醫(yī)療、送貨用無人機(jī)需求浮現(xiàn) 公分級高精準(zhǔn)度定位不可或缺
隨著無人機(jī)送貨、資產(chǎn)追蹤、醫(yī)療監(jiān)測、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)以及連網(wǎng)車等應(yīng)用陸續(xù)出爐后,位基技術(shù)(locaTIon-based technologies)的精準(zhǔn)度也受到重視。評論指出,在精準(zhǔn)技術(shù)中,能在短距離傳輸大量數(shù)碼數(shù)據(jù)的超寬頻(Ultra-wideband;UWB)是適合的技術(shù),可以協(xié)助避免失之毫厘差之千里情形出現(xiàn)。
據(jù)報導(dǎo),雖然目前已有數(shù)十種采用藍(lán)牙(Bluetooth)、Wi-Fi與GPS等成熟技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng)解決方案出現(xiàn),而且可足夠滿足大概位置的需求,但精細(xì)到公分程度的精準(zhǔn)位置則需要采取新的思維。因此,可在3~10GHz范圍內(nèi)短距離傳輸大量數(shù)碼數(shù)據(jù)的超寬頻已成為下一代追蹤大批自動化事物的選擇。
UWB運(yùn)行方式如同一種室內(nèi)GPS,相較現(xiàn)有技術(shù)可為室內(nèi)應(yīng)用帶來更高精準(zhǔn)度,于是可在倉儲管理、醫(yī)療與緊急服務(wù)上帶來新的或改善服務(wù)。使用藍(lán)牙的信標(biāo)雖可建立室內(nèi)位置基準(zhǔn),但其延遲限制并無法滿足實(shí)時與高準(zhǔn)確定位需求。UWB則可補(bǔ)足藍(lán)牙信標(biāo)技術(shù)無法滿足的缺口,而且透過量測訊號往返傳輸器至適配器的時間來計(jì)算距離,并可在毫秒內(nèi)提供位置座標(biāo)來達(dá)到實(shí)時。
除此之外,UWB也具備低功耗需求,因此,可提升傳感器與卷標(biāo)的電池續(xù)航力,降低整體運(yùn)行成本。透過UWB進(jìn)行精準(zhǔn)室內(nèi)定位時,天線扮演關(guān)鍵角色,其大小必須在不犧牲效能下嵌進(jìn)PCB或內(nèi)嵌至裝置內(nèi),而且群組延遲、偏振(polarizaTIon)與保真度等復(fù)雜天線效能參數(shù),在提供公分程度定位時也都必須考量進(jìn)去。
為了提供最高等級實(shí)時定位準(zhǔn)確度與效能,便需要多重?zé)o線射頻頻帶。新興解決方案不僅需要利用歐洲Galileo、俄羅斯Glonass與北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的額外功能,還需要GPS L2或L5頻帶,因此,藉由開發(fā)涵蓋所有3種頻帶的系統(tǒng)與天線,可以讓定位達(dá)到公分程度。
讓GNSS提供公分等級定位時,需要2種天線技術(shù)支持。首先是涵蓋L1、L2與L5頻帶的堆疊天線,適合車輛與無人飛行載具等應(yīng)用。第二則是四環(huán)擴(kuò)張被動與主動解決方案,可適合基地臺等應(yīng)用。四環(huán)擴(kuò)張?zhí)炀€具備更好幅射場型,而且比平板天線(patch antenna)能看見更多衛(wèi)星。
隨著需要更精準(zhǔn)的定位需求開始進(jìn)入戶外市場后,例如精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、跨產(chǎn)業(yè)使用無人機(jī)、軍事用途、連網(wǎng)車以及許多需要精準(zhǔn)定位功能的室內(nèi)應(yīng)用,業(yè)者必須在面對精準(zhǔn)難題時采取新的作法,公分等級定位提供好的出發(fā)點(diǎn),而當(dāng)中天線更是關(guān)鍵。