臺灣博碩士論文加值系統

無線能量傳輸具有不受距離及障礙物影響的優點，因此其應用的層面非常廣泛，目前利用無線能量傳輸技術的應用主要是應用在太空太陽能發電上，但因其建造的成本過大、發展時間冗長，所以在實用性上有所受限。經過仔細的評估，我們發現不管在何種方面，感測器的需求是很大的，且感測器所需的能量小，若能使感測器具有無線能量傳輸的功能，其應用層面將是最廣泛的。
目前以低溫共燒陶瓷（Low Temperature Cofired Ceramic, LTCC）技術為主的基板構裝整合技術，因內藏被動元件基板製程可降低模組的製作成本、減少元件的銲點數目，所以具有系統整合、降低成本的優勢。本研究將把無線能量傳輸系統設計於低溫共燒陶瓷上，並與以低溫共燒陶瓷封裝的微感測器做一結合，完成具無線能量傳輸功能感測器整體的封裝設計。本論文研究方向則針對在低溫共燒陶瓷上無線能量傳輸裝置提出不同的封裝設計，及對於不同感測器與無線能量傳輸模組的整合設計。
本文完成了5.8GHz無線能量傳輸系統於低溫共燒陶瓷的封裝設計，包括了天線及內埋元件的設計，有別於現今相關研究皆以印刷電路板設計的方式，另外，此一新的設計並結合同樣以低溫共燒陶瓷封裝的微感測器完成了無線感測器的封裝，其可傳輸的距離也較以線圈電磁感應的傳送方式來的更遠，另一方面也提出了運用智慧型天線的概念，使得無線能量傳輸具有自動對準的功能，使其傳輸更有效率。

Wireless Power Transmission (WPT) which can be transmitted in any distance, and through the obstacle, so it has widely applications. At present, wireless power transmission used in Solar Power Satellite (SPS), but it has large cost, and has long time to build up. Besides, we find the sensors have large need, and they only have low power to work. If the sensors have the function of wireless power transmission, they can be used in anywhere, and provide more applications.
Recently, LTCC (Low Temperature Co-Fired Ceramic) Technology has great development. It not only save the capital, but integrate the system, so the thesis will use LTCC to design wireless power transmission system and packaged with sensors.
In the end, we finished 5.8GHz wireless power transmission system design based on LTCC, included antenna and embedded component design. It is different from the original design using PCB (printed circuit board). The result, the way of this power transmission has higher efficiency then the way of coil (loop antenna) power transmission in the same distance.

中文摘要 ………………………………………………………………Ⅰ
英文摘要 ………………………………………………………………Ⅱ
目錄 ……………………………………………………………………Ⅲ
表目錄 …………………………………………………………………Ⅴ
圖目錄 …………………………………………………………………Ⅵ
第一章 緒論 …………………………………………………………1
1-1 無線能量傳輸簡介 ……………………………………………1
1-2 低溫共燒陶瓷簡介 ……………………………………………2
1-3 研究動機與方向 ………………………………………………3
1-4 本文內容架構 …………………………………………………4
第二章 文獻回顧及理論介紹 ………………………………………8
2-1 文獻回顧 ………………………………………………………8
2-1-1 無線能量傳輸相關文獻 …………………………………8
2-1-2 低溫共燒陶瓷相關文獻 …………………………………9
2-2 無線能量傳輸理論介紹 ………………………………………10
第三章 無線能量傳輸系統設計 ……………………………………17
3-1 簡介 ……………………………………………………………17
3-2 智慧型天線 ……………………………………………………18
3-3 整流二極體 ……………………………………………………20
3-3-1 二極體理論介紹 …………………………………………20
3-3-2 Schottky二極體 …………………………………………22
3-4 匹配電路設計 …………………………………………………23
3-4-1 匹配理論 …………………………………………………23
3-4-2 匹配設計 …………………………………………………27
3-5 印刷電路板實作例 ……………………………………………29
第四章 低溫共燒陶瓷元件設計與模擬 ……………………………50
4-1 簡介 ……………………………………………………………50
4-2 低溫共燒陶瓷的優勢及應用 …………………………………50
4-3 模擬工具介紹 …………………………………………………51
4-4 元件設計 ………………………………………………………52
4-4-1 天線設計 …………………………………………………52
4-4-2 電感設計 …………………………………………………53
4-4-3 電容設計 …………………………………………………54
4-5 模擬結果與討論 ………………………………………………55
第五章 低溫共燒陶瓷封裝佈局設計 ………………………………67
5-1 簡介 ……………………………………………………………67
5-2 無線能量傳輸系統封裝設計 …………………………………67
5-3 低溫共燒陶瓷封裝之感測器介紹 ……………………………68
5-4 無線感測器封裝設計實例 ……………………………………70
第六章 結論與未來研究方向 ………………………………………82
6-1 結論 ……………………………………………………………82
6-2 未來研究方向 …………………………………………………83
參考文獻 ………………………………………………………………84

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