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輕薄短小,訊號照樣一把罩

97/07/09 瀏覽次數 19610
無線區域網路(wireless local area network, WLAN)是網路時代相當便利的發明。基地臺(access point, AP)天線發射的電磁波訊號可以直接感應電腦的無線網路卡,不用接線就能上網,甚至在行駛的汽車上也可以體驗隨時隨地的網路環境。

無線網路提供了隨時隨地上網的方便性,但如果能降低無線網路的天線成本、縮小體積,又不減損訊號強度,就更理想了。中山大學電機系翁金輅教授研究把天線「印」在玻璃纖維基板上的技術,提供了一種成本更低、寬度更小的高效能天線。

目前無線網路基地臺的天線大多使用「全向性」天線。翁教授說,在水平面上,全向型天線的訊號是 360 度輻射,短距離內訊號的變化小,沒有接收或發射訊號的死角,適合實際的應用。而他們的研究,是運用簡單、精確、成本低的印刷式天線來達成同樣的效果。

翁教授進一步解釋,「印刷式天線」不是真的用油墨「印」出來,而是用蝕刻機在微波基板上蝕刻出天線的形狀。研究團隊成員林軍毅指出,要做出印刷式天線得先讓微波基板曝光,然後依照形狀用化學藥品蝕刻完成天線形狀,即完成天線成品。

相較於其他種類的天線,在天線製造時,印刷式天線製造可以很方便地改變成任何形狀,甚至是不規則曲線,以滿足客戶的要求,而不降低任何使用性能。下面的玻璃纖維基板材料,也可替換為 PVC、PET-G、PET、ABS、PC、紙板等。

在使用上,印刷式天線的製造可較精確地調整電性能參數,使基板使用性能最佳化,也直接影響了訊號傳輸距離和訊號的穩定性。它可以分別與各種不同晶片配合,以達到最佳使用性能。此外,印刷式天線還可以透過局部改變線的寬度、改變晶片層的厚度等,精確調整到所需的目標值。

翁教授的研究團隊投入無線通訊天線設計領域的研究已經超過 10 年,「我們創造了『天線工程師』這個職業」,翁教授說。他們從 1999 年起設計的平面天線,已經獲得 22 項美國專利、120 項臺灣專利及3項中國專利,也應用在實際的商業產品中。博士生吳致賢說,如何設計出成本低廉、輕薄短小、能提供穩定訊號、適合多個頻率的天線,是他們正在進行的研究重點之一。

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  1. Kin-Lu Wong  (2003) Planar Antennas for Wireless Communications, John Wiley & Sons, New York, NY.
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