●技術簡介：
5G/B5G/6G與低軌衛星等系統因採用毫米波頻段，需高增益來補償傳播損耗，本技術採用主動天線封裝建立陣列架構，以超穎智慧材料實現大型陣列之波束掃描與天線增益，其中天線封裝克服短波長、材料高損耗、製程難度高等特性。善用智慧材料補償特性產生足夠天線增益，簡化天線系統的複雜度。產生天線製程與量產穩定度。
●技術之科學突破性：
毫米波為新世代通訊與雷達主頻段，其傳播高損耗需以大型陣列天線之高增益補償，鑒於主動陣列天線實現時需經歷短波長、材料高損耗與製程低穩定度等設計與實現瓶頸，尤其它實現於PCB介電基板時，需在同一PCB實現波束成形電路，並植入主動射頻模組，包括相移器、功率放大器、低雜訊放大器等高單價模組，造成其成本居高不下，形成產業化障礙，如Starlink所使用之陣列天線估測成本近2000美元，而其在市場的售價訂於499美元，成為產業化天花板，亦即其最終成本必須要降至300美元、即80％的成本降低。此近80％的成本降低必須要由陣列天線的尺寸同步縮小、輔以量產之元件成本降低，方可達成。為天線之增益受限於孔徑面積，兩者成為衝突、無法兼顧。
本技術提出一高度整合的天線系統架構，善用陣列天線相位與振幅的高度可調性、輔以智慧超穎材料形成之曲面面板來創造能量聚焦於縮裝之陣列天線區，藉以補償相位、形成高增益。若此智慧材料具備多波束、或相位動態控制之機能，則整體天線可以進行波束掃描，猶如原陣列天線之操作，以現階段而言，其成本可以減少60~70％以上，而量產後更可以進一步減少成本。
本技術關鍵技術在於縮裝化的陣列天線與可多波束聚焦之智慧材料架構。前者，本團隊已善用射頻系統封裝技術實現天線封裝模組(AiP/AiM)，以三維架構實現陣列天線單元，高度整合波束成形電路、主動射頻元件、訊號控制、電源供應架構等，呈現一個高度整合的縮裝晶片模組。該技術已成功建構5G毫米波UE與CPE應用之天線模組，包括4x4、6x6等單、雙頻、雙極化之AiP/AiM模組，依前、側視應用需求，頻寬可達6.5~10GHz，頻寬與增益均高於文獻中所獲得。在大型模組上，已完成8x8單、雙極化陣列天線模組，並利用其建立高達1024之陣列天線。
在智慧材料上，團隊已發展多波束聚焦的透/反射器，可在＋/-35度波束範圍內進行聚焦功能，此反/透射器模擬智慧材料的機制，針對表面每一個區域細胞進行相位改變，來使電磁波產生聚焦效果。因此結合上述AiP/AiM進行再次聚焦，可以產生足夠的天線增益。並透過主動射頻模組的動態焦點控制，達到波束掃描的效果。亦即高增益天線所需要的面積由智慧材料提供，而波束掃描與細部聚焦由AiP/AiM產生。兩者結合可以大幅降低系統複雜度達60％以上，而成本預期可以減少70~80來降低低軌衛星地面與衍生IoT的射頻系統成本。
●技術之產業應用性：
本技術應用於建構毫米波大型陣列天線的波束掃描與高增益來補償電波傳播損耗，鑒於大型主動陣列天線的高度複雜度與製作成本，其民生實用推廣面臨巨大瓶頸，如Starlink低軌衛星的地面接收系統，其成本高達1500~2000美元，而其售價需要低於499美元。本技術發展得以在既有的通訊品質下，降低系統複雜度至少60％、生產成本減少70~80％。
本技術整合天線封裝模組及智慧材料面板來產生高增益工遠距通訊，是故，第五代、六代行動通訊、低軌衛星、點對點微波鏈結、前傳網路、後傳網路等長距基站為直接應用，可以利用陣列天線來產生聚焦與波束掃描的廣域覆蓋，此應用將逐步衍生至民生應用之廣域IoT應用。在此類應用中首先是radio access network (RAN)的重要組成，如5G之O-RAN系統、低軌衛星之NR-RAN系統，本技術建構之天線系統可成為核心元件。
在模組使用上，AiP/AiM整合陣列天線與主動射頻元件成一系統模組，善用系統封裝技術降低系統能量損耗、強化穩定度。迄今，實現了5G陣列天線模組，符合產業規格，應用於:(1)手持裝置(如手機等)無線通訊模組，可實現前視與側視波束掃描來與基地站天線系統的天線連結，降低多重路徑干擾；(2)平板與筆記型電腦等移動式終端設備來產生高速傳輸通訊連結；(3)智慧家電實施IoT物聯網的通訊連結、或以home-center為基礎的周邊設備無線高速連結；(4)前、後傳網路之CPE高增益天線系統來與基地站天線系統連結。此類應用可直接使用所發展出的AiP晶片。該AiP架構可以進一步發展更高頻的應用，以短距而言，形成感測網路的感測器，如智慧駕駛(含汽車與UAV等)，可直接使用。智慧工廠與生產系統的感測器亦可適用此微小化的感測器。亦可形成大型陣列天線的組織模組，以堆疊(Tile)架構來構建大型陣列天線將成為技術主流來簡化系統架構，除了隨頻率持續上升後，每一個封裝模組可以容納更大的陣列天線面積外，一般遠距的大型陣列天線可利用來推疊。目前團隊使用SiP封裝面積達33mmx33mm來植入28GHz頻率36天線單元數，若頻率達77GHz時可實現12x12天線單元數，形成一個完整的汽車防撞雷達系統。而在其他製程上，團隊發展LTCC等封裝製程AiP模組，可進一步擴大AiP面積至七吋大小，擴大天線與射頻模組單元數的植入，實現以AiP來實現毫米波無線射頻系統。

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