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國立聯合大學 電機工程學系 專題報告

國立聯合大學 電機工程學系 專題報告. 指導老師：許正興 言講者 ：張尹馨 組員 ：盧珈汶. 專題報告. ﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌ ﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌ ﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏ ﹏﹏﹏﹏﹏﹏. Fabrication and Application of Microwave Dielectric Ceramics 實驗目的： 探討高介電材料對微波元件尺寸的影響 什麼是陶瓷介電材料 判別方法 陶瓷材料介紹 陶瓷基板製作流程圖 NCT 之最佳結果 微帶天線之研製. 什麼是陶瓷介電材料.

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國立聯合大學 電機工程學系 專題報告

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  1. 國立聯合大學電機工程學系專題報告 指導老師：許正興 言講者 ：張尹馨 組員 ：盧珈汶

  2. 專題報告 ﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌ ﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏ Fabrication and Application of Microwave Dielectric Ceramics 實驗目的：探討高介電材料對微波元件尺寸的影響 • 什麼是陶瓷介電材料 • 判別方法 • 陶瓷材料介紹 • 陶瓷基板製作流程圖 • NCT之最佳結果 • 微帶天線之研製

  3. 什麼是陶瓷介電材料 • 陶瓷材料是一種經過高溫處理成為緻密化的非金屬無機材料。而利用化學及物理方式控 制其結構的組成產生不同的特性。 • 陶瓷材料的結構會因為電場影響產生極化。 • 陶瓷介電材料因高介電係數、高品質因數及低頻率溫度係數使體積小，重量輕可以直接裝置在微波電路上。

  4. 判別方法 • 介電係數（εγ）： 越高越好，介電係數↑，共振尺吋↓，一般以30為佳。 • 品質因數（Q）： 共振器內電磁能之儲存與散失的比值，Q↑表示電磁能儲存越大。 （tanδ=1/Q，tanδ為介電損耗，∴Q↑，tanδ↓） • 頻率溫度係數（τγ）： 為一頻率隨溫度變化而改變之係數。 τγ ↓則頻率漂移量越低，且可穩定共振頻率（±20ppm/℃)

  5. 陶瓷材料介紹-NCT • 目標材料Nd(Co1/2 Ti1/2)O3 • 化學式: 1/2Nd2O3+1/2CoO+1/2TiO2→Nd(Co1/2 Ti1/2)O3 • 透過相關文獻知用ZnO作為燒結促進劑，可降低燒結溫度。故添加ZnO來探討其對電特性與燒結之關係 （Doping 比例: 0.5wt% , 1wt% , 2wt%）

  6. 最佳結果-NCT

  7. 微帶天線之研製 • 設計微帶天線在1.9GHZ頻段（手機系統） • 使用軟體IE3D、AutoCAD • 差異

  8. 軟體模擬-FR4（A series改變GAP位置） S11 ←1.875GHZ 單位mil

  9. 軟體模擬-FR4 (B series改變饋入線位置) S11 1.879GHZ 單位mil

  10. 軟體模擬-FR4 （改變GAP大小） S11 單位mil

  11. 模擬軟體-FR4 (P series將基準點往上移) S11 1.891GHZ -23.94dB→

  12. P6之SMITH CHART 『 』

  13. 總結 • 由A series和B series比較GAP和饋入線不要距離太遠較好,損失較小。 • C1、D1比較發現GAP的L值越大Lose較小但是中心頻率向左移（降低）。 • A2、B1差不多 、但B1整體而言較佳，所以GAP之W值小一點較佳。 • P series 將饋入線和GAP往上移，並將GAP大小則中,取W＝30，L＝450發現其lose小，在觀察SMITH CHART發現P6阻抗較匹配，便選擇P6實作。（單位mil）

  14. 軟體模擬-NCT S11 1.889GHZ -24.04dB→ 單位mm

  15. NCT-SMITH CHART 『 』

  16. 模擬結果比較： 面積相差約11.25倍 2000mil≒50.3mm

  17. NCT成品圖

  18. 測量結果 S11 △f=4.2MHZ ↓ ＿＿＿＿＿ -21.484dB→

  19. 結論 在這次專題中使用陶瓷高介電係數之材料確實縮小天線的大小 ﹏﹏

  20. 感謝評審委員 耐心聽完我的報告

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