5G毫米波不管是手機或是基站, 都是透過設計多個天線的陣列天線, 來補償高頻無線傳輸在傳輸過程中較大的傳輸耗損.
設計上主要是使發射信號在陣列上的每一個天線發射點上都是同相, 如此就可以讓信號能量聚合集中, 就可以獲得陣列增益作為高頻無線傳輸傳輸耗損的補償. 這樣同相的設計會使得發射能量在陣列發射時聚合形成波束, 也就是所謂的波束成形.
5G毫米波信號的傳輸, 主要是透過天線陣列的波束成形來傳輸, 這樣的傳輸是方向性的傳輸. 而不像之前較低頻2G/3G/4G或WiFi, 藍芽等系統信號的傳輸, 是無方向性的, 也就是2G/3G/4G或WiFi, 藍芽等系統信號的傳輸, 能量從天線發射出來之後, 是向四面八方傳送的, 接收端也可以從四面八方接收到信號, 再透過各種結合(combining)或多樣性(Diversity)的技術或演算法來改善多方向接收信號的信號品質.
5G毫米波這樣以波束形式的指向性傳輸, 波束的寬度會隨著天線單元的數目而改變, 天線數目越多, 波束越細, 但同時增益也越大. 增益越大, 發射信號就會被放大得越強, 也就是可以傳更遠的距離!
波束傳輸主要的問題之一, 就是阻擋問題. 因為毫米波頻段頻率很高, 波長很短, 信號並不容易繞射, 再加上信號的傳輸是有方向性的, 一旦原本信號要傳送位置的方向被建築物或汽車等物體阻擋, 信號就很容易反射到別的方向, 而傳不到要傳送的位置. 也就是傳輸信號會因為阻擋而造成傳輸信號很大的衰減,使得接收端接收到信號變得很弱.
以5G毫米波手機來說, 拿手機的方式會因為使用情境的不同而不同, 例如拿直的講電話或是擺橫的玩手遊, 對於有方向性5G毫米波信號的傳輸, 會造成發射或接收信號被握手機的手阻擋到的問題.
目前5G毫米波解決阻擋問題的主要方法, 是透過波束的切換. 也就是在手機上下與兩側, 擺放多個陣列天線模組,
並透過偵測信號強度或是信號品質, 來決定手機用來接收信號的用哪一個天線模組,以確保接收信號的品質不會因為手部阻擋而變差.
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