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科技專案成果

迎接5G輕薄設計 智慧天線體積更小、傳輸更快
發佈日期:2021-11-18
單位:財團法人工業技術研究院
案例年度:2020
簡介:
在經濟部技術處科技專案支持下,2019年工研院運用3D結構電子技術,將天線與手機、筆電等終端裝置的結構件整合在一起,打造3D智慧天線,不僅讓天線體積縮小50%,成本也可以降低30%。

特色:

工研院 ▶ 打造3D智慧天線

因應5G時代的高速傳輸,想要提升通訊設備的傳輸效率,運用MIMO(Multi-Input Multi-Output)天線是其中一個解法。所謂的MIMO天線,是在發射端與接收端分別使用多個天線,透過把天線數量變多,就像水管一樣,用越多水管傳送水,傳輸速度就越快。

MIMO天線雖然可以提升傳輸速度與距離,但因尺寸過大、售價高,當3C產品愈來愈追求體積小、邊框窄甚至無邊框的設計時,難以廣泛應用在手機、筆電等終端通訊裝置上。

天線體積減半 多種材質都適用

以往MIMO天線、傳輸線、連接器各自分開再組裝,也僅能在塑膠材質製作,在經濟部技術處科技專案支持下,2019年工研院運用3D結構電子技術,將天線與手機、筆電等終端裝置的結構件整合在一起,打造3D智慧天線,不僅讓天線體積縮小50%,成本也可以降低30%。

3D結構電子技術也可在不規則曲面的材質上製作立體多層的電路,成功在天線放置於金屬、玻璃、陶瓷等各式材質上,讓天線設計更具有彈性。
 

3D結構電子技術可在不規則曲面製作立體多層的電路

▲ 3D結構電子技術可在不規則曲面製作立體多層的電路
 

智慧強化收訊 打造9種場型變換

此外,過去天線沒有場型(Antenna Pattern)變化,所謂場型就是天線的訊號發射形狀,如果處於發射訊號較弱的地方,收訊就會變差。但3D智慧天線整合IC掃描器,會主動掃描周圍訊號,依據訊號強弱,產生9種場型的變換,解決山區或地下室收訊死角,提高天線傳輸速度與距離的30%,傳輸速度可達1Gbps,大幅提升MIMO天線的傳輸效率。

為滿足高效傳輸需求,工研院協助廣達電腦在2019年開發次世代5G超薄多天線窄邊框筆電,螢幕面積從82%提升至95%,且傳輸速度達1Gbps,邊框可容納12個天線,包含8個為5G天線,2020年成功打入美國與亞洲品牌客戶供應鏈,筆電出貨產值逾新臺幣600億元。
 

廣達與工研院共同合作開發超薄多天線窄邊框筆電,2020年成功打入美國與亞洲供應鏈

▲ 廣達與工研院共同合作開發超薄多天線窄邊框筆電,2020年成功打入美國與亞洲供應鏈
 


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