12、物联网设备可重构天线的探索与实践

物联网设备可重构天线的探索与实践

1. 物联网与天线的重要性

物联网（IoT）是一个通过互联网实现无线和各种低功耗无线设备互操作性的网络。它需要传输大量数据和建立大量通信链路，这导致了数据包冲突、网络效率降低以及因重传丢失数据包而增加的功耗。随着技术的发展，为了实现更高的数据速率，人们正朝着更高的频段迈进。

在物联网技术中，天线起着至关重要的作用。传统天线只能在特定频段工作，具有预定的发射模式和极化方式，无法满足物联网设备大容量、多频段同时使用和高速数据传输的需求。而可重构天线（RAs）能够调整基本特性，如工作频率、极化和辐射模式，以满足物联网传感器和移动站等各种通信系统的需求。

2. 可重构天线的类型

可重构天线根据动态修改的天线参数，主要分为以下几种类型：
- 频率可重构天线 ：现代无线通信技术中，为了实现设备的便携性，多频段天线应运而生，它用一个辐射元件替代多个天线，使其在不同频率下工作。但这些天线性能固定，无法根据用户需求改变。频率可重构天线则可以根据需求改变工作频率，在5G和物联网等技术中至关重要。以下是一些频率可重构天线的比较：
| 参考 | 天线尺寸 (mm²) | 频段数量 | 工作频段 (GHz) | 重构技术 | 应用 |
| — | — | — | — | — | — |
| Mathur et al. (2021) | 59 × 61 | 2 | 2.398–2.955 和 2.234–2.944 | 机械 | IoT |
| Subbaraj et al. (2019) | 25 × 10 | 4 | 0.9, 2.4, 3.5, 和 5.5