从工业4.0及其他技术角度探讨动态可重构天线的作用

人们如今生活的工业4.0时代，是一个将尖端计算和数字技术融入全球产业的时代。智能工业和智能工厂如雨后春笋般涌现，其关键技术通常为工业物联网(IoT)、工业智能传感器、机器学习和人工智能、云计算、先进机器人、增强/虚拟现实、数字孪生和智能自适应通信技术。而无线连接便是实现所有这些技术的重要基础。鉴于天线是构成无线通信网络的必不可少的部分，因此必须要了解其设计流程和相关频段，才能进一步促进工业无线通信的发展。

工业无线通信可以大幅提高生产力和生产效率。在实现数据实时传输后，决策将更为迅捷，停机时间也将进一步缩短。此外，通过无线连接进行工业远程监控，既增加了运营安全性，又可以减少在危险场所进行的人工检查。

格拉斯哥大学通信、传感和成像研究小组提交了一份关于工业4.0及其他关键技术的综述论文，对工业革命历程、工业通信基础设施、关键性能要求、6 GHz以下频段等方面进行了论述。在此基础上，论文还深入讨论并强调了最先进的智能天线设计方案，如动态可重构天线等。

动态可重构天线是一种灵活多变的无线通信系统，能够在一定的方向和频率范围内实现有效的波束成形和波束控制。智能天线的信号质量更好、容量更大、可用频谱利用率更高，提高了无线网络的整体性能，使之较于传统有线通信系统更具移动性、扩展性和经济性，应用也更为广泛。

凭借高效的无线连接方式，智能天线在构建智能工业物流、提供高清视频故障检测和监测、实现工厂自动化以及远程监控方面都有出色的表现。

论文最后指出了一些令人振奋的未来研究方向，这些方向在下一代工业应用中具有光辉前景和巨大潜力。包括用于智能工厂通信的智能反射表面、多输入多输出(MIMO)天线技术，以及毫米波和太赫兹通信等。