專題指導 - 電機工程學系 - 理工學院 - 天主教輔仁大學

專題指導

5G 移動網絡和物網（IoT）是射頻及微波行業的兩大熱點話題。在此類應用領域取得新的進展需大幅提升數據傳輸速率，還需在源電子掃描陣列（AESA）、相控陣天線，及多輸入多輸出（MIMO）等技術取得重大突破。隨著 5G 商用加速，毫米波技術應用市場亦逐漸被打開，商用毫米波雷達，應用於車用 / 海空領域，包括輔助駕駛、自駕車 / 無人載具等。在軍用毫米波 / 微波雷達應用上，以飛彈、戰機、軍艦、無人載具等。

專題實驗方向

10G 測速測距雷達
23G及77G 毫米波車用雷達感測器
MIMO 醫療IOT及智慧認知毫米波雷達
PATCH天線製作與量測
5G通訊MIMO信號模擬
物聯醫療微量注液機 (Iot Syringe pump)
以藍牙規格構築智慧家庭系統

* 10GHz 測速測距雷達: 感謝工研院資通所工程師協助指導「5G」的圖片搜尋結果

* 77GHz毫米波MIMO雷達應用: 感謝萬旭電業工程師協助指導

* 第五代通訊信號模擬: 感謝工研院資通所工程師協助指導

* 物聯醫療微量注液機 (Iot Syringe pump), 以藍牙規格構築智慧家庭系統: 感謝系友協助指導

研究方向:

天線製作(萬旭科技、自強基金合作)
車用MIMO雷達系統(全科科技合作): 應用於主動車距控制巡航系統、緩解撞擊剎車系統、盲點偵測系統、停車輔助及碰撞預防系統
AI/IOT 感知雷達 (Cognitive Radar)
通訊理論模擬(C-Progarming、Matlab)

– 正交分頻多工存取(OFDMA)、單載波分頻多工存取(SC-FDMA)
– 決策回授等化、干擾消除、多用戶偵測、多輸入多輸出天線系統(MIMO)

實驗設備: 通訊實驗室

TI minimeter Automative Radar

毫米波(mmWave)已成為當今產業各界爭相競逐的新技術，無論是通訊、汽車、無人機、工業或醫療領域，皆有許多廠商積極投入研發，以發揮其短波長、高頻寬、高分辨率、高指向性、天線尺寸小、精準度高等特性，開創新的應用。毫米波主要可滿足業界在數據傳輸與通訊，以及感測方面的應用，如全球發展的5G 通訊，即仰賴毫米波高頻寬特性來達到10Gbit/s的傳輸率；而毫米波雷達感測器，更是實現自駕車不可或缺的關鍵元件。2018 年主流自駕車ADAS 應用大多採取雷達與攝影機感測器的整合方案，提供短、中距離的行車監控。用於汽車緊急煞車、自我調整巡航控制和自動高速行駛。用於超短距和短距雷達，包括盲區監視、車尾碰撞避免/告警、變換車道輔助、行人/自行車檢測、避免碰撞、十字路口交通提醒、360º全景和停車輔助。也可實現乘車人員檢測、人體感測器、車內手勢識別和駕駛監視等應用中的接近感測。此外，在智慧工業和自動化領域，也愈來愈多導入毫米波感測器。

人工智慧的雷達遙感(認知雷達概念): 雷達目標識別技術是人工智慧在裝備領域的重要應用，隨著人工智慧技術的發展，雷達識別也在不斷進步，從模式識別、機器學習到近年來的發展迅猛的深度學習、遷移學習等在雷達識別中都有較多研究成果。傳統目標識別存在的主要問題是按照預先設定的識別模式工作，不具備隨目標和環境變化而自動改變識別模式的能力，對目和環境的適應能力不足。面對日益複雜的環境及密集雜波、多目標背景等挑戰，為滿足當前特別是未來需求，識別技術必須進一步創新發展以不斷提升識別模式、識別性能，才能適應日益複雜的環境。我們正發展感知毫米波雷達以建構居家安控IOT 系統，以毫米波雷達做為居家安控系統的感測器，將感測器偵測到的資料送回MCU 運算，透過MCU 去解析居家安全狀況。

5G通訊MIMO信號模擬

5G新無線接取高彈性開發驗證平台圖.png — 5G新無線接取高彈性開發驗證平台圖

面對第五代移動通信世代（5G）的來臨與進入商用階段，因高頻寬、高密度、及低延遲等優良特性，可乘載智慧物聯多元應用服務，帶動高品質視聽娛樂、智慧醫療、智慧工廠、自駕車、無人機、智慧城市等各種創新應用，已成為近期世界各國的重點發展項目。本系為協助學生及業界更快掌握5G技術特性，加速各種應用實作與發展，特別採購工研院第五代行動通訊新無線接取開發驗證平台。工研院第五代行動通訊新無線接取開發驗證平台是針對第五代行動通訊新無線接取通訊系統開發、通道探測(Channel Sounding)與毫米波射頻前端量測所自行開發的高彈性研發、量測與驗證平台。硬體採用FPGA+DSP + 中頻模組，配合 Matlab CAD 系統開發模擬軟體，以實現 5G New Radio(NR) sub-6GHz通訊系統開發與通道探測。同時，透過通用SMA接頭外加毫米波射頻收發器(mmWave RF Transceiver)模組或升/降頻儀器升/降頻至毫米波頻段，即可進一步實現 5G NR毫米波相關通訊系統、通道探測(Channel Sounding)之研發、與毫米波射頻前端晶片與模組之量測

5G新無線接取高彈性開發驗證平台介紹（PDF）

5G開發驗證平台-5G Platform

UTUBE:

微帶貼片天線製作與模擬

微帶貼片天線優點是體積小，質量輕，低剖面，製造簡單，成本低，易集成，容易實現雙頻、多頻段工作等，使得工作在100 MHz~50 GHz頻率範圍內的微帶天線常用於衛星通信、指揮和控制系統、飛彈遙測、武器引信、環境檢測等。

用於天線設計的ANSYS HFSS: ANSYS HFSS是面向高頻及高速電子元件的行業領先3D電磁（EM）模擬工具。本文將以天線或其它相關結構為重點，主要介紹幾種與天線有關的應用。HFSS運用多種模擬技術和強大的自動化自我調整網格加密功能提供一流標準的精確度，能夠説明天線設計人員克服時刻面臨的挑戰，即在越來越小的封裝中為越來越多的頻段設計天線。面臨這些額外的技術挑戰，加上不斷縮短的上市時間，使用HFSS的模擬已成為天線設計和集成工藝的必備環節。