Virtual Antenna?技術(shù)改變物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的研發(fā)與制造

設(shè)備制造商不再需要成為天線專家，或需要巨額預(yù)算來(lái)應(yīng)對(duì)蓬勃發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。

Ignion使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商的工作變得更加輕松。其開(kāi)創(chuàng)性的Virtual Antenna?系統(tǒng)將天線產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)時(shí)間從數(shù)月縮短到數(shù)周，同時(shí)仍能確保其滿足運(yùn)營(yíng)商的要求，特別是在多頻段射頻設(shè)備的天線處理上。

您如何在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中設(shè)計(jì)和嵌入適合的多頻段天線，而不會(huì)導(dǎo)致研發(fā)成本失控？

如果天線和射頻（RF）工程師沒(méi)有采取合適的方法，使用傳統(tǒng)方法始終存在風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)設(shè)計(jì)周期也會(huì)陷入困境并被延長(zhǎng)。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商最終會(huì)耗費(fèi)比計(jì)劃更多的資金，而且會(huì)喪失將產(chǎn)品快速推向市場(chǎng)的先機(jī)。

作為一家尖端的芯片式天線技術(shù)公司，Ignion非常清楚在商業(yè)應(yīng)用中存在的挑戰(zhàn)。更好的是，它推出了一種顛覆性的解決方案：Virtual Antenna?技術(shù)。該技術(shù)之所以被業(yè)界冠以顛覆性描述，是因?yàn)樗梢詫⒃?jīng)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力和費(fèi)錢(qián)的天線設(shè)計(jì)縮減至零費(fèi)用和工作日24小時(shí)以內(nèi)，而且即使沒(méi)有豐富射頻和天線經(jīng)驗(yàn)的工程師也可以完成；同時(shí)，所有這些設(shè)計(jì)需求還可以通過(guò)在Ignion網(wǎng)站上的Fast Track設(shè)計(jì)服務(wù)來(lái)完成。

“我們公司與Ignion合作,采用Virtual Antenna?技術(shù)的主要原因是:該技術(shù)有助于我們?nèi)ソ鉀Q設(shè)備當(dāng)中的多頻段技術(shù)問(wèn)題，因?yàn)槲覀円呀?jīng)開(kāi)始使用多頻段設(shè)備?！盠andis+Gyr的無(wú)線通信設(shè)備架構(gòu)師Justin Matthews說(shuō)，“如果您一直專注于單頻段天線設(shè)計(jì)，那么設(shè)計(jì)有多種獨(dú)立性能要求的多頻段天線將是一項(xiàng)棘手的工作。”Justin是智能表計(jì)和無(wú)線mesh通信方面的專家。

Ignion的首席執(zhí)行官Jaap Groot表示：“您可以通過(guò)縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間，來(lái)大幅度提高利潤(rùn)。”而且Jaap Groot稱Virtual Antenna?技術(shù)是“革命性的”。Groot曾是專注于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的SigFox和Semtech公司的高管，以及多家科技初創(chuàng)企業(yè)的聯(lián)合創(chuàng)始人。

他并不是業(yè)界唯一發(fā)表此類看法的人士。Ignion已售出的芯片式天線已超過(guò)了2500萬(wàn)顆。此外，包括Cavli Wireless、Nordic Semiconductor、Sequans和Sierra Wireless等在內(nèi)的眾多射頻類公司都在其參考芯片設(shè)計(jì)中使用了Ignion公司的產(chǎn)品跟技術(shù)。這種全新、簡(jiǎn)化的方法，將給嵌入式天線設(shè)備帶來(lái)里程碑式的變化。

在更短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生銷售收入
無(wú)論物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的工作頻段和采用的無(wú)線連接協(xié)議是什么，Virtual Antenna?技術(shù)都可以為每種類型的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備加快設(shè)計(jì)周期。同樣重要的是，Virtual Antenna?系統(tǒng)會(huì)讓用戶感到放心，其最終產(chǎn)品可以滿足運(yùn)營(yíng)商的性能要求，而且寶貴的電池電量不會(huì)僅僅為了彌補(bǔ)天線的不足而被消耗掉。

