5G時代下，通信設備如何突破EMC性能瓶頸？
5G 時代通信設備如何突破 EMC 性能瓶頸
RF 技術社區｜發佈時間：2025-08-05 17:17:53
// 引言
在 5G 技術快速發展並深入各行各業的今天，通信設備作為資訊傳輸的核心載體， 其電磁相容性（EMC）表現顯得格外關鍵。 EMC 指的是設備在複雜電磁環境下仍能穩定運作， 並且不對周邊設備造成不可接受的電磁干擾的能力。 然而，5G 時代在更高頻段、更大頻寬與更高資料傳輸速率等特性加持下， 也讓通信設備的 EMC 設計面臨前所未有的挑戰： 如何在有限空間內，同時兼顧高整合度、高性能與高抗干擾能力， 已成為產業迫切需要突破的瓶頸。
// 一、5G 特性帶來的 EMC 新挑戰
與前幾代行動通信技術相比，5G 在頻段與架構上有多項本質差異： 首先，5G 採用毫米波等更高頻段，信號波長更短、繞射能力變弱， 對天線設計與信號路徑提出更嚴苛要求； 同時，高頻意味著元件之間的電磁耦合更敏感、耦合途徑更多， 更容易產生複雜的電磁干擾。 其次，為了達成高速率與大容量，5G 大量採用大規模多輸入多輸出（MIMO）技術， 需要在有限空間中集成更多天線與射頻模組，直接放大了潛在干擾源的數量。 再加上 5G 設備部署場域橫跨都會叢林、偏遠鄉村、高溫高濕工業場景與家用環境， 使得設備必須在多變電磁環境下仍維持穩定 EMC 性能，挑戰極大。
// 二、影響通信設備 EMC 的關鍵因素
影響通信設備 EMC 表現的因素眾多，大致可從硬體設計與材料選擇兩大面向切入：
1. 硬體架構與佈局設計： 內部元件的佈局、關鍵線路的走向、接地方式等，都會直接左右電磁干擾的產生與傳播。 高頻線路若佈局不佳，容易輻射出電磁能量，干擾鄰近敏感電路； 而接地設計若不完善，接地阻抗偏高，就很難有效導走噪聲電流， 導致系統整體抗干擾能力下滑。
2. 遮罩與吸波材料的選用： 遮罩材料是阻擋外部干擾與防止內部輻射外洩的第一道防線。 若材料遮罩效能不足，或是設計未顧及遮罩完整性， 就容易形成「電磁洩漏縫隙」。 此外，吸波材料若沒有合理配置，也難以有效削弱腔體內的反射與駐波， EMC 整體表現就會打折扣。
// 三、突破 EMC 性能瓶頸的技術路徑
為了在 5G 時代突破 EMC 性能限制，產業界從硬體、材料到軟體演算法多管齊下， 形成一套較為完整的技術組合拳：
1. 硬體設計優化： 透過三維佈局技術，將不同功能模組分層配置，降低相互耦合。 對於高頻信號線，採用差分傳輸等技術，可有效抑制共模輻射。 在接地設計方面，引入多點接地、浮地等策略，降低接地阻抗， 強化對電磁干擾的抑制效果。
2. 新型遮罩與吸波材料： 納米複合材料等新一代遮罩介質兼具高導電與高磁損特性， 能在較薄厚度下提供優異的遮罩效果。 同時，合理佈局吸波材料，可降低設備腔體內反射與諧振， 有效削弱電磁干擾強度，打造更「乾淨」的電磁環境。
3. 智慧化軟體演算法： 自我調整功率控制演算法可依據即時通訊環境， 動態調整發射功率，避免不必要的高功率輻射。 進階信號處理與抗干擾演算法，也能在接收端提升對雜訊的容忍度， 在同樣的電磁環境下，獲得更穩定的通訊品質。
// 四、測試驗證與實際應用場景
EMC 測試驗證是保障設備量產後仍能達標的關鍵一環。 隨著 5G 技術發展，相關測試標準與項目也不斷更新， 除了傳統的輻射發射與抗擾度外，還納入大規模 MIMO 系統、 毫米波頻段等新場景的測試要求。
為了提升測試效率與準確性，業界逐漸導入多探頭測試系統， 能同步量測多天線表現，縮短測試時程。 同時，虛擬測試與電磁模擬技術被廣泛應用於設計前期， 在樣機出現之前就可預估 EMC 表現，提早發現問題、降低開發成本。
在實際應用端，5G 基站與終端設備所面臨的 EMC 挑戰也各不相同： 基站需在戶外複雜環境下維持高抗擾度， 因此採用多重金屬遮罩腔體、強化內部佈局與接地設計； 終端如智慧型手機與物聯網裝置則在體積極小、集成度極高的前提下， 透過高密度 PCB 設計、精細遮罩與吸波配置來守住 EMC 底線。 另一方面，建立電磁環境監測網路並加強對干擾源的管理， 也是保障整體系統可靠度的重要支撐。
// 總結
總結來說，5G 時代通信設備要想真正突破 EMC 性能瓶頸， 絕不是單一技術就能解決，而是一項橫跨 硬體設計、材料研發、軟體演算法、測試驗證與電磁環境管理 的系統工程。 只有透過不斷的技術創新與上下游協同合作， 持續提升設備的 EMC 表現，才能確保 5G 網路在各種應用場域中穩定可靠運作， 為社會提供高品質的通訊服務與數位基礎。