新興的5G功能超越人們先前想像，正在改變消費者和工業的通訊能力。大多數設計工程師意識到，廣泛的5G部署和整合，需要專門的元件來實現所需的網路速度、強度和可靠性。幾十年來一直在設計天線和微型連接器的供應商Molex莫仕也針對5G應用來調整設計、測試和製造方法，以實現元件的最佳化。

如今5G元件需要支援超過30 GHz的毫米波（mmWave）頻率，遠遠超過傳統網路的6 GHz以下頻率要求。此項改變需要靈敏度極佳的微型連接器和天線，因此大多數的5G元件需要通過先進的模擬設計初期開發階段，即使尺寸出現十分之一毫米的差異，也會使效能產生巨大變動。此外，為了應對更高水準的大氣損耗和潛在的輻射排，審慎的測試是必要的。

Molex莫仕設計和製造流程已經發展到涵蓋先進的模擬程序和測試功能，協助公司的元件產品應對5G應用。要開發尖端的5G元件，必需結合強大的測試系統、簡化的設計流程、長期積累的專業知識和企業內部的協作。

投資測試基礎設施

參與製造5G元件的企業需要先進的測試設施來測量波束成形、輻射發射、高增益天線、低損耗和高頻連接器等方面的效能。測試室的種類繁多，但毫米波測試系統需要超高精度的定位器，以評測5G應用中存在的各種頻率以及輻射輸出的細微變化。在理想情況下，測試室應該是全頻譜的，以避免需要多個測試室。

由於需要具有低損耗和高精度的測試元件，毫米波測試系統比低頻測試系統昂貴得多。舊式的測試室太大，其電纜系統加劇了毫米波測試的路徑損耗和能量損耗。最新的向量網路分析儀是進行毫米波的較高頻測量的必然要求。

圖一 : 5G元件設計過程通常是迭代進行的，需要根據測試結果進行多次重新配置。

企業內部缺乏毫米波測試能力的製造商通常依賴外部測試機構，然而，5G元件設計過程通常是迭代進行的，需要根據測試結果進行多次重新配置。使用公司內部測試系統可以實現更加順暢且高效的設計流程。

需要全新設計流程

圖二 : 天線產品的第一次迭代都必須採用模擬設計，並直接根據這些模型製作原型。

在天線設計採用毫米波技術之前，製造商可以在工作臺上開發天線與設備的模型，或者使用早期的原型產品，將天線以人工內置到設備中。但是對於頻率要求更高的設計，天線體積是如此的小，而且尺寸非常重要，所以天線產品的第一次迭代都必須採用模擬設計，並直接根據這些模型製作原型。此外，在考慮如何設計和整合到設備中時，從單極或偶極天線過渡到陣列天線（可實現更高的增益水準）也具有挑戰性。

製造商需增進知識以適應5G元件的全新設計和測試流程。如今，設計人員會在模擬器中建立元件模型，並在軟體中執行邏輯運算和運作測試。一旦完成這些工作，就會製造樣品並通過測試系統來驗證模擬器的效能。如果公司擁有內部測試系統，設計人員可以在模擬器中快速修改設計並再次嘗試，不必等待外部測試機構的結果。

測試專業技術必不可少

重新配置設計流程和獲得內部測試系統僅僅是開端，要簡化並最大限度提高5G測試能力需要時間和現有的專業知識，而這正是Molex莫仕等技術早期採用廠商多年來一直關注的問題。毫米波元件的測試過程非常敏感，設置測試需要非常謹慎小心，所有連接器都必須調整到適當的水準，並需要精密的工具來確認一切設置正確無誤。像Molex莫仕這樣擁有更豐富經驗的測試運作廠商已經確定了實現精確度的特定方法，例如使用雷射定位進行測試。

設計和測試相容5G的微型連接器為製造商帶來了一系列挑戰。我們需要更加複雜的5G連接器解決方案，與5G和舊有LTE網路技術的搭配時必須滿足更多的測試規範。連接器必須能夠在各種條件下運作，這就有可能產生輻射，因此必須在系統中進行設計和測試。

擁有專家團隊的製造商通常可讓這些團隊合作，一起加強連接器和天線的設計和測試方式，使其在5G條件下共同發揮作用。許多5G參與者（例如行動終端OEM和整合商）會要求策略合作廠商有能力設計達到協調運作的天線和互連裝置。

結語

Molex莫仕不斷調整天線和微型連接器設計、測試和製造方法，以針對5G應用改良這些元件。Molex莫仕早期便開始投資毫米波測試技術，當其他公司仍然依賴外部測試機構時，Molex莫仕已簡化5G測試流程，並從公司內部新設計的迭代運作獲得許多優勢；並借助微型連接器和天線團隊之間的合作來進一步增強5G功能。經由專業技術團隊密切合作，以確保客戶的解決方案在5G環境中完善運作。

（本文作者Tim Gagnon為Molex莫仕汽車和商用車業務開發經理）