Tyler （T）：大家好，歡迎來到TE Connectivity的播客「Connected World」。很高興大家收聽本期節目。今天我們將聚焦射頻技術：什麼是射頻技術？常見應用及主要趨勢是什麼？我們邀請了Amos Cheah，TE Connectivity研發與產品開發工程團隊的高級經理。Amos Cheah，謝謝你參加我們的節目。
Amos（A）：謝謝你的邀請。
T：我們非常期待你對本期主題的見解。我們先從最基本的層面開始吧。請解釋一下什麼是射頻技術，以及它為何重要。
A：沒問題。我想這樣來解釋。首先，我們先來了解射頻的定義。射頻代表無線電頻率。無線電頻率是指無線電波傳播到目的地的電磁頻率。其波段範圍大於人類耳朵的聽覺範圍，從20Khz可延伸至紅外線波段，約為300GHz。無線電波傳播速度與光速相同，可以在沒有空氣等任何媒介的情況下傳播。所謂RF（即射頻技術），通常是指無線電磁信號，是無線電子產品中的通信形式。射頻這一學科涵蓋電磁波產生、轉換、傳播和探測的物理定律。以James Clerk Maxwell之名命名的四個方程式為該學科奠定了基礎。
為什麼射頻技術對於無線通信至關重要？要理解其重要性，我們需認識到，電磁輻射的特性在於能將電路擴展到無線領域，因此，任何以不導電材料、機械運動、聲波甚至熱量為傳輸介質的事物都可將電能轉換為信息，且不依賴導電連接。
現在回到我們的問題上：為何電磁波比其他形式的無線通信更加普遍？換句話說，為何人們口中的無線幾乎等同於射頻或射頻技術？為什麼各種現象，例如我剛才所描述的現象，都涉及無線傳輸？有幾個原因，首先是靈活性。結合無線電路，EMR是電信號的一種延伸。時變重複電流會產生電磁場，無論你是否在倒帶。此外，電磁波是對原始信號交流成分的精確重定位。其次是速度。在交流耦合系統中，數據傳輸速率取決於信號表達變量關係的顯著程度。也就是說，即使在非常高的頻率下，電磁輻射（EMR）場譜也是一種實用的轉換介質，能使射頻系統實現非常高的傳輸速率。第三是傳輸距離，無線頻率與人們對遠距離通信的追求緊密相連。如果發射器距離很近，那麼使用電線通常更加簡便、成本更低。電磁信號作為一種帶有調製技術和接收電路的電磁波，能夠長距離地傳輸用戶信號。最後，無視線路徑要求。這點上能夠與EMR相媲美的無線通信媒介只有光。但光實際上是頻率非常高的電磁波，對視線有一定要求。而射頻通信無需清晰的視線範圍。
綜上概括為三點：首先，射頻是指在無直接電氣連接的兩個電路之間傳輸信息的電磁輻射，時變電流電壓產生以波形式運行的電磁能。所以，我們可以通過控制和解讀這種電波來實現信號的無線傳輸。為何電磁波或者說射頻在無線通信中佔據主導地位？因為這是除光以外的唯一替代方案。射頻的用途不止如此，低頻電波經過任何固體物體都不會消失。
T：太神奇了！謝謝你。射頻的常見應用有哪些？是否可用於Wi-Fi路由器或類似設備？能否為我們介紹下當前射頻技術的常用領域？
A：好的。很多行業的用例都會用到射頻技術，比如雷達系統、遠程控制、電視廣播、遠程監控、電腦、移動平臺，也包括手機、路由器，以及其他移動平臺。從智慧型手機、手機接收器到全球定位系統等，射頻意味著現代生活的未來。射頻技術十分獨特而又十分普遍，人們對此項技術大都習以為常，就像手機融入我們的日常生活中一樣。我們在短時間內取得這麼大的進步，著實令人驚嘆。人們對射頻技術的需求從未降低，世界各地的私營企業，甚至是政府機構都在使用這些設備，並競相推出射頻領域的創新技術和產品。
T：同意。射頻技術無處不在，而且非常重要。射頻技術發展的主要趨勢是什麼？你剛剛提到了創新。有哪些創新？
A：對於即將到來的5G革命，大家可能不會陌生，我想每個人都聽說過。我認為5G是即將出現的最大變化之一。可以肯定地說，5G網絡將會部署運行，消費者對移動通信速度和性能的期望將會有質的提高。隨著智慧型手機在全球各地逐步普及，全球用戶對數據的需求將繼續上升。但是，不到6 GHz的傳統帶寬根本無法應對這種挑戰。5G的頻率會上升到毫米波級，甚至超過20 GHz，有報導稱，5G的速度可達10 Gbps/秒。毫無疑問，5G將提供快如閃電的頻段覆蓋，這以前只用於軍事和衛星應用。因此，5G將使普通消費者享用到軍事和衛星級別的技術。5G也將帶動無線通信的發展，繼而提升虛擬實境設備的連接速度，助啟物聯網時代大門。無數家居用品、手持電子設備、可穿戴設備、機器人、傳感器、自動駕駛車輛等將形成一個網際網路，連接速度將得到飛躍式的提升。因而可以預見，射頻市場前景廣闊，行業未來需求旺盛，未來10年，我們將看到這個行業的巨大增長和創新。
T：的確如此。對於5G及其影響和挑戰等的相關討論已鋪天蓋地。5G的發展趨勢將對工程師們產生怎樣的影響？工程師們需要克服哪些5G挑戰？
