資訊

Virtual Antenna?技術改變物聯網設備的研發與制造

2025China.cn   2021年10月08日

  設備制造商不再需要成為天線專家,或需要巨額預算來應對蓬勃發展的物聯網市場。

  Ignion使物聯網設備制造商的工作變得更加輕松。其開創性的Virtual Antenna?系統將天線產品的開發時間從數月縮短到數周,同時仍能確保其滿足運營商的要求,特別是在多頻段射頻設備的天線處理上。

  您如何在物聯網設備中設計和嵌入適合的多頻段天線,而不會導致研發成本失控?

  如果天線和射頻(RF)工程師沒有采取合適的方法,使用傳統方法始終存在風險,同時設計周期也會陷入困境并被延長。物聯網設備制造商最終會耗費比計劃更多的資金,而且會喪失將產品快速推向市場的先機。

  作為一家尖端的芯片式天線技術公司,Ignion非常清楚在商業應用中存在的挑戰。更好的是,它推出了一種顛覆性的解決方案:Virtual Antenna?技術。該技術之所以被業界冠以顛覆性描述,是因為它可以將曾經費時、費力和費錢的天線設計縮減至零費用和工作日24小時以內,而且即使沒有豐富射頻和天線經驗的工程師也可以完成;同時,所有這些設計需求還可以通過在Ignion網站上的Fast Track設計服務來完成。

  “我們公司與Ignion合作,采用Virtual Antenna?技術的主要原因是:該技術有助于我們去解決設備當中的多頻段技術問題,因為我們已經開始使用多頻段設備。”Landis+Gyr的無線通信設備架構師Justin Matthews說,“如果您一直專注于單頻段天線設計,那么設計有多種獨立性能要求的多頻段天線將是一項棘手的工作。”Justin是智能表計和無線mesh通信方面的專家。

  Ignion的首席執行官Jaap Groot表示:“您可以通過縮短產品開發時間,來大幅度提高利潤。”而且Jaap Groot稱Virtual Antenna?技術是“革命性的”。Groot曾是專注于物聯網領域的SigFox和Semtech公司的高管,以及多家科技初創企業的聯合創始人。

  他并不是業界唯一發表此類看法的人士。Ignion已售出的芯片式天線已超過了2500萬顆。此外,包括Cavli Wireless、Nordic Semiconductor、Sequans和Sierra Wireless等在內的眾多射頻類公司都在其參考芯片設計中使用了Ignion公司的產品跟技術。這種全新、簡化的方法,將給嵌入式天線設備帶來里程碑式的變化。

  在更短的時間內產生銷售收入

  無論物聯網設備的工作頻段和采用的無線連接協議是什么,Virtual Antenna?技術都可以為每種類型的物聯網設備加快設計周期。同樣重要的是,Virtual Antenna?系統會讓用戶感到放心,其最終產品可以滿足運營商的性能要求,而且寶貴的電池電量不會僅僅為了彌補天線的不足而被消耗掉。

  天線設計曾經物聯網系統設計中最為耗費時日的工作之一,而且還需要具有豐富射頻和天線經驗的工程師花費大量精力和支付NRE才能完成。今天,利用Virtual Antenna?技術,天線設計縮減至零費用和工作日24小時內完成;同時,所有這些設計需求既可以通過聯絡Ignion在中國的工程團隊,也可以通過在Ignion網站上的Fast Track設計服務來完成。

  消除設計階段的風險。

  無論是傳感器、追蹤器還是可穿戴設備,快速、簡單和低成本的設計過程是難以實現的,尤其是當設備需要在多頻段環境中工作時更是如此。但Virtual Antenna?并不像普通的天線一樣工作。遠非如此。

  Ignion的領先研究團隊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驗,即使他們需要適應波長差異巨大的不同頻率。

  Ignion公司專為物聯網市場打造的Virtual Antenna?技術延續了這一傳統。

  Virtual Antenna?系統的核心是Ignion獨特設計的天線芯片,其尺寸可低至僅相當于一塊5毫米x5毫米x5毫米的方糖。當與物聯網設備的“接地層”(Ground Plane)協同工作時,Ignion的天線單元(Booster)將提供要求的輻射作用。當Ignion的微型芯片尺寸比其他定制的、且更昂貴的競爭產品小十倍時,這是一項了不起的成就。

  這些技術進步在很多實際的應用場景和成功案例中得到了驗證。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的多個頻段,因此它無需定制以適應不同的外形和設計。同一芯片式天線元件可用于多個物聯網項目,從而簡化采購物流,提高了規模經濟。

  而且也無需從頭開始設計設備來適應不同地理區域要求的不同頻段。就用相同的芯片式天線元件,只需稍加調整以“匹配”不同地區對網絡的需求,就可使同一設備在全球范圍內皆可使用。

  另一個好處是:在生產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被封裝成一個標準的、現成可用的元件,因此可以在裝配線上使用傳統的表面貼裝(SMT)工藝來完成加工;使用機器在物聯網設備的印制電路板(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,從而將人為錯誤排除在外。

