物聯(lián)網(wǎng) （ IoT ） 是一個多元化的市場，具有巨大的收入潛力。事實上，IDC 預(yù)測，到本十年末，全球物聯(lián)網(wǎng)市場將增長到大約 2120 億臺設(shè)備和 8.9 萬億美元。

盡管在這個價值數(shù)萬億美元的市場中，應(yīng)用程序可能多種多樣——從健身追蹤器和集裝箱到冰箱和動物項圈——但有一點是一樣的。所有物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品都需要一致的連接性。然而，實現(xiàn)這種連接可能會面臨各種挑戰(zhàn)，例如各種 RF 環(huán)境、要支持的廣泛頻段（包括 700 MHz 和 900 MHz 的低 LTE 頻段）以及價格壓力：

應(yīng)用的多樣性等于各種射頻環(huán)境

伴隨著一系列物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而來的是一系列射頻環(huán)境，它們會極大地影響可靠性和性能。天線對射頻環(huán)境條件的反應(yīng)不同——例如用戶的頭部、手或附近物體的接近度。這些差異使制造商難以創(chuàng)建能夠在所有頻段和各種射頻環(huán)境中提供始終如一的高性能的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

讓我們以可穿戴設(shè)備為例。運動追蹤器、罪犯追蹤器和醫(yī)療監(jiān)視器等可穿戴設(shè)備經(jīng)常會因頭部、手部和其他身體部位的天線失諧而受到影響。例如，在自由空間中運行良好的設(shè)備在放置在人的腳踝上時可能無法連接到網(wǎng)絡(luò)。在某些情況下，不可靠性和不一致的連接可能意味著生與死的區(qū)別。由于物聯(lián)網(wǎng)的機會如此之大，它吸引了許多幾乎沒有無線經(jīng)驗的公司，例如消費電子產(chǎn)品和醫(yī)療設(shè)備制造商。這使他們在上市時間和成本方面處于競爭劣勢。

LTE 和廣泛的頻段

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需要支持廣泛的頻段，包括低頻段 LTE，這可能是物聯(lián)網(wǎng)面臨的主要挑戰(zhàn)。盡管對于絕大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來說，這種 4G 技術(shù)的數(shù)兆位速度似乎過高，但用它來排除 LTE 是錯誤的。整個移動生態(tài)系統(tǒng)正在向 LTE 遷移。對于將在該領(lǐng)域停留 5 年、10 年或 15 年的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，例如公用事業(yè)抄表和車載信息娛樂 （IVI），LTE 具有直接意義，因為它消除了隨著更多運營商階段更換模塊的費用和麻煩他們的 2G、2.5G 和可能的 3G 網(wǎng)絡(luò)。

問題在于，LTE 給物聯(lián)網(wǎng)制造商帶來了一些新的挑戰(zhàn)。例如，它設(shè)計用于 40 多個頻段，其中一半目前正在使用中。要啟用 GSM/GPRS/EDGE/UMTS （3G）、單個 SKU 或兩者兼有的全球漫游，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備只需要支持三到五個頻段。要實現(xiàn)單個 SKU、LTE （4G） 全球漫游或兩者兼而有之，物 聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要支持十幾個或更多頻段。物聯(lián)網(wǎng)制造商通常沒有智能手機和平板電腦開發(fā)商經(jīng)驗豐富的內(nèi)部射頻工程人員來設(shè)計、集成和完成天線所需的迭代過程，直到產(chǎn)品通過運營商認證。

3G 只需要一根，而 MIMO 則至少需要兩根天線。隨著 MIMO 設(shè)計轉(zhuǎn)向 4×4 和 8×8，這個數(shù)量將會增加。這僅適用于 LTE。許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需要 3G/2.5G/2G 后備、Wi-Fi、ZigBee、藍牙、NFC 或 GPS 的某種組合，這通常意味著額外的頻段和額外的天線。在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備內(nèi)找到足夠的空間來支持多個天線是一項挑戰(zhàn)，尤其是那些直接銷售給消費者的設(shè)備，其外形尺寸的期望是由越來越薄的平板電腦和智能手機設(shè)定的。即使物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序不需要全球漫游，仍然存在為較低頻率（如 400 MHz、700 MHz 和 900 MHz）所需的物理更大天線尋找空間的挑戰(zhàn)。較低的頻率在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中很常見，原因包括北美更好的室內(nèi)滲透率和 LTE 頻段。

