5G時代，無線通信從人與人擴展到了“事物”之間，這一轉變促使人們開發多樣化的物聯網解決方案，應對各種各樣的行業和環境挑戰。無線通信是影響物聯網性能的關鍵因素，天線系統設計得到了越來越多的重視。

從2018到2025年，全球蜂窩和非蜂窩物聯網連接數將增長至三倍，總量達到250億。全球物聯網收入將以年均23%的速度增長，到2023年達到1.1萬億美元，是2018年的四倍。[1]不論是外置還是內嵌的天線，都被認為是構建物聯網應用不可或缺的解決方案，而非無源產品。

TE順應市場需求，針對智能應用場景發布了物聯網趨勢報告《物聯網智能應用與生態：設計無線通信系統時需要考慮的天線因素》，探討了天線在物聯網中的關鍵作用，并聚焦智能追蹤和智能建筑兩大發展趨勢，提出了一系列創新解決方案。

物聯網天線設計的需求及挑戰

隨著云技術的不斷發展，從端到云，端到邊緣云都對連接提出了更高的要求。高密度、低時延的網絡是發展物聯網生態系統的必備條件，合適的天線能提供高速、大數據量、高密度、可靠且堅固的連接，從而配合如5G，WIFI, GNSS等連接技術以支持物聯網應用。隨著天線系統設計日益復雜，智能設備選擇天線時需考慮以下因素：

系統設計不能依靠那些“即插即用”的產品選項，而需要更加成熟的規劃及對所有連接需求的總體評估。在各類物聯網應用中，天線解決方案往往需要定制，并且需要在手機大小的設備中嵌入2-12個天線產品。這些天線必須管理不同的冗余和服務，同時彼此獨立地運行。在系統設計中實現天線的互相隔離需要一定的技巧。

在為商業、工業或現實世界的物聯網應用設計天線系統時，它們還必須能夠在安全網絡上運行。盡管有多種天線可支持Wi-Fi、藍牙和GPS應用，但對于能夠支持物聯網關鍵特征的蜂窩天線的需求仍與日俱增。例如，無線流量的指數級增長帶來了越來越多的干擾，使得頻譜效率變得至關重要。因此，天線必須能夠處理帶寬問題，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所需的關鍵認證、符合相關監管標準。其一，需符合全球范圍內各蜂窩運營商的技術規范，GSMA和3GPP制定的標準。其二，需通過多輪監管機構的測試和批準，如美國聯邦通信委員會（FCC）、歐洲電信標準協會（ETSI）和無線電設備指令（RED）。以上技術和市場需求清楚地表明，物聯網應用亟需創新和安全的天線系統。天線設計工程師必須充分了解天線在各種技術和監管協議條件下如何運行。

物聯網發展趨勢之智能追蹤

智能追蹤市場不斷擴大，為希望進入該領域的公司提供了巨大的市場機遇。全球汽車及運輸業的兩個主要領域——車載信息通信和車載診斷（OBD）正在經歷顯著增長，越來越多的企業涉足這兩大應用相關產品的開發。到2024年，全球資產追蹤市場規模將達到320億美元，復合年均增長率為14.9%。[2]在開發智能追蹤應用時，客戶必須考慮諸多技術挑戰和需求，設計最佳天線系統。

一些全球追蹤的物聯網初創企業為了讓設備變得輕便而采用了芯片天線，但仍無法提供精確的追蹤數據，也滿足不了復雜的射頻要求。為了保證良好的設備性能，天線系統設計需要滿足以下要求：

· 定制嵌入式天線，支持5G連接，使客戶能夠構建可重復使用的智能系統（更像是一部手機，而非物聯網設備），用于實時包裹追蹤；

· 減輕天線重量，降低主板的成本和尺寸，同時提高性能；

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

· 打磨設計以延長電池續航時間，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，這是無線電能夠正常工作、避免干擾的一項關鍵技術。

物聯網發展趨勢之智能建筑

2020年，建筑物聯網（BIoT）市場規模預計將超過850億美元（2014年為229億美元）。[3]到2023年，智能建筑無線控制系統的全球收入預計將達到4.34億美元（2014年為9700萬美元）。[4]在制造智能建筑時，客戶需要選擇最佳的天線產品以應對新的技術挑戰：

智能建筑能很大程度地提升建筑管理水平并為租戶提供便利。應用于智能建筑的天線設計有以下需求：

· MIMO天線組合：幫助高質量的無線服務器提供不間斷的、擴展的覆蓋范圍，無縫銜接的多用戶體驗，以及從室外到室內的蜂窩網絡服務；

· 嵌入式天線：支持智能室內攝像機和基于云的自動訪問控制系統，包括可定制的憑證系統，例如：移動應用、個性化鑰匙卡、智能鑰匙，以及發送至手機的鏈接；

· 3D天線組合：可實時監控電表、水表和煤氣表，降低能源成本、提高能源效率、確保能源供應和減少碳排放；

· LPWAN天線：支持實時云可視化，比如實時警報和視頻監控，以便遠距離監控和保護建筑物；

· 堅固的板載3D天線：有助于將各種智能節能技術集成到網絡中心，將照明、溫度、濕度等各項控制功能集合，發送數據至云端；

完善蜂窩天線的編碼標準和滲透測試工作，確保天線性能，發布軟件安全更新，修補新漏洞。

TE Connectivity致力于開發各種射頻解決方案

TE在設計智能手機和便攜式無線設備所需的復雜天線系統方面擁有超過15年的豐富經驗。TE 的工程師通曉如何將多種天線集成于小型移動無線設備，可以隨時幫助任何行業的任何客戶應對各種嚴峻挑戰。

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能力和測試經驗，TE Connectivity產品能夠滿足天線系統設計的要求并獲得所需的認證，客戶也能夠極大地受益于我們的領先技術、卓越服務和全球足跡。

[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