天線設(shè)計(jì)曾經(jīng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最為耗費(fèi)時(shí)日的工作之一，而且還需要具有豐富射頻和天線經(jīng)驗(yàn)的工程師花費(fèi)大量精力和支付NRE才能完成。今天，利用Virtual Antenna?技術(shù)，天線設(shè)計(jì)縮減至零費(fèi)用和工作日24小時(shí)內(nèi)完成；同時(shí)，所有這些設(shè)計(jì)需求既可以通過(guò)聯(lián)絡(luò)Ignion在中國(guó)的工程團(tuán)隊(duì)，也可以通過(guò)在Ignion網(wǎng)站上的Fast Track設(shè)計(jì)服務(wù)來(lái)完成。

消除設(shè)計(jì)階段的風(fēng)險(xiǎn)。

無(wú)論是傳感器、追蹤器還是可穿戴設(shè)備，快速、簡(jiǎn)單和低成本的設(shè)計(jì)過(guò)程是難以實(shí)現(xiàn)的，尤其是當(dāng)設(shè)備需要在多頻段環(huán)境中工作時(shí)更是如此。但Virtual Antenna?并不像普通的天線一樣工作。遠(yuǎn)非如此。

Ignion的領(lǐng)先研究團(tuán)隊(duì)在重新解釋物理定律以縮小天線尺寸方面有著悠久而成功的歷史和經(jīng)驗(yàn)，即使他們需要適應(yīng)波長(zhǎng)差異巨大的不同頻率。

Ignion公司專為物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)打造的Virtual Antenna?技術(shù)延續(xù)了這一傳統(tǒng)。

Virtual Antenna?系統(tǒng)的核心是Ignion獨(dú)特設(shè)計(jì)的天線芯片，其尺寸可低至僅相當(dāng)于一塊5毫米x5毫米x5毫米的方糖。當(dāng)與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的“接地層”（Ground Plane）協(xié)同工作時(shí)，Ignion的天線單元（Booster）將提供要求的輻射作用。當(dāng)Ignion的微型芯片尺寸比其他定制的、且更昂貴的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品小十倍時(shí)，這是一項(xiàng)了不起的成就。

這些技術(shù)進(jìn)步在很多實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景和成功案例中得到了驗(yàn)證。一方面，雖然天線單元（Booster）尺寸非常小，但仍然能夠支持從600MHz到10GHz的多個(gè)頻段，因此它無(wú)需定制以適應(yīng)不同的外形和設(shè)計(jì)。同一芯片式天線元件可用于多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，從而簡(jiǎn)化采購(gòu)物流，提高了規(guī)模經(jīng)濟(jì)。

而且也無(wú)需從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)設(shè)備來(lái)適應(yīng)不同地理區(qū)域要求的不同頻段。就用相同的芯片式天線元件，只需稍加調(diào)整以“匹配”不同地區(qū)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求，就可使同一設(shè)備在全球范圍內(nèi)皆可使用。

另一個(gè)好處是：在生產(chǎn)階段既不需要特殊的工具，也不需要定制昂貴的天線模具。由于天線booster被封裝成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、現(xiàn)成可用的元件，因此可以在裝配線上使用傳統(tǒng)的表面貼裝（SMT）工藝來(lái)完成加工；使用機(jī)器在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的印制電路板（PCB）上放置和焊接所有必要的元件，其中包括Ignion的天線booster，這樣就不需要人工干預(yù)，從而將人為錯(cuò)誤排除在外。

Virtual Antenna?技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商開(kāi)啟了加速增長(zhǎng)和縮短實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入時(shí)間的大門(mén)。

消除設(shè)計(jì)周期風(fēng)險(xiǎn)
Virtual Antenna?技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更快、更具可預(yù)測(cè)性的設(shè)計(jì)周期的原因之一是：它使天線工程師不再需要反復(fù)摸索那些需要靠經(jīng)驗(yàn)去做的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。

只需通過(guò)遵循三個(gè)易于使用的步驟，就可以確保成功實(shí)施Virtual Antenna?技術(shù)。即使是幾乎沒(méi)有天線集成經(jīng)驗(yàn)的電子工程師，現(xiàn)在也可以成為微調(diào)不同網(wǎng)絡(luò)和頻段輻射性能的首選人員。Virtual Antenna?技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)游戲規(guī)則的改變者。

