一、背景說明
天線分集特性是包含5G與許多新近推出的無線通訊標準藉以達成高頻寬效能的關鍵技術之一。利用同一平台上的不同天線間，因場型、極化或天線位置不同所產生的分集特性(Antenna Diversity)，使通訊裝置能夠降低多重路徑干涉(Multipath Fading)對通訊品質的干擾，或是利用天線分集形成多個獨立或是關聯度低的通道，以使用多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output)技術傳輸，提升通訊效能。
由於5G行動通訊對於傳輸速率大幅度提升的要求。除了將載波頻率提高至如28 GHz的毫米波頻段外，室內傳播環境也變成重要的應用情境。這些改變對於傳統的多天線設計要求，例如高輻射效率、高隔離度、尺寸微型化等規格，又增添了新的挑戰。而除了天線性能需求之外，消費者意識的提高，也產生了對天線外觀的要求，例如行動端的天線要配合金屬機殼的使用，也要針對窄邊框的顯示器，提出可兼顧效能與外觀要求的設計。
現今通訊產業在進行產品設計時，已能理解天線是產品達成無線傳輸效能不可或缺的元件，但行動裝置除了持續追求更小的尺寸、更大的操作頻寬、更佳的輻射效率外，必須要引入具突破性的性能特點，始能提升天線產品的價值，也才有機會讓天線成為產品研發流程中的一個主題。因此本課程將介紹多天線架構，天線重置技術，以達成藉多樣化的天線分集特性，支援5G行動通訊的高傳輸效能需求。
二、主要達成之目標
- 以模組化的結構建構行動終端5G多天線系統的核心技術、與技術產業應用發展所需要的課程模組，該課程技術內涵可應用於行動通訊、物聯網、感測器網路等產業。
- 由天線設計原理切入，介紹多天線系統的相關技術；學生將學習天線分集技術與MIMO多輸入多輸出技術的天線與傳播環境需求、天線分集效能的評估參數及其物理意義、多天線系統的設計技巧。讓學生有一個系統性的了解5G多天線系統與射頻模組的基本智能，由基礎的觀念、應用的範疇為起始點，以技術發展所需的技能為本，達到基本技能的培養，模組化的課程有利於學生區隔技術發展的方向，依各課程模組的內涵進行深入學習。
- 導入產業的實務經驗，各模組課程希望由產業講師擔任主要的授課工作，而由課程的教授協助理論部分的補充，猶如傳統教學教學中，教師為主、業師為輔的翻轉教學，讓實務來帶領理論基礎的建構。
- 進一步讓學生了解微型化行動終端多天線設計的基本觀念，作為未來導入大數據與AI進入通訊系統時，微型化的類智慧型天線應有的需求特性。
三、課程大綱
| 課程綱要 |
實驗項目 |
| (1)天線指向性與微型天線基本觀念
課程內容包含：
1. 天線輻射基本概念
2. 重要天線參數
3. 天線微型化技巧
4. 微型化天線的物理限制
5. 指向性天線設計技巧 |
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| (2)天線耦合與天線分集種類
課程內容包含：
1. 天線耦合機制
2. 天線耦合評估方式
3. 天線解耦合技巧
4. 天線分集種類
5. 緊湊式分集天線設計技巧 |
(1)手機平台分集多天線模擬
實驗內容包含：
1. HFSS電磁模擬軟體教學
2. 分集多天線模擬模型建置
3. 分集多天線效能模擬與分析
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| (3)天線特性可重置技術
課程內容包含：
1. 何謂特性可重置天線
2. 特性可重置天線需求
3. 電控天線特性重置機制
4. 可重置天線設計 |
(2)分集多天線製作實驗
實驗內容包含：
1. 分集多天線設計輸出
2. 分集多天線製作
3. 饋入天線製作
4. 天線匹配量測 |
| (4)行動裝置射頻模組架構與微型化設計
課程內容包含：
1. 5G終端被動射頻電路與規格需求
2. 5G終端主動射頻電路與規格需求
3. 射頻電路微型化技巧 |
(3)分集多天線場型量測與ECC評估實驗
實驗內容包含：
1.天線場型量測
2.天線場型輸出
3.天線關聯係數ECC計算 |
| (5)整合射頻電路之天線設計
課程內容包含：
1. 濾波器與天線的整合設計
2. 放大器與天線的整合設計
3. 雙工器與天線的整合設計 |
(4)整合射頻電路之天線模擬
實驗內容包含：
1.濾波器HFSS電路模型建置
2.濾波器效能模擬分析
3.結合濾波器的天線效能模擬分析 |
四、團隊成員
主持教師：廖文照
參與教師：林信標、馬自莊、朱輝南