  Virtual Antenna?技術為物聯網設備制造商開啟了加速增長和縮短實現營業收入時間的大門。

  消除設計周期風險

  Virtual Antenna?技術能夠實現更快、更具可預測性的設計周期的原因之一是:它使天線工程師不再需要反復摸索那些需要靠經驗去做的設計與驗證。

  只需通過遵循三個易于使用的步驟,就可以確保成功實施Virtual Antenna?技術。即使是幾乎沒有天線集成經驗的電子工程師,現在也可以成為微調不同網絡和頻段輻射性能的首選人員。Virtual Antenna?技術是物聯網行業游戲規則的改變者。

  Ignion聯合創始人兼創新副總裁Carles Puente博士說:“射頻和天線工程不再復雜。突然之間,設計天線變得像設計電子線路一樣平常。電子工程師無需成為天線專家即可嵌入一款天線。”

  第一步是為物聯網設備電路板上的天線booster選擇最佳位置。Ignion會在此階段提供建議,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,這是加速設計過程的關鍵。

  第二步是調整無源電子元件,以創建一個“匹配電子電路”或“匹配網絡”。這種匹配確保了各種網絡的能源效率,而與無線協議或頻段無關。同樣,Ignion提供了所有必要的指導,使這個設計過程變得簡單和易于遵循。

  最后一步是將物聯網設備通過網絡分析儀來進行檢驗,以確保它符合所有需要的性能要求。根據結果,可能需要對匹配電路進行進一步的調整,但不需要任何可能會困擾電子工程師的東西。

  將一種物聯網設備推向市場,而不會出現Puente所說的“令人討厭的意外”,天線和射頻從未像現在這樣如此簡單。“設計過程從一開始就是可預測的。”他說。目前,Ignion已經將上述三個步驟進一步簡化到其網站上的Fast Track線上服務,物聯網系統工程師可以在24小時內免費得到一款天線設計。

  與過去為物聯網設備定制開發天線和復雜的測試和安裝方法相比,Virtual Antenna?位于現成的、更易于使用類方法的“神奇象限”內(參見相鄰象限圖)。

  覆蓋所有的無線協議

  Virtual Antenna?技術為面向多樣化市場的物聯網設備制造商提供了一種令其放心的解決方案。它可以針對蜂窩網絡標準(NB-IoT和LTE-M,以及2G一直到5G)和一系列非蜂窩無線協議進行調整。

  這些非蜂窩通信協議包括藍牙、LoRa、Sigfox、Wi-Fi、WiSUN和Zigbee等。Virtual Antenna?無線協議組合也可以覆蓋全球導航衛星系統(GNSS)和全球定位系統(GPS)形式出現的衛星信號接收。

  加速增長

  對于物聯網設備制造商來說,當您將兩個射頻器件放入一個產品時,天線的復雜性并不是簡單地翻了一倍。其復雜性將增加一個數量級,而這就是Ignion可以發揮作用的地方了。

  Virtual Antenna?是一項業界可以廣泛使用的技術突破,因為它可以為用戶消除這種復雜性。Ignion的創新技術為物聯網設備制造商提供了前所未有的開發周期,使其盡可能快地將多頻段產品推向市場。

  Fast Track工具

  Ignion另一個功能強大的工具是其獨特的無線設計Fast Track線上工具。Fast Track無線設計服務是專為那些可能不確定如何開始使用Virtual Antenna?技術的公司而設計的,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為所需的頻段設計第一版匹配電子電路方案,所有這些都針對物聯網設備的特定電路板進行了優化。通過這種方式,從一開始就可以預測物聯網設備的無線性能。

  使用Fast Track無線設計工具的用戶可以在24小時內獲得反饋,目前Ignion也在其中文網站上為中國客戶開始了Fast Track服務,成為了射頻與天線工程領域內的一個重大的創新。

  用戶成功案例

  從Landis+Gyr商業化案例中看各種優勢……

  在Landis+Gyr公司,Matthews負責北美和亞太地區無線設備的硬件架構。這必然意味著要使用不同的通信技術和多個工作頻段,這也會造成設計周期中的復雜性,即使是一位經驗豐富的射頻和天線工程師,他也不愿意這樣做。

  目前,Landis+Gyr正在開發一款高端、小批量的通信設備,由于它通過筆記本電腦上的USB端口連接到網狀網絡,因此設計必須緊湊小巧。

  “Ignion解決方案無疑對我們有很大幫助,因為我們能夠更快地推出產品,”Matthews說,“對我們來說,極大地降低了設計復雜性,也顯著減少了驗證時間。”

  對Matthews來說,Ignion的另一個吸引力是“最小的設備差異”。Landis+Gyr計劃在多個地區推出新設備,而每個地區都有不同的工作頻段。為了解決這個問題,Landis+Gyr最初考慮在不同地區使用不同的外部天線,但這個想法并不可行。最后,Matthews選擇了Ignion的TRIO mXTEND?三頻天線booster。

