在開發創新的相位陣列天線（Phased Array Antenna）上，業界存在著許多挑戰，輕巧、精密和低成本都是工程師非常關注的議題。然而，電磁模擬有效地協助工程師進行複雜的陣列設計；這樣的好處顯而易見，可以在最快的時間內驗證設計，並且協助解決產品問題。ALCAN Systems使用了Dassault Systemes達梭系統SIMULIA產品來開發創新的5G-READY天線。 ALCAN Systems成立於2016年，他們開發了用於蜂巢式網路系統和衛星通訊的低成本智能天線。此外，他們還開發了一項創新的應用，使用液晶顯示（LCD）技術控制天線單元之間的時間延遲和相位偏移。比起傳統的相位陣列，LCD技術可以幫助做出更精密、便宜的天線產品。 LCD科技於生產上也可以使用和液晶電視相同的生產線，為其優勢之一。隨著科技進展，5G和寬頻衛星技術使得人們可以跟過往遙不可及的地區緊密聯繫。這對社群、娛樂、後勤和醫療照護都帶來了革命性的改變，高速（High-speed）資料可以被傳輸到任何地方。 為了應對科技發展，ALCAN Systems開始發展液晶相位陣列天線（Liquid-crystal-based Phased-array Antennas），這些天線具有高效的電子波束控制功能，且在封裝後成為精密、輕巧的產品。它可以使地面終端通過天空接收到衛星的訊號，又或使5G裝置和基地台（base station）保持通訊。ALCAN Systems選擇了Dassault Systemes達梭系統SIMULIA CST Studio Suite來協助設計、開發。 前幾代的通訊移動技術傾向於使用全向性的天線，此類的設計不適用於未來的毫米波5G、衛星寬頻。由於終端使用者可能位於地面上、移動中的汽車或船隻上、甚至位於飛機上，為了讓衛星網路正常運作，其需要一條能讓用戶穩定傳輸訊號至衛星的軸線。此外，衛星本身移動於距離遙遠的星際中，我們需要低功率損耗、高增益（High-gain）和強指向性的應用。 圖1 ALCAN Systems首席技術長 Ahmed Akgiray 5G應用有著類似的問題，前幾代使用的全指向性設計已不再適用，尤其是24 GHz~53 GHz的頻段容易產生高損耗現象；此情形下高增益能夠彌補之，才不至消耗過多功率。ALCAN Systems的首席技術長指出：「如果您將頻率乘以10倍，將遭受空氣中100倍的損耗。設計高增益並且可控制的波束，用增益來克服損耗是當前最好的方法；倘若我們的結構、應用經過驗證、模擬，這些可靠的結果將使我們不再質疑自己的設計。」 圖2 ALCAN Systems射頻工程部首領 Arshad Mehmood ALCAN Systems RF工程部門的主管表示：「設計相位陣列和RF系統是一項充斥挑戰的工作，模擬分析是一個可以讓我們了解更多問題的好工具。最簡單的情況，就是我們調變一些參數，馬上就可以驗證且看到更多的問題；相位陣列天分析上的尺寸量級非常廣泛，CST能夠提供多樣的求解器來應對這些問題，從元件到系統級問題都可以作為模擬重點。」 關鍵字：RF、5G、天線 原文下載