一致的连接推动物联网的成功

　　物联网 （ IoT ） 是一个多元化的市场，具有巨大的收入潜力。事实上，IDC 预测，到本十年末，全球物联网市场将增长到大约 2120 亿台设备和 8.9 万亿美元。

　　尽管在这个价值数万亿美元的市场中，应用程序可能多种多样——从健身追踪器和集装箱到冰箱和动物项圈——但有一点是一样的。所有物联网产品都需要一致的连接性。然而，实现这种连接可能会面临各种挑战，例如各种 RF 环境、要支持的广泛频段（包括 700 MHz 和 900 MHz 的低 LTE 频段）以及价格压力：

　　应用的多样性等于各种射频环境

　　伴随着一系列物联网应用而来的是一系列射频环境，它们会极大地影响可靠性和性能。天线对射频环境条件的反应不同——例如用户的头部、手或附近物体的接近度。这些差异使制造商难以创建能够在所有频段和各种射频环境中提供始终如一的高性能的物联网设备。

　　让我们以可穿戴设备为例。运动追踪器、罪犯追踪器和医疗监视器等可穿戴设备经常会因头部、手部和其他身体部位的天线失谐而受到影响。例如，在自由空间中运行良好的设备在放置在人的脚踝上时可能无法连接到网络。在某些情况下，不可靠性和不一致的连接可能意味着生与死的区别。由于物联网的机会如此之大，它吸引了许多几乎没有无线经验的公司，例如消费电子产品和医疗设备制造商。这使他们在上市时间和成本方面处于竞争劣势。

　　LTE 和广泛的频段

　　物联网应用需要支持广泛的频段，包括低频段 LTE，这可能是物联网面临的主要挑战。尽管对于绝大多数物联网应用来说，这种 4G 技术的数兆位速度似乎过高，但用它来排除 LTE 是错误的。整个移动生态系统正在向 LTE 迁移。对于将在该领域停留 5 年、10 年或 15 年的物联网应用，例如公用事业抄表和车载信息娱乐 （IVI），LTE 具有直接意义，因为它消除了随着更多运营商阶段更换模块的费用和麻烦他们的 2G、2.5G 和可能的 3G 网络。

　　问题在于，LTE 给物联网制造商带来了一些新的挑战。例如，它设计用于 40 多个频段，其中一半目前正在使用中。要启用 GSM/GPRS/EDGE/UMTS （3G）、单个 SKU 或两者兼有的全球漫游，物联网设备只需要支持三到五个频段。要实现单个 SKU、LTE （4G） 全球漫游或两者兼而有之，物 联网设备需要支持十几个或更多频段。物联网制造商通常没有智能手机和平板电脑开发商经验丰富的内部射频工程人员来设计、集成和完成天线所需的迭代过程，直到产品通过运营商认证。

　　3G 只需要一根，而 MIMO 则至少需要两根天线。随着 MIMO 设计转向 4×4 和 8×8，这个数量将会增加。这仅适用于 LTE。许多物联网应用需要 3G/2.5G/2G 后备、Wi-Fi、ZigBee、蓝牙、NFC 或 GPS 的某种组合，这通常意味着额外的频段和额外的天线。在物联网设备内找到足够的空间来支持多个天线是一项挑战，尤其是那些直接销售给消费者的设备，其外形尺寸的期望是由越来越薄的平板电脑和智能手机设定的。即使物联网应用程序不需要全球漫游，仍然存在为较低频率（如 400 MHz、700 MHz 和 900 MHz）所需的物理更大天线寻找空间的挑战。较低的频率在物联网应用中很常见，原因包括北美更好的室内渗透率和 LTE 频段。

　　价格敏感性增加了挑战

　　众所周知，物联网市场对价格敏感——通常比平板电脑和智能手机市场更敏感。这就是为什么设备制造商依赖射频解决方案，他们可以快速且经济高效地将其添加到他们的物联网产品中，而不必完全在内部开发天线和其他射频组件或大量定制现成的产品。开发开销越多，制造商就越难以为他们的物联网产品定价具有竞争力但又有利可图。精明的公司正在求助于具有丰富经验的天线系统专家，为复杂产品提供交钥匙天线系统解决方案。这种方法有助于设备制造商以相当低的成本将产品快速推向市场。

　　物联网的理想解决方案：交钥匙天线系统

　　方法

　　设备制造商克服这些和其他挑战的最佳方法是为其物联网产品采用天线系统方法。这种方法从经验丰富的天线和射频供应商开始，该供应商提供广泛的产品，包括设计、集成和测试服务，以确定产品的最佳技术——无论是无源现成天线还是创新的有源天线系统。这种方法可以更轻松、更快速地满足每个应用程序独特的性能、可靠性、成本和技术要求。

　　有源天线系统可以安装到小型设备中，可以动态调整以支持宽带宽，并在设计过程中提供更多的自由度。它们还确保在具有挑战性的射频环境中的可靠性和性能，例如安装在建筑物深处或地下公用设施保险库中。

　　有源天线系统还可以支持十几个或更多 LTE 频段，以及用于 3G/2.5G/2G 后备、Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、GPS 和 NFC 的频段。例如，单个有源天线结构可以在 LTE 频带 17（704 MHz 至 746 MHz）和 LTE 频带 41（2496 MHz 至 2690 MHz）等宽频带上进行调谐。

　　有源天线系统方法的另一个主要好处是，它使制造商免于从多个供应商处采购天线和芯片，然后自行集成所有东西的成本、时间和麻烦——这是假设制造商具有解决问题所需的广泛蜂窝经验一体化。无论哪种方式，他们都无法向芯片供应商寻求帮助，这些供应商通常没有设计和优化天线的经验。具有天线工程传统的芯片供应商是个例外。他们是唯一能够提供交钥匙、集成系统、减少优化时间和挑战，同时提高首次尝试通过移动运营商认证的能力的公司。

　　物联网市场的机会是无穷无尽的。通过与经验丰富的射频供应商合作，设备制造商不仅可以降低开发成本和上市时间，还可以提供消费者和企业对物联网所期望的市场领先的性能、可负担性和可靠性。正是那些利用他们可用的最新技术（如有源天线系统）的设备制造商将自己置于物联网的领先地位。

　　审核编辑：郭婷