我們使用無線傳播，可是很少人會問到底是如何傳播的，這就說來話長，我們其實是用電磁波傳播訊息的，電磁波當然是看不見的，所以它在空氣中傳播時我們是無從看見的。但是電磁波有一個特點，要將它傳送或接收都要透過一個玩意兒，那就是天線。
我們的手機裡就有一個天線，可以發射電磁波，也可以接收電磁波。我們的汽車上也有這種天線，我們有的時候看到電視台來採訪新聞時，記者拍了影片以後，會用他們專用的SNG車，車上一定有一個天線，這個天線就可以把他們的影片打到位在太空的衛星上。俄國總統的座車向來裝了一個天線，沒有人搞清楚這個天線是做什麼用的。有人說這個天線可以用來發射飛彈，不過在我看來，這不過就是裝神弄鬼而已，實在沒有這個必要。
天線的設計一直是一個相當難的工作，因為這裡面牽涉到了電磁學，而要學好電磁學，不僅物理要好，而且數學也要好。我有的時候在高鐵上看到年輕的工程師在一張紙上解一個微分方程，我每次問他是不是設計天線的，每次都被我猜中。需要在高鐵上解微分方程的人，大概都是設計天線的人。
今天我要介紹的是所謂基地台的天線，我們在任何地方如果要使用手機，手機的訊號是要送到附近的一個基地台。對手機而言，它收到的訊號只有一個，它發出的訊號也只有一個。可是基地台就不一樣了，基地台可能同時收到一千多個來自不同手機的訊號，也要同時發出一千多個訊號，所以基地台的天線設計就因此困難很多。
基地台的天線和一般天線最大的不同是，它並不是對準了某一個特定方向，它必須對任何方向都要發射訊號，所以基地台的天線一共有三組，每組所發射的訊號區域的角度是120度，每一組天線內部會整合超過數十個天線單元，透過複雜的控制電路，發射出精準的天線訊號。問題在於每一組訊號不能夠干擾到另一組的訊號，但是每一組的訊號和另外一組的訊號在邊界上是靠得非常之近的，因為兩組訊號的邊界要是有空隙的話，有一些手機的訊號，基地台就接收不到了。這個基地台天線設計的困難度就在這裡。我們要使三個區域幾乎都涵蓋了整個空間，可是這三個區域是絕對不能碰到了，碰到了就不堪設想。下面這個圖就是要來解釋這一點。
從這張圖我們可以看出來基地台天線有多難製造，因為我們要使得天線發射的範圍非常準確是要有很大學問的。值得我們高興的是，台灣已經有一家公司可以製造基地台天線，而且也已經外銷到國外去。
目前先進國家最高級的基地台天線的頻率範圍可同時涵蓋0.7~1GHz與1.7GHz~2.7GHz，1GHz意思就是訊號在一秒鐘內振動10億次，這個範圍已經可以涵蓋了9成的手機通訊時的所使用的頻率。而我們基地台天線的頻率是0.7~1GHz與1.7GHz~2.2GHz，還無法支援到一些新的頻譜，可是在實驗室裡頭已經有一個天線的頻率是到達了2.7GHz。至於距離可以商用，仍待努力。
要製造基地台天線，我們面臨很多的困難：
(1)先前所述，三組天線不能互相干擾，又要涵蓋全部的空間。
(2)絕對不能有任何雜訊。也許大家不知道，只要焊接得不好，雜訊就出來了。
(3)功率要夠大，但體積又不能太大。
(4)必須絕對地穩定，颳風下雨都不能影響基地台天線的功能。
(5)這是工藝級的產品，生產人員要具有工匠的素質，必須長時間培養。
(6)多頻段必須作在一支天線內，技術更是困難。
天線的研究是相當重要的，尤其在軍事上，這就更加重要。我們如果要能設計非常好的天線，除了學問以外，經驗當然也是極為重要。這家公司能夠有這種基地台天線足足花了七年功夫，這個七年功夫有其必要，如果不花這個七年功夫，就只好向外國買技術。雖然也許可以立刻有一個天線，可是我們沒有關鍵性技術，這種天線過了不久就會被淘汰掉。我們國家有這種公司，表示我們國家的工業已在轉型，我們不是一個只講究生產的國家，我們的公司慢慢地都有相當好的研發能力，也慢慢地握有關鍵性技術，值得我們高興也。