陸教授淺談5G毫米波手機天線技術的發展示狀和將來的應用場景

　　近日，香港城大電子工程學系講座教授陸貴文教授榮獲英國皇家工程院院士榮銜，以表彰他在推進天線研究的卓越貢獻。他研發的天線由L形探針饋電微帶天線、磁電耦極天線，以致5G毫米波手機天線等技術，均在天線領域影響深遠。

　　陸教授說「身爲工程師，必須有遠見。」可以不斷研創和開發新的天線和技術，他認爲這有賴於工業界的緊密合做，透過與工業界接觸，至少知道工程業界將來八至十年的需求和趨勢，也回饋了不少創意理念，去推動天線研究，而不會閉門造車。

　　陸教授回憶道最初研究寬帶天線（wideband antenna）時，當時的微帶天線（microstrip antenna）帶寬很窄，只有2至3%，所以他們集中研究如何增長帶寬，令天線能夠接收多個頻道，所以研發了L形探針天線，讓其帶寬增至30%的同時還保持合理的輻射特性。

　　但當他與工業界接觸後，又發現原來單單增長天線的帶寬並不足夠，還要提高其餘指標，例如當天線射向前面時，後面的訊號要減弱，不然會影響後面其餘天線的訊號，因而他便再設法改良，並研發出了磁電偶極天線。

 

　　他又舉例說，全球將來立刻要採用的5G流動通信將是28GHz，屬毫米波的一種，這種毫米波手機天線技術的載波頻率比3G及4G高10倍，好處是因爲載波頻率愈高，有效帶寬也愈大。但業界須要一些相控陣（phase array）的天線安裝在手機裏，由於目前集成電路（IC）發射的能量不高，以及毫米波易被空氣吸取，因此若要訊號射程遠，便須要採用高增益的天線，但高增益的天線只能集中朝某一個方向發射，因爲手機用戶不會只固定在某一方位，而是多方位移動，所以手機天線便要像雷達般不停掃描，以便與發射器聯繫，這即是相控陣天線的做用。而如何令手機上相控陣天線的掃描角度夠廣闊，是將來天線發展要克服的難題之一。

　　隨着5G通信即未來臨，討論5G毫米波手機天線技術的人也隨之增長。但其實對於陸教授與電子工程學系的同事而言，他們早在十年前已經開始研究相關的毫米波天線技術。此外，他與毫米波國家重點實驗室其餘成員已掌握的太赫茲技術，將可爲將來通信做更多貢獻。

　　陸教授說：「個人事業在香港城大得以發展、研究成果得到國際學術界關注，這些都離不開大學的支持。電子工程學系系主任彭慧芝講座教授、毫米波國家重點實驗室主任陳志豪講座教授等同事，以及多位前任及現任電子工程學系教授亦一直支持我。」

　　陸教授說：「將來的天線不但要求更大帶寬，還需有其餘特色，例如多輸入多輸出(意思是不僅是一條天線接收訊號，而是多條天線，再挑選訊號最強的那一條）、相控陣與天線小型化。」陸教授近期的研究計劃包括非金屬天線、透明天線、水天線與3D天線，均爲無線通訊開創新方向。

　　陸教授表示，從事研究的工程師總但願爲迫切的問題找出嶄新解決方案。除了5G毫米波手機天線技術的研究，他仍會繼續不斷鑽研天線，但但願把重點將從通信轉到醫藥。

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