5G時(shí)代，無(wú)線通信從人與人擴(kuò)展到了“事物”之間，這一轉(zhuǎn)變促使人們開(kāi)發(fā)多樣化的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，應(yīng)對(duì)各種各樣的行業(yè)和環(huán)境挑戰(zhàn)。無(wú)線通信是影響物聯(lián)網(wǎng)性能的關(guān)鍵因素，天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)得到了越來(lái)越多的重視。

從2018到2025年，全球蜂窩和非蜂窩物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將增長(zhǎng)至三倍，總量達(dá)到250億。全球物聯(lián)網(wǎng)收入將以年均23%的速度增長(zhǎng)，到2023年達(dá)到1.1萬(wàn)億美元，是2018年的四倍。[1]不論是外置還是內(nèi)嵌的天線，都被認(rèn)為是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不可或缺的解決方案，而非無(wú)源產(chǎn)品。

TE順應(yīng)市場(chǎng)需求，針對(duì)智能應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)布了物聯(lián)網(wǎng)趨勢(shì)報(bào)告《物聯(lián)網(wǎng)智能應(yīng)用與生態(tài)：設(shè)計(jì)無(wú)線通信系統(tǒng)時(shí)需要考慮的天線因素》，探討了天線在物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵作用，并聚焦智能追蹤和智能建筑兩大發(fā)展趨勢(shì)，提出了一系列創(chuàng)新解決方案。

物聯(lián)網(wǎng)天線設(shè)計(jì)的需求及挑戰(zhàn)

隨著云技術(shù)的不斷發(fā)展，從端到云，端到邊緣云都對(duì)連接提出了更高的要求。高密度、低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)是發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的必備條件，合適的天線能提供高速、大數(shù)據(jù)量、高密度、可靠且堅(jiān)固的連接，從而配合如5G，WIFI, GNSS等連接技術(shù)以支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。隨著天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)日益復(fù)雜，智能設(shè)備選擇天線時(shí)需考慮以下因素：

系統(tǒng)設(shè)計(jì)不能依靠那些“即插即用”的產(chǎn)品選項(xiàng)，而需要更加成熟的規(guī)劃及對(duì)所有連接需求的總體評(píng)估。在各類(lèi)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，天線解決方案往往需要定制，并且需要在手機(jī)大小的設(shè)備中嵌入2-12個(gè)天線產(chǎn)品。這些天線必須管理不同的冗余和服務(wù)，同時(shí)彼此獨(dú)立地運(yùn)行。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)天線的互相隔離需要一定的技巧。

在為商業(yè)、工業(yè)或現(xiàn)實(shí)世界的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)天線系統(tǒng)時(shí)，它們還必須能夠在安全網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行。盡管有多種天線可支持Wi-Fi、藍(lán)牙和GPS應(yīng)用，但對(duì)于能夠支持物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵特征的蜂窩天線的需求仍與日俱增。例如，無(wú)線流量的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)帶來(lái)了越來(lái)越多的干擾，使得頻譜效率變得至關(guān)重要。因此，天線必須能夠處理帶寬問(wèn)題，而蜂窩天線完全滿足這一要求。

此外，蜂窩天線還需滿足市場(chǎng)所需的關(guān)鍵認(rèn)證、符合相關(guān)監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。其一，需符合全球范圍內(nèi)各蜂窩運(yùn)營(yíng)商的技術(shù)規(guī)范，GSMA和3GPP制定的標(biāo)準(zhǔn)。其二，需通過(guò)多輪監(jiān)管機(jī)構(gòu)的測(cè)試和批準(zhǔn)，如美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ETSI）和無(wú)線電設(shè)備指令（RED）。以上技術(shù)和市場(chǎng)需求清楚地表明，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用亟需創(chuàng)新和安全的天線系統(tǒng)。天線設(shè)計(jì)工程師必須充分了解天線在各種技術(shù)和監(jiān)管協(xié)議條件下如何運(yùn)行。

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)之智能追蹤

智能追蹤市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，為希望進(jìn)入該領(lǐng)域的公司提供了巨大的市場(chǎng)機(jī)遇。全球汽車(chē)及運(yùn)輸業(yè)的兩個(gè)主要領(lǐng)域——車(chē)載信息通信和車(chē)載診斷（OBD）正在經(jīng)歷顯著增長(zhǎng)，越來(lái)越多的企業(yè)涉足這兩大應(yīng)用相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。到2024年，全球資產(chǎn)追蹤市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到320億美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率為 14.9%。^[2]在開(kāi)發(fā)智能追蹤應(yīng)用時(shí)，客戶(hù)必須考慮諸多技術(shù)挑戰(zhàn)和需求，設(shè)計(jì)最佳天線系統(tǒng)。

