緯創資通：5G時代的天線設計有許多新挑戰與新商機

2023/08/17閱讀時間約 2 分鐘

掌握5G發展的趨勢，了解瓶頸是什麼並且找到突破點，就可以讓評審眼睛為之一亮。

2023通訊大賽-通訊天線系統設計競賽主視覺

每年通訊大賽的天線競賽都有許多團隊提出創新想法與設計，而評審們也會提醒團隊要思考如何提升使用體驗。天線設計進入到5G時代，MIMO被大量實現在目前5G終端產品之中，意謂天線的支數相較於4G時代會大幅度增加。要將大幅增加的天線放入有限的產品空間，必須考慮每支天線彼此之間的隔離度，並確保相鄰的天線不會互相干擾。另外，5G也有許多新的頻段必須支援，必須在有限的空間裡中增加天線的頻寬。

一個優秀的天線工程師在設計天線時會考慮到不同的使用情境，例如使用者會經常接觸或覆蓋天線的區域，造成天線的輻射受到人體效應的吸收。以上種種對天線工程師而言都是挑戰，也值得參賽團隊用心思考如何提出有效的解決方案。此外，後端的射頻前端電路和數據機的整合達到closed loop動態調整天線的輸入阻抗，來滿足各種使用者情境，是目前的發展趨勢，天線工程師需要花更多的時間來驗證系統的OTA (Over-the-Air)，確保所設計的天線可以被整合到系統中。

以緯創資通自己的研發案例來說，在2022年量產首支5G工業手機，天線的特性可以符合北美(AT&T、Verizon) OTA規格。這個機種裡面配置12支Sub-6天線，以及3顆毫米波天線模組。同時將智慧天線的解決方案導入到此機種，可以根據目前的使用情境動態選擇最合適的天線以及動態調整天線輸入阻抗，確保任何情況下都可以有很好的通訊品質。

團隊想要提出好的設計，在競賽中拿到高分，可以聚焦在這些重點，第一是考慮到使用者情境，而不是只考慮自由空間下天線的效能。第二是要考量整體系統的效能，而非天線單體的效能。第三是找出benchmark進行比較，並且詳細說明自己的設計優於benchmark的地方。第四是了解現行5G產品的規格，並且超越目前的規格達到5G⁺天線設計，也要掌握5G發展的趨勢，了解瓶頸是什麼並且找到突破點，就可以讓評審眼睛為之一亮。最後則是能提出完整的量測數據以及分析報告，並且在簡報時能夠清楚表達作品的重點，也能明確地回答評審的問題。

從贊助企業的立場來說，緯創資通關注車用、無人機、機器人、低軌道衛星領域的天線設計，這些領域在未來會有明顯增長的需求，從技術面來說則是巨量天線、波束成型、6G新頻譜、ML/AI應用等等，建議團隊可以從中找出參賽的主題。如果團隊的作品獲得青睞，都有機會跟緯創資通合作，包括導入其開發專案中或是協助團隊創業。通訊大賽是培育天線人才的平台，緯創資通期望能夠在競賽中找到具有發展潛力的設計與學生，為台灣天線設計的未來盡一份心力。