台灣廠商在陣列天線領域已經有良好的基礎,
但由於低軌衛星與地面終端之間的距離動輒長達數百公里,因此陣列天線必須大型化,並帶來設計複雜、成本高昂等挑戰。在相關領域已耕耘近20年的工研院,
目前已開始轉移相關技術研發成果,協助台灣產業突破瓶頸。便是低軌衛星通訊,其訊號傳輸距離隨著陣列規模擴大,陣列天線製造商首的需求仍是地面波通訊的數百倍,甚先面臨的,是比以往更複雜的硬體設計。例如衛星用陣列天線的PCB層數,通常在十多至數千倍以上。為了讓訊號能在電磁波強度不超標的前提下,傳遞這麼長的距離,
層到二十多層之間。但對台灣的陣列天線業低軌衛星陣列天線的規模通常得放大到者而言,這還不是最難跨越的障礙,畢竟我1024個單元,而地面波通訊所使用的陣列們的業者在這個領域已經耕耘非常多年,製天線,往往只需要16個或64個單元。
造這種高層數電路板的能力是有的。也因為
陣列天線規模大幅成長,為台灣產業界如此,很多國際大廠都選擇在台灣下單。帶來不少挑戰。扮演技術攻堅角色的工研波束成型晶片用量大增,才是目前台灣陣列天線廠商遭遇到的最大挑戰。如果是16院,已開始向台灣業者轉移相關技術,盼協助台灣產業早日打造出全自主的低軌衛個單元的小型陣列,天線製造商通常只需要使用1~2顆波束成型晶片;但是當陣列規星通訊方案。
模擴大到1024個單元以上,就需要使用數
陣列天線大型化 挑戰相伴而來
百到上千顆。而這種晶片目前主要是由瑞薩(Renesas)跟Anokiwave等外商提供,單價可
工研院資通所視訊處理與遠距通訊組長高達每顆100美元,因此一個陣列天線裡,高榮揚(圖)表示,陣列天線技術已經存在很長一段時間,不僅工研院已在相關技術研光是波束成型晶片的成本,保守估計就要數究上投入近20年,台灣也有完整的陣列天萬美元。線產業鏈。但低軌衛星通訊應用的出現,
因此,只要我們沒有自主的波束成形晶仍對陣列天線業者帶來許多挑戰。
片技術,陣列天線製造成本的問題便無法解決。所以,工研院大概在2~3年前開始研發自有的波束成型晶片以及配套演算法,並且在2024年下線完成,目前工研院團隊已經有可以測試的工程樣本。預計再過1~2年,工研院的研發成果就可以技轉給台灣的晶片業者。

陣列天線設計簡化有賴技術突破
除了透過晶片國產化來降低成本外,如果參考行動通訊陣列天線的發展歷史,未來衛星陣列天線技術應該會朝減少單元數量的方向發展。畢竟,增加天線單元數量是一種不得已的解法,而且代價也很明顯。如果能把波束指向做得更精準,訊號傳輸就能更有效率,天線單元數量也可以減少;或是在維持天線單元數量的情況下,增加衛星通訊系統的頻寬,讓寬頻衛星網路速度更快。
行動通訊領域的陣列天線就已經走過這樣一段學習曲線。在行動通訊技術剛開始採用陣列天線時,因為當時的技術還不夠成熟,所以基地台上搭載的陣列天線單元數量是目前的數倍之多。但隨著技術進步, 現在基地台搭配超過16個單元陣列天線的情況已經很罕見。
讓產品更小巧、更便宜,是電子產業的發展趨勢。衛星陣列天線的發展應不至於反其道而行。現階段我們之所以會看到陣列天線的單元數量大幅增加,根本原因是技術不夠成熟,只好以量取勝。
研發成果陸續技轉COMPUTEX將有成果展示
高榮揚透露,在低軌衛星通訊領域,工研院除了研究陣列天線與波束成型晶片,同時也在開發衛星通訊酬載、通訊基頻(Baseband)等技術方案,並且從2024年開始,陸續將相關研發成果技轉給台灣廠商。例如在陣列天線領域,工研院已經和攸泰簽署合作備忘錄,將協助攸泰建立陣列天線自主設計的能力,進而讓攸泰能夠自行設計一整套使用者終端(User Terminal)設備。
在低軌衛星領域,協助台灣產業打造出全自主的系統,是工研院的目標,也是政府的政策方針。在2025年COMPUTEX期間,工研院的低軌衛星通訊團隊將會端出一系列研發成果,同時,如果個別技轉廠商的時程允許,也會加入展示陣容,將台灣在低軌衛星領域的研發與製造實力,展現給世界。