Ignion聯(lián)合創(chuàng)始人兼創(chuàng)新副總裁Carles Puente博士說(shuō)：“射頻和天線工程不再?gòu)?fù)雜。突然之間，設(shè)計(jì)天線變得像設(shè)計(jì)電子線路一樣平常。電子工程師無(wú)需成為天線專家即可嵌入一款天線?！?/p>

第一步是為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備電路板上的天線booster選擇最佳位置。Ignion會(huì)在此階段提供建議，并輔以可視化的建模。在選擇和放置任何其他元件之前，先選擇和放置在PCB上的天線元件，這是加速設(shè)計(jì)過(guò)程的關(guān)鍵。

第二步是調(diào)整無(wú)源電子元件，以創(chuàng)建一個(gè)“匹配電子電路”或“匹配網(wǎng)絡(luò)”。這種匹配確保了各種網(wǎng)絡(luò)的能源效率，而與無(wú)線協(xié)議或頻段無(wú)關(guān)。同樣，Ignion提供了所有必要的指導(dǎo)，使這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程變得簡(jiǎn)單和易于遵循。

最后一步是將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析儀來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)，以確保它符合所有需要的性能要求。根據(jù)結(jié)果，可能需要對(duì)匹配電路進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整，但不需要任何可能會(huì)困擾電子工程師的東西。

將一種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備推向市場(chǎng)，而不會(huì)出現(xiàn)Puente所說(shuō)的“令人討厭的意外”，天線和射頻從未像現(xiàn)在這樣如此簡(jiǎn)單?！霸O(shè)計(jì)過(guò)程從一開(kāi)始就是可預(yù)測(cè)的?！彼f(shuō)。目前，Ignion已經(jīng)將上述三個(gè)步驟進(jìn)一步簡(jiǎn)化到其網(wǎng)站上的Fast Track線上服務(wù)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)工程師可以在24小時(shí)內(nèi)免費(fèi)得到一款天線設(shè)計(jì)。

與過(guò)去為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備定制開(kāi)發(fā)天線和復(fù)雜的測(cè)試和安裝方法相比，Virtual Antenna?位于現(xiàn)成的、更易于使用類方法的“神奇象限”內(nèi)（參見(jiàn)相鄰象限圖）。

覆蓋所有的無(wú)線協(xié)議
Virtual Antenna?技術(shù)為面向多樣化市場(chǎng)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商提供了一種令其放心的解決方案。它可以針對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)（NB-IoT和LTE-M，以及2G一直到5G）和一系列非蜂窩無(wú)線協(xié)議進(jìn)行調(diào)整。

這些非蜂窩通信協(xié)議包括藍(lán)牙、LoRa、Sigfox、Wi-Fi、WiSUN和Zigbee等。Virtual Antenna?無(wú)線協(xié)議組合也可以覆蓋全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）形式出現(xiàn)的衛(wèi)星信號(hào)接收。

加速增長(zhǎng)
對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商來(lái)說(shuō)，當(dāng)您將兩個(gè)射頻器件放入一個(gè)產(chǎn)品時(shí)，天線的復(fù)雜性并不是簡(jiǎn)單地翻了一倍。其復(fù)雜性將增加一個(gè)數(shù)量級(jí)，而這就是Ignion可以發(fā)揮作用的地方了。

Virtual Antenna?是一項(xiàng)業(yè)界可以廣泛使用的技術(shù)突破，因?yàn)樗梢詾橛脩粝@種復(fù)雜性。Ignion的創(chuàng)新技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商提供了前所未有的開(kāi)發(fā)周期，使其盡可能快地將多頻段產(chǎn)品推向市場(chǎng)。

Fast Track工具
Ignion另一個(gè)功能強(qiáng)大的工具是其獨(dú)特的無(wú)線設(shè)計(jì)Fast Track線上工具。Fast Track無(wú)線設(shè)計(jì)服務(wù)是專為那些可能不確定如何開(kāi)始使用Virtual Antenna?技術(shù)的公司而設(shè)計(jì)的，該工具可以將天線單元（booster）虛擬地放置在客戶的PCB上。

然后，Ignion為所需的頻段設(shè)計(jì)第一版匹配電子電路方案，所有這些都針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的特定電路板進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò)這種方式，從一開(kāi)始就可以預(yù)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的無(wú)線性能。

