指導老師：許正興 言講者 ：張尹馨 組員 ：盧珈汶

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1 指導老師：許正興 言講者 ：張尹馨 組員 ：盧珈汶
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
﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌ ﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏ 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）：
（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 1/2Nd2O3+1/2CoO+1/2TiO2→Nd(Co1/2 Ti1/2)O3
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%）

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7 最佳結果-NCT 純NCT NCT摻雜 ZnO 0.5wt% 燒結溫度(4hrs) 1440℃ 1350℃ Dielectric
constant 27 Qxf 140000(GHz) 147000(GHz) τf -46ppm/℃ -30ppm/℃

8 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 材料 FR4 NCT 厚度 0.8mm
介電值 4.4 27 來源 材料行 自製 製作方法 使用曝光技術，再將光阻洗去 使用網印技術將模型印上

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

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

11 軟體模擬-FR4 （改變GAP大小） S11 單位mil

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

13 P6之SMITH CHART 『 』

14 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）

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

16 NCT-SMITH CHART 『 』

17 模擬結果比較： 面積相差約11.25倍 2000mil≒50.3mm

18 NCT成品圖

19 測量結果 S11 △f=4.2MHZ ↓ ＿＿＿＿＿ dB→

20 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 ﹏﹏

21 感謝評審委員 耐心聽完我的報告