.11b和蓝牙相比，在同等码速条件下，UWB具有更强的抗干扰性[4]。

传输速率高。UWB的数据速率可以达到几十兆比特每秒到几百兆比特每秒，远高于蓝牙、IEEE 802.11a和IEEE 802.11b等无线通信技术[4]。

带宽极宽。UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几G赫兹，并且可以和窄带通信系统同时工作而互不干扰[4]。

UWB技术始于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术，最初用于雷达和遥感领域，如灾后搜救、军事测距等场景。后来，随着无线通信应用场景的全面爆发和OFDM技术的成熟应用，UWB技术被正式纳入了无线通信技术领域，并被广泛地运用于物联网、智慧城市等领域[2][3]。

二、UWB定位技术的配套设施?

UWB(超宽带)技术的配套设施主要包括以下硬件设备：

UWB定位基站：这是UWB定位系统中重要的组成部分，负责和UWB标签通讯，并将UWB标签的数据(如记录的佩戴者的心率、血氧等数据)回传到后台。根据不同的使用场景，UWB基站大致分为三类：包括普通室内型UWB基站、室外防水型UWB基站和防爆UWB基站[1][2]。

UWB标签：这是UWB定位系统中的另一个关键部分，通常有多种类型，如手环型、工牌型、安全帽型等，以满足不同场景下的定位需求。这些标签可以佩戴在人员或物品上，通过与UWB基站通信来实现精确定位[1][2]。

声光报警器：在某些应用中，可能会使用到声光报警器作为配套设施，以便在特定情况下发出警报，如人员越界、物品丢失等[2]。

其他配套附件：除了上述设备外，UWB定位系统中还可能包括一些其他的配套附件，如温湿度传感器、RFID读写器等，以扩展系统的功能和应用范围[2]。

在选择UWB的配套设施时，需要综合考虑多个因素，如定位精度、定位场景、设备功耗、防水防尘等级以及权威认证等[1]。例如，在井下等高危环境中，必须选择达到防爆标准的定位设备[1]。

此外，UWB定位系统的供应商也会提供一系列的解决方案和服务，以帮助客户更好地部署和应用UWB技术。这些解决方案可能包括系统设计、设备选型、安装调试、系统集成以及后期维护等[3]。

在AirTag、数字车钥匙提供的这些顺畅且精准的体验背后，一项关键的高精度定位与空间感知技术正发挥着关键作用——UWB(Ultra-wide Band，超宽带)。

UWB以其独特的厘米级甚至亚厘米级定位精度，以及低功耗、高安全、强抗干扰等优势，已成为高精度定位融合方案中的重要基石。它与其他无线技术(如蓝牙、Wi-Fi、北斗等)协同配合，共同构筑更智能、更无感的未来体验。

UWB：精准定位，智能感知

UWB(超宽带)技术：是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。

UWB技术具有系统复杂度低、发射信号功率谱密度低、对信道衰落不敏感、截获能力低和定位精度高等优点，尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入。

UWB发展历程

UWB的雏形可追溯至上世纪60年代的雷达技术，但真正进入民用市场，则是在2002年美国FCC开放相关频段之后。

中国于2008年开始规划UWB频谱，并在2023年进一步明确了UWB在7235-8750MHz频段的使用规范，极大推动了其规模化应用。

UWB核心能力

✅ 高精度定位

基于飞行时间(ToF)、到达时间差(TDoA)、到达角(AoA)等机制，UWB能在复杂环境中实现10厘米甚至毫米级的定位能力，为多技术融合高精度定位方案提供了核心的微米级时间戳和厘米级空间分辨率。