價格敏感性增加了挑戰(zhàn)

眾所周知，物聯(lián)網(wǎng)市場對價格敏感——通常比平板電腦和智能手機市場更敏感。這就是為什么設(shè)備制造商依賴射頻解決方案，他們可以快速且經(jīng)濟高效地將其添加到他們的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中，而不必完全在內(nèi)部開發(fā)天線和其他射頻組件或大量定制現(xiàn)成的產(chǎn)品。開發(fā)開銷越多，制造商就越難以為他們的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品定價具有競爭力但又有利可圖。精明的公司正在求助于具有豐富經(jīng)驗的天線系統(tǒng)專家，為復(fù)雜產(chǎn)品提供交鑰匙天線系統(tǒng)解決方案。這種方法有助于設(shè)備制造商以相當?shù)偷某杀緦a(chǎn)品快速推向市場。

物聯(lián)網(wǎng)的理想解決方案：交鑰匙天線系統(tǒng)

方法

設(shè)備制造商克服這些和其他挑戰(zhàn)的最佳方法是為其物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品采用天線系統(tǒng)方法。這種方法從經(jīng)驗豐富的天線和射頻供應(yīng)商開始，該供應(yīng)商提供廣泛的產(chǎn)品，包括設(shè)計、集成和測試服務(wù)，以確定產(chǎn)品的最佳技術(shù)——無論是無源現(xiàn)成天線還是創(chuàng)新的有源天線系統(tǒng)。這種方法可以更輕松、更快速地滿足每個應(yīng)用程序獨特的性能、可靠性、成本和技術(shù)要求。

有源天線系統(tǒng)可以安裝到小型設(shè)備中，可以動態(tài)調(diào)整以支持寬帶寬，并在設(shè)計過程中提供更多的自由度。它們還確保在具有挑戰(zhàn)性的射頻環(huán)境中的可靠性和性能，例如安裝在建筑物深處或地下公用設(shè)施保險庫中。

有源天線系統(tǒng)還可以支持十幾個或更多 LTE 頻段，以及用于 3G/2.5G/2G 后備、Wi-Fi、藍牙、ZigBee、GPS 和 NFC 的頻段。例如，單個有源天線結(jié)構(gòu)可以在 LTE 頻帶 17（704 MHz 至 746 MHz）和 LTE 頻帶 41（2496 MHz 至 2690 MHz）等寬頻帶上進行調(diào)諧。

有源天線系統(tǒng)方法的另一個主要好處是，它使制造商免于從多個供應(yīng)商處采購天線和芯片，然后自行集成所有東西的成本、時間和麻煩——這是假設(shè)制造商具有解決問題所需的廣泛蜂窩經(jīng)驗一體化。無論哪種方式，他們都無法向芯片供應(yīng)商尋求幫助，這些供應(yīng)商通常沒有設(shè)計和優(yōu)化天線的經(jīng)驗。具有天線工程傳統(tǒng)的芯片供應(yīng)商是個例外。他們是唯一能夠提供交鑰匙、集成系統(tǒng)、減少優(yōu)化時間和挑戰(zhàn)，同時提高首次嘗試通過移動運營商認證的能力的公司。

物聯(lián)網(wǎng)市場的機會是無窮無盡的。通過與經(jīng)驗豐富的射頻供應(yīng)商合作，設(shè)備制造商不僅可以降低開發(fā)成本和上市時間，還可以提供消費者和企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)所期望的市場領(lǐng)先的性能、可負擔性和可靠性。正是那些利用他們可用的最新技術(shù)（如有源天線系統(tǒng)）的設(shè)備制造商將自己置于物聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)先地位。

審核編輯：郭婷