A：在我們邁向5G標準的進程中，我們需要解決很多難題，例如提高數據速率、降低延遲、提高可靠性和安全性。我們當前使用的4G無線技術（LTE和LTE-Advanced）已經遍地開花。面對下一代無線技術5G，我們需根據新的標準為客戶提供超高速、低延遲技術支持。工程師如何掌握這其中的技術趨勢？其中的關鍵是什麼？答案因人而異。我個人認為實現5G的關鍵技術如下：首先是面向5G的新無線電標準。不同於LTE標準，5G採用3GPP標準定義。第二，中波（medium-wave）和三期天線（PhaseⅢ antenna）將成為通用標準。基於這種複雜性，我們需要兩個基線附加籤名的資料庫。第三，由於中波的存在，信號在空氣中損失會更大。多輸入多輸出技術（我們稱之為MIMO）將顯 著提升無線數據的傳輸速率和可靠性。第四，無線電接入網，即RAN或核心網。5G網絡架構將在哪些層面有別於傳統網絡架構？從技術角度來看，5G意味著更高頻率、更寬帶寬、更高的功率效率。因此，必須具備放大器，低噪音、超低數據交叉、層壓地板、低成本的組件也很重要，中波封裝也需要部署，還有超高速、低功率的交直流變換器。我們還需要寬帶天線，以及中波天線、高增益直接天線、通知天線。這些都需要部署到位並成為規範。
T：隨著射頻技術不斷發展，以及5G技術的全球普及，人們將如何看待射頻技術？以及在射頻技術發展過程中，我們將看到哪些變化？
A：在我看來，射頻技術和無線技術將成為5G技術的同義詞。5G是一條信息高速公路，能將數字轉型提升到新的高度，推動很多領域的革新，概括一下我認為將有重大進展的5個領域：首先是智能工廠。5G將在工業4.0中發揮關鍵作用，作為設備與物聯網之間的連接技術，5G將為智能工廠注入新活力。智能工廠更廣泛地使用由人工智慧和機器學習驅動的機器人，有利於推動工廠實時決策。並且使用機器人執行危險任務可以確保員工的健康和安全。智能工廠將增強現實（AR）和虛擬實境（VR）技術引入到培訓中，員工的學習和培訓會更加快捷和安全。
第二個領域是混合現實。速度和帶寬的提升有望推動AR和VR應用的大規模落地。再加上5G連接，我們很快就會看到混合現實的落地應用，從地圖、商業應用再到家電應用，我們將迎來真正的虛擬實境。結合5G技術，將AR和VR應用到汽車、手機，甚至是電腦屏幕上，AR和VR將成為日常生活的一部分。
第三個領域是自動駕駛汽車。5G助推自動駕駛汽車從實驗室走向實際生活是大勢所趨。其中，安全非常重要。由於所需的延遲時間短，目前只有5G技術可支持機器模仿人類。雖然5G不會一夜之間大範圍部署，但我相信，一旦5G成熟並得到普及，安全的自動化機器將獲得長遠發展，不僅包括汽車，卡車，甚至還有飛機等。
第四個領域是智慧城市。我們都知道，目前為止，城市還不算非常智能，雖然在一些領域實現了智能化，比如智能停車場、路燈，但想要持續顯著改善我們的日常生活，其連通性還有待提高。海量的數據需要4G網絡承載，導致網速降低。目前只有憑藉5G技術的超高速優勢，才能實現設備的快速連接。5G支持下，我相信智慧城市將會在全球普及。
第五是邊緣計算。邊緣計算允許儘可能接近源地處理數據。因為距離近，可更快處理，使自動駕駛汽車等設備更安全的行駛。隨著5G技術帶來高速、低延遲的數據傳輸，從智慧城市、智能工廠、智能環境，再到實時分析，邊緣計算的潛力將在廣泛應用中得到充分釋放。
T：射頻技術將在未來發揮巨大作用，而且隨著技術不斷發展，我們普遍認為射頻將在5G、自動駕駛汽車、智慧城市等應用發展中扮演重要角色。那麼射頻在人工智慧的發展和使用中扮演著什麼角色？
A：談到5G，射頻技術可以支持指數級的數據負載。獲得更多的數據量是人工智慧的關鍵因素。通過訪問豐富的數據，人工智慧將得到改進，進而提高5G的性能，增強安全性，減少擁堵，並實時解決問題。隨著5G和人工智慧融合發展，數據將比以往任何時候都更有價值。我認為射頻技術在當今世界的應用還不是很明顯。業餘時間，我喜歡看電影，尤其是科幻電影，包括漫威電影世界。在這些電影中，你可以看到人工智慧和射頻技術的完美合作，儘管有時並不現實。例如，在《鋼鐵俠》中，鋼鐵俠使用射頻技術與他的人工智慧助手賈維斯進行通信，確保在他穿著鋼鐵俠盔甲飛行的同時能夠收集信息以擊敗對手。這即使在未來也難以實現。但有了5G技術和即將到來的6G技術，迪士尼的未來世界將更加接近現實。
T：很棒。我很喜歡鋼鐵俠的例子，這是一種我之前從未想到的表達方式，可以讓人們更好地理解射頻技術，明白其作用。Amos，很高興今天有機會與你交流，了解射頻技術，也非常感謝你今天和我一起為大家介紹射頻技術。
A：客氣了。希望你們都能有所收穫。
T：確實，我今天學到了很多。感謝你加入Connected World。也非常感謝大家收聽TE Connectivity的播客Connected World。我們非常欣慰能為大家分享知識。請訂閱我們的Apple播客或Sportify，以便您直接從行動裝置上下載TE Connectivity的最新播客。更多精彩節目，敬請期待。我是主持人Tyler Kern。非常感謝您的聆聽。