使用Fast Track無(wú)線設(shè)計(jì)工具的用戶可以在24小時(shí)內(nèi)獲得反饋，目前Ignion也在其中文網(wǎng)站上為中國(guó)客戶開(kāi)始了Fast Track服務(wù)，成為了射頻與天線工程領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重大的創(chuàng)新。

用戶成功案例
從Landis+Gyr商業(yè)化案例中看各種優(yōu)勢(shì)……
在Landis+Gyr公司，Matthews負(fù)責(zé)北美和亞太地區(qū)無(wú)線設(shè)備的硬件架構(gòu)。這必然意味著要使用不同的通信技術(shù)和多個(gè)工作頻段，這也會(huì)造成設(shè)計(jì)周期中的復(fù)雜性，即使是一位經(jīng)驗(yàn)豐富的射頻和天線工程師，他也不愿意這樣做。

目前，Landis+Gyr正在開(kāi)發(fā)一款高端、小批量的通信設(shè)備，由于它通過(guò)筆記本電腦上的USB端口連接到網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，因此設(shè)計(jì)必須緊湊小巧。

“Ignion解決方案無(wú)疑對(duì)我們有很大幫助，因?yàn)槲覀兡軌蚋斓赝瞥霎a(chǎn)品，”Matthews說(shuō)，“對(duì)我們來(lái)說(shuō)，極大地降低了設(shè)計(jì)復(fù)雜性，也顯著減少了驗(yàn)證時(shí)間?！?/p>

對(duì)Matthews來(lái)說(shuō)，Ignion的另一個(gè)吸引力是“最小的設(shè)備差異”。Landis+Gyr計(jì)劃在多個(gè)地區(qū)推出新設(shè)備，而每個(gè)地區(qū)都有不同的工作頻段。為了解決這個(gè)問(wèn)題，Landis+Gyr最初考慮在不同地區(qū)使用不同的外部天線，但這個(gè)想法并不可行。最后，Matthews選擇了Ignion的TRIO mXTEND?三頻天線booster。

“我建議使用同一個(gè)Ignion硬件的不同變體來(lái)覆蓋不同地區(qū)的所有頻段，”他解釋說(shuō)，“這減少了我們建立庫(kù)存管理系統(tǒng)的工作量，因此Ignion可能是我所遇到的最先進(jìn)的天線技術(shù)公司?！?/p>

用戶成功案例
......以及ZillionSource
由思科（Cisco）支持的ZillionSource是一家領(lǐng)先的資產(chǎn)追蹤和供應(yīng)鏈管理公司。該公司為貨物和集裝箱追蹤提供企業(yè)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)和高性能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

ZillionSource的設(shè)計(jì)工程師Peter Huang表示，“增強(qiáng)產(chǎn)品性能和可靠性”是我們公司選擇Ignion來(lái)助力開(kāi)發(fā)下一代物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的主要原因。

ZillionSource和Ignion并肩合作，開(kāi)發(fā)了一款GPS追蹤器原型產(chǎn)品，可以覆蓋LTE和GSM頻段。該設(shè)計(jì)基于Ignion的TRIO mXTEND?三頻天線booster構(gòu)建。

“一切都在按計(jì)劃進(jìn)行，”P(pán)eter說(shuō)，“高性能和專業(yè)設(shè)計(jì)是我們選擇Ignion的主要考慮因素，很高興我們做出了正確的選擇?！?/p>

Ignion加入德國(guó)電信IoT Solution Optimizer物聯(lián)網(wǎng)解決方案優(yōu)化工具戰(zhàn)略計(jì)劃
Miguel Rodriguez是歐洲物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的重要推動(dòng)者。作為德國(guó)電信物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備驗(yàn)證和工程高級(jí)經(jīng)理，他和他的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)確保設(shè)備與集團(tuán)在歐洲12個(gè)國(guó)家運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)正常互聯(lián)互通。除了從2G一直到5G，德國(guó)電信還推出了NB-IoT和LTE-M網(wǎng)絡(luò)。