  “我建議使用同一個Ignion硬件的不同變體來覆蓋不同地區的所有頻段,”他解釋說,“這減少了我們建立庫存管理系統的工作量,因此Ignion可能是我所遇到的最先進的天線技術公司。”

  用戶成功案例

  ......以及ZillionSource

  由思科(Cisco)支持的ZillionSource是一家領先的資產追蹤和供應鏈管理公司。該公司為貨物和集裝箱追蹤提供企業級物聯網軟件平臺和高性能物聯網設備。

  ZillionSource的設計工程師Peter Huang表示,“增強產品性能和可靠性”是我們公司選擇Ignion來助力開發下一代物聯網設備的主要原因。

  ZillionSource和Ignion并肩合作,開發了一款GPS追蹤器原型產品,可以覆蓋LTE和GSM頻段。該設計基于Ignion的TRIO mXTEND?三頻天線booster構建。

  “一切都在按計劃進行,”Peter說,“高性能和專業設計是我們選擇Ignion的主要考慮因素,很高興我們做出了正確的選擇。”

  Ignion加入德國電信IoT Solution Optimizer物聯網解決方案優化工具戰略計劃

  Miguel Rodriguez是歐洲物聯網行業的重要推動者。作為德國電信物聯網設備驗證和工程高級經理,他和他的團隊負責確保設備與集團在歐洲12個國家運營商網絡正常互聯互通。除了從2G一直到5G,德國電信還推出了NB-IoT和LTE-M網絡。

  德國電信設備認證工作的核心是其物聯網解決方案優化工具(IoT Solution Optimizer),該工具于2019年在巴塞羅那舉行的世界移動通信大會(Mobile World Congress)上正式推出,它是一種線上“數字孿生”建模工具,可支持設備制造商去衡量不同的設計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,幫助廠商了解如何構建從停車傳感器到智能表計等不同類型設備,它根據物聯網垂直應用案例匯總和匿名化數據。這樣做的目的是將產品更快地推向市場,同時仍能與網絡保持兼容。

  在2020年年中,德國電信將Ignion加入到其物聯網解決方案優化工具合作伙伴名單中。Rodriguez表示,Ignion在天線方面擁有的專業知識和建模能力,讓許多使用物聯網解決方案優化工具的公司大開眼界,尤其是那些以前沒有意識到天線集成對整體設備性能影響的公司。

  通過在IoT Solution Optimizer物聯網解決方案優化工具中對Ignion的天線進行建模,能夠看到它們在PCB上的位置是如何影響覆蓋范圍和性能的,并了解它們如何影響電池壽命。Rodriguez說,這使得天線在實現商業應用具體目標方面所發揮的關鍵作用更加明顯。

  德國電信物聯網設備驗證和工程高級經理Miguel Rodriguez表示:“當我們開始與許多公司探討時,他們通常將天線視為其移動物聯網設備設計中具有最低風險的設計環節之一。”

  Virtual Antenna?技術改變了游戲規則

  使Virtual Antenna?從競爭產品中脫穎而出的不僅僅是更大的規模經濟和更快的上市時間,還有簡捷易用。

  易用性極大地簡化了設計過程和工程師配置匹配電路,盡管這兩項創新本身就是游戲規則的改變者,得到了Ignion的大力支持。目前,Ignion已經將復雜的天線設計過程進一步簡化到其英文網站或者中文網站上的Fast Track線上服務,物聯網系統工程師最快可以在24小時內就能夠免費得到一款天線設計。

  Matthews對Ignion的前端模擬、調優和性能審核服務的印象尤為深刻。“因為他們的報告是專業的、基于模板的,所以可以在內部傳閱,而無需自己付出任何努力或對它們進行修飾,”他說,“綜合所有因素,Ignion可能是我所遇到的最先進的天線技術公司。”

  天線選擇也被簡化了。傳統的方式是瀏覽在線目錄,這些目錄通常包含數千種可供選擇的產品,每種產品都被預先定義為在狹窄的特定區域內運行。另一方面,Virtual Antenna?產品組合由不到十種產品組成,覆蓋了所有的無線協議和頻段排列。耗時搜索次優產品的日子可能已經一去不復返了。

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

  在Virtual Antenna?的驅動下,物聯網加速發展的時代已經到來。

標簽:Ignion 我要反饋 
施耐德電氣線上工博會
世強
專題報道
2021施耐德電氣線上工博來襲!
2021施耐德電氣線上工博來襲!

12月1日起,施耐德電氣線上工博將為您呈現一場以 “綠色智能制造,共塑可持續未來”為主題的云端盛宴。 憑借在綠色智

2021 OEM機械設計技術研討會-云會議
2021 OEM機械設計技術研討會-云會議

“2021OEM機械設計技術研討會”以“縱深推進?多維賦能 數字化重塑設備制造”為主題, 邀請多家知名企業與來自紡織機械

帶訪問授權管理的安全門解決方案
帶訪問授權管理的安全門解決方案

對于制造型的企業來說,生產環境中總有需要保護的區域,來避免造成傷害事故。我們知道,當設備運行時,保護人員免受機器的傷害很

加勒比hezyo无码专区