✅ 安全短距通信

UWB信号因其独特的工作方式，难以被截获和干扰，非常适用于对安全性要求极高的场景，例如数字钥匙、安全支付等，为短距离安全交互提供了坚实保障。

✅ 微距雷达感知

UWB具备出色的穿透和微感知能力，可以穿透非金属障碍物，实现跌倒检测、呼吸心跳等生命体征监测，甚至能用于物体姿态识别，为环境和生命体征感知提供独特视角。

UWB应用场景

通过UWB模块、UWB标签和UWB基站等不同形态的部署，UWB技术正深刻改变着我们的生活和工作：

· 消费电子

AirTag物品追踪、TWS耳机空间音频体验与精准查找、智能家居设备间的精准联动。

· 汽车电子

UWB数字钥匙实现无感解锁与启动、精准泊车定位、儿童遗留检测。

· 工业4.0

AGV(自动导引车)精准导航、重要资产精准追踪、人员与设备防撞预警。

· 医疗健康

病患及医护人员精准定位、医疗资产追踪、基于精准定位的院内智能调度。

UWB定位精度，晶振是关键

UWB高精度定位的核心在于精确测量信号的飞行时间(ToF)，这要求系统拥有极其精准和稳定的时钟基准。哪怕1纳秒误差，就会导致30厘米左右的定位偏差。

高性能晶振在UWB系统中，不仅是简单地“提供时钟”，它直接关系到定位系统能否稳定可靠运行：

YXC国产晶振

提供精准时基

晶振频率稳定性直接决定ToF测距精度，是实现厘米级甚至毫米级定位的前提。

降低噪声与抖动

有助于提高信号清晰度与时间戳提取准确性，从而提升系统在复杂环境下的抗干扰能力。

保障多节点同步

在TDoA等多节点定位方式中，晶振能确保各节点时钟的高度一致性，保障系统整体协同运行的精度。

UWB技术领域的市场竞争格局

在上游环节，UWB芯片的设计与制造主要由国外厂商主导。例如，在车载领域，NXP推出的NCJ29D5是目前唯一可用的车规级UWB芯片。尽管如此，国内也有不少企业在这一领域进行了布局，如精位科技、浩云科技等。

中游，主要包括提供UWB模组和2B解决方案的企业。清研讯科推出了UWB数字钥匙和UWB雷达解决方案;润安科技基于UWB技术研发了汽车电子标识产品，用于停车收费等场景。此外，还有联睿电子、唐恩科技、仁微电子等企业活跃于这一市场。

下游，主要是终端应用厂商，包括苹果、三星、小米、索尼、大众汽车等知名品牌。这些厂商将UWB技术应用于智能手机、智能家居、汽车等领域，推动了UWB技术的广泛应用。同时，FPC(柔性印刷电路板)供应商如鹏鼎控股、东山精密等，以及标签供应链企业如领益智造、通达集团等也为UWB模组提供了必要的硬件支持。

UWB技术的商业模式创新方向

随着UWB技术的不断发展和应用场景的拓展，其商业模式也在不断创新：

(1)集成化解决方案

未来，UWB技术将更多地与其他技术融合，形成集成化的解决方案。例如，在汽车行业，UWB可以与现有的蓝牙、Wi-Fi等技术结合，提供更加全面的车辆定位和安全服务。清研讯科已经推出了UWB数字钥匙和UWB雷达解决方案，这预示着未来可能会有更多的企业推出类似的集成化产品。

(2)云平台服务

随着物联网的发展，UWB技术的应用也将向云端延伸。企业可以通过云平台提供位置服务、数据分析等增值服务。例如，通过UWB技术收集的位置数据可以上传至云端，进行实时分析和处理，为企业提供更精准的决策支持。

(3)订阅制模式

对于一些高端应用，如工业制造、医疗健康等领域，UWB技术的服务提供商可以采用订阅制模式，按需提供服务。用户可以根据自己的需求选择不同的服务套餐，从而降低初期投入成本，提高灵活性。

(4)开放合作生态

为了加速UWB技术的普及和应用，各大厂商和研究机构将进一步加强合作，构建开放的合作生态。例如，苹果、三星、小米等品牌已经在智能手机中集成了UWB技术，未来可能会有更多的设备制造商加入这一行列，共同推动UWB技术的发展。

(5)定制化解决方案

针对不同行业的特殊需求，UWB技术提供商可以提供定制化的解决方案。例如，在物流仓储领域，UWB技术可以用于资产追踪和管理;在医疗领域，UWB技术可以用于病患追踪和设备管理。这种定制化的解决方案能够更好地满足客户的特定需求，提升用户体验。

总的来看，UWB技术领域的市场竞争格局已经初具规模，上下游企业的积极参与推动了市场的快速发展。而随着技术的进步和应用场景的拓展，UWB技术的商业模式也在不断创新，为未来的产业发展带来了新的机遇和挑战。