整合在基板上的超小型天線

2011/02/09 | 未分類 |

Original publish date:May 26, 2004

編輯 Tzu-Ming Lu 報導

University of Florida的研究人員成功地製造出與射頻積體電路(RFIC)整合在單一基板上的超小型天線,長度僅有2mm,有效通訊距離可達到5m。

過去天線無法與射頻積體電路部份整合在一起,所以需要額外的傳輸線與複雜的封裝,整個系統的體積較大,成本也較高。University of Florida的研究人員使用CMOS製程,在矽基板上,處理單元的旁邊,做了一個長度僅有2mm的天線,實際測試後的確能夠在24GHz的操作頻率下,讓最遠相距5m的兩個晶片互相通訊。

研究人員同時測量了天線在不同環境不同距離下的增益及場型。其場型與標準雙極天線(dipole antenna)類似;在各個環境中增益也與理論類似,與距離的平方成反比,不過在像是走廊這種較小的空間中,則受到多重路徑(multipth)影響較大。

將天線與處理單元整合在單一晶片上,使得當初科學家所提出的“智慧塵計畫”(The Smart Dust Project)朝真正實現邁進了一大步。在“智慧塵計畫”中,包括感測單元、計算處理單元、通訊單元及電源都被整合在一個1mm3大小的顆粒裡,可以完成許多特別的任務,例如國防偵測、記錄鳥類移動、環境條件監控、倉儲管理等。

研究人員之一Kenneth O教授表示,下一步的研究目標是要將控制無線電頻率的晶體振盪器(Crystal Oscillator)微型化,最終目標則是讓整個系統的成本能夠低至每個一美元以下。

參考論文:

(1) O, K. K. et al. IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, 2004, 25, 196-198.
(2) Pister, K. et al. Computer, 2001, 1, 44-51.

參考來源:

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