德國(guó)電信設(shè)備認(rèn)證工作的核心是其物聯(lián)網(wǎng)解決方案優(yōu)化工具（IoT Solution Optimizer），該工具于2019年在巴塞羅那舉行的世界移動(dòng)通信大會(huì)（Mobile World Congress）上正式推出，它是一種線上“數(shù)字孿生”建模工具，可支持設(shè)備制造商去衡量不同的設(shè)計(jì)如何影響電池壽命和覆蓋范圍。該工具還提供了一系列指導(dǎo)，幫助廠商了解如何構(gòu)建從停車傳感器到智能表計(jì)等不同類型設(shè)備，它根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)垂直應(yīng)用案例匯總和匿名化數(shù)據(jù)。這樣做的目的是將產(chǎn)品更快地推向市場(chǎng)，同時(shí)仍能與網(wǎng)絡(luò)保持兼容。

在2020年年中，德國(guó)電信將Ignion加入到其物聯(lián)網(wǎng)解決方案優(yōu)化工具合作伙伴名單中。Rodriguez表示，Ignion在天線方面擁有的專業(yè)知識(shí)和建模能力，讓許多使用物聯(lián)網(wǎng)解決方案優(yōu)化工具的公司大開(kāi)眼界，尤其是那些以前沒(méi)有意識(shí)到天線集成對(duì)整體設(shè)備性能影響的公司。

通過(guò)在IoT Solution Optimizer物聯(lián)網(wǎng)解決方案優(yōu)化工具中對(duì)Ignion的天線進(jìn)行建模，能夠看到它們?cè)赑CB上的位置是如何影響覆蓋范圍和性能的，并了解它們?nèi)绾斡绊戨姵貕勖odriguez說(shuō)，這使得天線在實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用具體目標(biāo)方面所發(fā)揮的關(guān)鍵作用更加明顯。

德國(guó)電信物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備驗(yàn)證和工程高級(jí)經(jīng)理Miguel Rodriguez表示：“當(dāng)我們開(kāi)始與許多公司探討時(shí)，他們通常將天線視為其移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)中具有最低風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)之一?！?/p>

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Virtual Antenna?技術(shù)改變了游戲規(guī)則
使Virtual Antenna?從競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品中脫穎而出的不僅僅是更大的規(guī)模經(jīng)濟(jì)和更快的上市時(shí)間，還有簡(jiǎn)捷易用。

易用性極大地簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程和工程師配置匹配電路，盡管這兩項(xiàng)創(chuàng)新本身就是游戲規(guī)則的改變者，得到了Ignion的大力支持。目前，Ignion已經(jīng)將復(fù)雜的天線設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)一步簡(jiǎn)化到其英文網(wǎng)站或者中文網(wǎng)站上的Fast Track線上服務(wù)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)工程師最快可以在24小時(shí)內(nèi)就能夠免費(fèi)得到一款天線設(shè)計(jì)。

Matthews對(duì)Ignion的前端模擬、調(diào)優(yōu)和性能審核服務(wù)的印象尤為深刻?！耙?yàn)樗麄兊膱?bào)告是專業(yè)的、基于模板的，所以可以在內(nèi)部傳閱，而無(wú)需自己付出任何努力或?qū)λ鼈冞M(jìn)行修飾，”他說(shuō)，“綜合所有因素，Ignion可能是我所遇到的最先進(jìn)的天線技術(shù)公司?！?/p>

天線選擇也被簡(jiǎn)化了。傳統(tǒng)的方式是瀏覽在線目錄，這些目錄通常包含數(shù)千種可供選擇的產(chǎn)品，每種產(chǎn)品都被預(yù)先定義為在狹窄的特定區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。另一方面，Virtual Antenna?產(chǎn)品組合由不到十種產(chǎn)品組成，覆蓋了所有的無(wú)線協(xié)議和頻段排列。耗時(shí)搜索次優(yōu)產(chǎn)品的日子可能已經(jīng)一去不復(fù)返了。

Groot將Virtual Antenna?的行業(yè)重要性比作一級(jí)方程式賽車（Formula One cars）中的輪胎。如果輪胎不合格，那么“引擎”的力量將無(wú)法充分體現(xiàn)，大家在了解連接性和創(chuàng)新應(yīng)用案例后再進(jìn)行思考。

在Virtual Antenna?的驅(qū)動(dòng)下，物聯(lián)網(wǎng)加速發(fā)展的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。