一些全球追蹤的物聯(lián)網(wǎng)初創(chuàng)企業(yè)為了讓設(shè)備變得輕便而采用了芯片天線，但仍無(wú)法提供精確的追蹤數(shù)據(jù)，也滿足不了復(fù)雜的射頻要求。為了保證良好的設(shè)備性能，天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要滿足以下要求：

●   定制嵌入式天線，支持5G連接，使客戶(hù)能夠構(gòu)建可重復(fù)使用的智能系統(tǒng)（更像是一部手機(jī)，而非物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備），用于實(shí)時(shí)包裹追蹤；

●   減輕天線重量，降低主板的成本和尺寸，同時(shí)提高性能；

●   在主板上安裝SMD（表面安裝元器件）天線，使整個(gè)設(shè)備成為天線解決方案的一個(gè)部分；制造工藝流程高效、可重復(fù)；

●   打磨設(shè)計(jì)以延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間，重新配置主板布局從而合理安排射頻組件、使接地面最大化，這是無(wú)線電能夠正常工作、避免干擾的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)之智能建筑

2020年，建筑物聯(lián)網(wǎng)（BIoT）市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將超過(guò)850億美元 （2014年為229億美元）。[3]到2023年，智能建筑無(wú)線控制系統(tǒng)的全球收入預(yù)計(jì)將達(dá)到4.34億美元（2014年為9700萬(wàn)美元）。[4]在制造智能建筑時(shí)，客戶(hù)需要選擇最佳的天線產(chǎn)品以應(yīng)對(duì)新的技術(shù)挑戰(zhàn)：

智能建筑能很大程度地提升建筑管理水平并為租戶(hù)提供便利。應(yīng)用于智能建筑的天線設(shè)計(jì)有以下需求：

●   MIMO天線組合：幫助高質(zhì)量的無(wú)線服務(wù)器提供不間斷的、擴(kuò)展的覆蓋范圍，無(wú)縫銜接的多用戶(hù)體驗(yàn)，以及從室外到室內(nèi)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；

●   嵌入式天線：支持智能室內(nèi)攝像機(jī)和基于云的自動(dòng)訪問(wèn)控制系統(tǒng)，包括可定制的憑證系統(tǒng)，例如：移動(dòng)應(yīng)用、個(gè)性化鑰匙卡、智能鑰匙，以及發(fā)送至手機(jī)的鏈接；

●   3D天線組合：可實(shí)時(shí)監(jiān)控電表、水表和煤氣表，降低能源成本、提高能源效率、確保能源供應(yīng)和減少碳排放；

●   LPWAN天線：支持實(shí)時(shí)云可視化，比如實(shí)時(shí)警報(bào)和視頻監(jiān)控，以便遠(yuǎn)距離監(jiān)控和保護(hù)建筑物；

●   堅(jiān)固的板載3D天線：有助于將各種智能節(jié)能技術(shù)集成到網(wǎng)絡(luò)中心，將照明、溫度、濕度等各項(xiàng)控制功能集合，發(fā)送數(shù)據(jù)至云端；

●   完善蜂窩天線的編碼標(biāo)準(zhǔn)和滲透測(cè)試工作，確保天線性能，發(fā)布軟件安全更新，修補(bǔ)新漏洞。

TE Connectivity致力于開(kāi)發(fā)各種射頻解決方案

TE在設(shè)計(jì)智能手機(jī)和便攜式無(wú)線設(shè)備所需的復(fù)雜天線系統(tǒng)方面擁有超過(guò)15年的豐富經(jīng)驗(yàn)。TE 的工程師通曉如何將多種天線集成于小型移動(dòng)無(wú)線設(shè)備，可以隨時(shí)幫助任何行業(yè)的任何客戶(hù)應(yīng)對(duì)各種嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

智能追蹤TE天線解決方案：

智能樓宇TE天線解決方案：

依托深厚的工程技術(shù)能力和測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，TE Connectivity產(chǎn)品能夠滿足天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求并獲得所需的認(rèn)證，客戶(hù)也能夠極大地受益于我們的領(lǐng)先技術(shù)、卓越服務(wù)和全球足跡。

[1] GSMA:2019 The Mobile Economy 2019  https://www.gsma.com/r/mobileeconomy/3/

[2] Global Asset Tracking Market 2019-2024: Asset Tracking Market Growth will be Driven by AI and IoT Enabled Long Tail Enterprise Assets

[3] Global Asset Tracking Market 2019-2024: Asset Tracking Market Growth will be Driven by AI and IoT Enabled Long Tail Enterprise Assets

[4] 10 Smart Building Trends for 2020:  https://agentestudio.com/blog/10-smart-building-trends