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理財

台灣攻低軌衛星 準備好了

經濟日報

更新於 2022年10月29日17:40 • 發布於 2022年10月29日17:20
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台灣投入太空科技始自於1990年代,在國科會下成立「國家太空科技發展長程計畫規劃小組」,擬定「太空三期計畫」,由國家太空中心負責執行,以發展衛星為主軸,逐步將台灣科技能量推往太空。在前兩期的計畫中,已奠定台灣的衛星科技基礎,也培育出相關人才,大部分以感測,如氣象衛星、科學實驗目的為主。

觀察台灣在太空科技發展的優勢,現階段低軌道衛星所用的Ka頻段在26.5至40GHz之間,與5G毫米波頻段有部分重疊;而目前台灣產業在5G的發展上,無論是半導體、晶片以及通訊天線陣列、基地台等方面,都已經相當成熟。這也代表著5G的生產製造、研發經驗及技術,都可以延伸應用到低軌衛星上。

低軌道衛星所需的相位陣列天線相對5G較大,因此地面終端接收效能至為關鍵,所幸地面終端的毫米波晶片與5G接近,晶片技術也都相仿,台灣半導體實力堅強,可以支撐這方面的開發,甚至可以賣到全世界,成為國際供應鏈的要角。

目前地面終端所需的重要元件,台灣皆能自主生產;而衛星與地面站的天線陣列、射頻晶片、通訊協定等,工研院也能自主研發製造;針對抗輻射電路設計與相關零組件設計,則已獲得台大、陽明交大等各校教授授權使用。現在積極建立低軌衛星技術最大目的是,期望未來台灣製造自己的低軌道衛星通訊系統時,無論技術、人才或是零組件全都可以國產化,都無須仰賴進口。

雖然台灣5G經驗相當豐富,晶片、系統設計與人才也俱全,然而低軌道通訊的環境和地面5G通訊畢竟是有所差異:有別於地面通訊500公尺至1公里的距離,低軌道衛星至少需達500公里的傳輸,訊號易衰減;低軌衛星轉速快,每秒可達7.4公里,僅90分鐘即可繞地球一圈,在如此高速移動下,往往會造成通訊的損失與偏移,需透過通訊系統的設計進行減輕與補償。

當初2020年團隊在開始投入研究時,太空中心多年來執行太空計畫,以發展衛星本體為主軸,已累積豐厚的人才與技術儲備,也無私傳授工研院通訊系統設計團隊相關的專業知識與技術,成為團隊研發衛星通訊技術時,突破困境的重要領航人。

無論從國家戰略或是商業競爭的角度來看,如今低軌道衛星已經進入戰國時代,台灣迫切需要備齊自主研發量能。過去台灣在資通訊領域的成功,多受惠於全球市場的標準化與開放架構,然而,現階段低軌道衛星通訊協定各家不一,尚無一致標準,是比較有挑戰的地方。因此,工研院除參考市面上現有的系統,也向有經驗的歐洲航太中心取經,將更進一步展開合作、授權。期望透過建構自有技術,鏈結國際標準,將衛星研發、製造的供應鏈留在台灣。

(作者是工研院資訊與通訊研究所所長)

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