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

盡管在這個價值數萬億美元的市場中，應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。所有物聯網產品都需要一致的連接性。然而，實現這種連接可能會面臨各種挑戰，例如各種 RF 環境、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：

應用的多樣性等于各種射頻環境

伴隨著一系列物聯網應用而來的是一系列射頻環境，它們會極大地影響可靠性和性能。天線對射頻環境條件的反應不同——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建能夠在所有頻段和各種射頻環境中提供始終如一的高性能的物聯網設備。

讓我們以可穿戴設備為例。運動追蹤器、罪犯追蹤器和醫療監視器等可穿戴設備經常會因頭部、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備在放置在人的腳踝上時可能無法連接到網絡。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別。由于物聯網的機會如此之大，它吸引了許多幾乎沒有無線經驗的公司，例如消費電子產品和醫療設備制造商。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

物聯網應用需要支持廣泛的頻段，包括低頻段 LTE，這可能是物聯網面臨的主要挑戰。盡管對于絕大多數物聯網應用來說，這種 4G 技術的數兆位速度似乎過高，但用它來排除 LTE 是錯誤的。整個移動生態系統正在向 LTE 遷移。對于將在該領域停留 5 年、10 年或 15 年的物聯網應用，例如公用事業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 網絡。

問題在于，LTE 給物聯網制造商帶來了一些新的挑戰。例如，它設計用于 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，物聯網設備只需要支持三到五個頻段。要實現單個 SKU、LTE （4G） 全球漫游或兩者兼而有之，物 聯網設備需要支持十幾個或更多頻段。物聯網制造商通常沒有智能手機和平板電腦開發商經驗豐富的內部射頻工程人員來設計、集成和完成天線所需的迭代過程，直到產品通過運營商認證。

3G 只需要一根，而 MIMO 則至少需要兩根天線。隨著 MIMO 設計轉向 4×4 和 8×8，這個數量將會增加。這僅適用于 LTE。許多物聯網應用需要 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。在物聯網設備內找到足夠的空間來支持多個天線是一項挑戰，尤其是那些直接銷售給消費者的設備，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定的。即使物聯網應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。較低的頻率在物聯網應用中很常見，原因包括北美更好的室內滲透率和 LTE 頻段。

價格敏感性增加了挑戰

眾所周知，物聯網市場對價格敏感——通常比平板電腦和智能手機市場更敏感。這就是為什么設備制造商依賴射頻解決方案，他們可以快速且經濟高效地將其添加到他們的物聯網產品中，而不必完全在內部開發天線和其他射頻組件或大量定制現成的產品。開發開銷越多，制造商就越難以為他們的物聯網產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驗的天線系統專家，為復雜產品提供交鑰匙天線系統解決方案。這種方法有助于設備制造商以相當低的成本將產品快速推向市場。

物聯網的理想解決方案：交鑰匙天線系統

方法

設備制造商克服這些和其他挑戰的最佳方法是為其物聯網產品采用天線系統方法。這種方法從經驗豐富的天線和射頻供應商開始，該供應商提供廣泛的產品，包括設計、集成和測試服務，以確定產品的最佳技術——無論是無源現成天線還是創新的有源天線系統。這種方法可以更輕松、更快速地滿足每個應用程序獨特的性能、可靠性、成本和技術要求。

有源天線系統可以安裝到小型設備中，可以動態調整以支持寬帶寬，并在設計過程中提供更多的自由度。它們還確保在具有挑戰性的射頻環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施保險庫中。

有源天線系統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，單個有源天線結構可以在 LTE 頻帶 17（704 MHz 至 746 MHz）和 LTE 頻帶 41（2496 MHz 至 2690 MHz）等寬頻帶上進行調諧。

有源天線系統方法的另一個主要好處是，它使制造商免于從多個供應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——這是假設制造商具有解決問題所需的廣泛蜂窩經驗一體化。無論哪種方式，他們都無法向芯片供應商尋求幫助，這些供應商通常沒有設計和優化天線的經驗。具有天線工程傳統的芯片供應商是個例外。他們是唯一能夠提供交鑰匙、集成系統、減少優化時間和挑戰，同時提高首次嘗試通過移動運營商認證的能力的公司。

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

審核編輯：郭婷