芬蘭專業平板電腦製造商Aava Mobile創立於2009年，致力於研發OS智慧手機與手持式裝置。芬蘭語「Aava」對應英文代表「Open」之意，他們把智慧型手機的研發技術帶入POS (point of sale)專業平板電腦，這也傳遞了他們的產品理念。 為實現最新科技，Aava Mobile使用CST Studio Suite，於生產實物之前模擬分析產品內天線的最佳位置、形狀，以實現簡單、快速的設計流程，並將最新技術應用在該產品裝置上。 在5G天線設計上，工程師們非常關注兩個頻段，Sub 6G頻段及頻率24 GHz以上的毫米波(mm-Wave)；要把5G天線設計在產品內，上述兩個頻段將會帶給工程師不同的設計挑戰。 Sub 6G天線 針對Sub 6G天線，行動通訊產品內部可能有3G、4G以及WiFi通道(操作頻帶相近)，由於有一些規範甚至要求產品能支援MIMO天線操作，若在狹小的產品內部空間中增加Sub 6G天線(圖1)，得在密密麻麻的手機晶片封裝中為天線尋找空間，如此一來天線設計變得更加嚴峻。 圖1、將Sub 6G天線設置產品內狹小的空間，實屬挑戰! 天線放置於產品內部的哪個位置，將影響產品的共振(Resonance)與耦合(Coupling)結果(圖2)。這需要工程師透過模擬來進行分析。 圖2、不同的天線擺放位置，將決定其與產品的耦合結果 毫米波天線 關於毫米波天線，Sub 6G擁有相對較佳的訊號傳輸能力，然而隨著移動數據流量的激增，我們需要用毫米波技術來補足Sub 6G MIMO日漸匱乏的資料傳輸能力；許多新的毫米波研究就此展開，例如：將頻率超過28 GHz的晶片集成陣列(chip-integrated arrays)天線放置於產品中。 隨著晶片集成陣列天線在產品中的設計條件不同，產品最終也獲得了相異的輻射表現。工程師也關注覆蓋了2毫米厚的ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)塑膠天線罩後，天線將有著怎樣的輻射效果(圖3、4)。 圖3、將天線晶片放置在塑膠天線罩後面，會顯著改變其輻射表現 圖4、來自2毫米厚ABS塑料蓋背後的天線輻射 Aava Mobile專業打造支付的未來 上述內容點出過往天線工程師在5G天線設計上會遭遇到的問題，Aava Mobile並不例外；唯一不同的是，他們的產品不僅運用了5G通訊系統，還配套WiFi6e技術。WiFi6e指的是除了現今WiFi最常使用之2.4 GHz和5 GHz外，Aava Mobile採用較新的6 GHz頻段，以提高效率、增加輸送量和加強安全性。 在這樣的背景之下，Aava Mobile借助CST Studio Suite來縮短產品開發時程、確保設計品質。Aava Mobile的技術副總裁Toni Honkanen表示:「模擬分析幫助我們優化設計過程，這讓我們的產品，能夠為用戶實現革命性的支付體驗。」。 關鍵字：毫米波(mm-Wave)、耦合、天線設計、陣列天線、MIMO天線、POS系統 出處一：Case Study - Aava Mobile 出處二：5G手機天線設計｜5G Antenna Design for Mobile Phones