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電弧爐負載於電力系統衍生之電壓擾動抑制研究

近年來，由於不佳的電力品質會影響電力系統之用電端和輸電端設備，因而導致電力品質之相關議題越來越受到重視，並且有諸多學者積極地對這些議題進行研究並提出適當的解決對策。為了要能抑制非線性負載對系統所造成之電壓閃爍汙染，有必要建立準確的模組與加入電壓調節設備來進行分析。本文選用鋼鐵工業中最常使用的高度非線性負載-電弧爐來做為閃爍的汙染源。 本文目標旨在抑制由電弧爐負載於電力網路衍生之閃爍汙染問題，並在透過具有調節電壓及虛功補償特性的靜態型同步補償器改善之後，觀察電壓擾動抑制效果及閃爍傳遞，靜態型同步補償器之模組主要透過 MATLAB/SIMULINK 進行建模並執行電力系統模擬，研究計算由電弧爐產生之閃爍傳遞效應，並研究其造成的電壓閃爍汙染等電力品質問題，最後，使用不同方法來驗證模擬得出的傳 播係數。

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運用地層浮升和訊號線彎折技術之微型CMOS枝幹耦合器設計

摘要 本論文設計了兩顆CMOS新型微型化枝幹型器，其結構是電容性負載枝幹耦合架構為基礎，再引入地層浮升結構，達到實微型化布局。第一顆為38 GHz 枝幹型耦合晶片，模擬結果於34-42 GHz通帶內，返回損耗大於15.2 dB，植入損失小於2.2 dB(扣除功率分配之損失3 dB)，耦合量小於1.6 dB(扣除功率分配之損失3 dB)，隔離度大於23.4 dB，輸出功率不平衡在± 0.7 dB以內，相位誤差小於±2°。整體電路面積在不包含輸出輸入接觸片(PAD)的情況下僅有0.07 mm2 ( 0.222 mm × 0.330 mm )，相當於0.0012 λ_"g" ^2。第二顆枝幹耦合晶片結構與第一顆晶片相似，量測結果於55-65 GHz頻帶內，返回損失大於21.3 dB，植入損失小於1.8 dB(扣除功率分配之損失3 dB)，耦合量小於2.1 dB(扣除功率分配之損失3 dB)，輸出功率不平衡在±0.3 dB以內，相位誤差小於±2°。整體電路面積在不包含輸出輸入接觸片(PAD)的情況下僅有0.035 mm2 ( 0.145 × 0.243 mm2 )，相當於0.0014 λ_"g" ^2。比起傳統不加任何負載的0.25波長枝幹耦合器，面積只有2.3 %，比起開路旁枝之枝幹耦合器耦合器，面積只有18 %。量測與模擬吻合。在論文中將敘述設計方法、模擬與量測結果。

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以TMD技術設計抗變異MSP430之研究與分析

歷年來有關AVS的作品大部分都著墨在時序偵測錯誤電路以及時序修復行為，常常所付出的代價往往都比想要回收得能量來得多，而且在調降電壓的同時，常常沒注意到小細節就會造成整體功耗大幅上漲，面積與功率消耗也都不如預期，有鑑於此，本論文將以目前在無線感測網路應用上相當熱門的MSP430微控制器作為實作的載具，透過分析MSP430的架構再搭配TMD技術實作，使系統不僅可以正常運算，且還可利用寫程式的方式實現在FPGA版上，還能達到當初所預想能回收一些餘裕。

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第五代行動通訊系統之注入鎖定振盪器及本地相移波束形成發射陣列設計

本論文設計S頻段第五代行動通訊之兩項關鍵電路及相位自動量測平台。第一組電路是1 16本地訊號產生陣列，是以16個電壓控制振盪器組成。第二組電路是基於本地訊號調控相位機制之1 16波束形成發射陣列。 第一、1 16本地訊號產生陣列採用注入鎖定機制，將一穩定訊號注入於16個並列之振盪器中，在鎖定的情況下，16個振盪器的頻率和相位皆鎖定於注入訊號的頻率和相位。進一步，調控每一振盪器的電控制壓，達到相位調控的功能。振盪器採取濾波器諧振架構，將振盪頻率設計在複數品質因子之峰值上，達到低相位雜訊、高輸出功率，及低功耗的特性。為了快速精準地量測16個振盪器的相位，本論文以LabVIEW完成相位自動化量測平台，針對射頻訊號之相位量測誤差來源進行探討。量測結果為頻率調控範圍是2.883.19 GHz，相當於10%頻率調控範圍。在3.14 GHz時，鎖相範圍是241 ，輸出功率是5.6 dBm，功率變動為0.2 dB，相位雜訊離載波1 MHz處是-136.4 dBc/Hz。 第二、將1 16本地訊號產生陣列饋入於1 16陣列天線，整合成1 16波束形成發射陣列，達成第五代行動通訊所需的波束形塑功能。1 16陣列天線採用領結天線結構，並且設計多指節金屬柵以增加天線間之隔離度，和導引金屬指以增加輻射場型前後波瓣比。場型量測結果:主波束掃描範圍為106 ，天線增益是14.2 dB，主波束指向平均誤差為0.7 ，主波束峰值平均誤差為0.5 dB，以及旁波瓣比平均誤差為4.7 dB。

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車載攝影系統之交通標誌辨識技術開發

在車輛普及的現代社會，行車的安全一直是一個非常重要的課題，對於一般的駕駛而言，若能有一套完善的輔助駕駛行車系統，將能大大降低事故發生的機率。另一方面，隨著科技的進步，無人車的發展也開始受到重視，越來越多關於先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance Systems)的研究也被提出。本論文以視覺技術為基礎，提出一套道路交通標誌的自動偵測與辨識系統，隨時提醒駕駛路況資訊，增加行駛上的安全。以行車紀錄器的影像作為資料來源，對影像擷取梯度直方圖特徵(Histogram of oriented gradient)，並使用支持向量機(Support Vector Machines)作為初步的偵測，接著利用Bilateral Chinese transform和Vertex and Bisector Transform擷取交通標誌資訊，最後利用類神經網路辨識出交通標誌的內容。本論文的方法著重在偵測部分，捨棄了影像中顏色的資訊，以影像的邊緣和梯度資訊為特徵，可以排除許多因為顏色干擾而造成的偵測錯誤，惟處理速度尚無法達到即時偵測，因此處理速度將是未來改善的重點。

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運用相位調整技術之非接觸式振動偵測器

本論文提出利用相位調整技術來修補駐波波包解調機制的缺陷，當進入到無效感測點的位置時，透過指定的相移量轉到最佳解調點。使用實驗室既有的駐波波包檢測雷達、微控制器和無線模組，外加相移器以及單極天線，再結合本論文開發的演算法，形成高整合微震動檢測雷達。消除無效感測點的方法是基於駐波的週期距離為半波長，若能以相移器改變0至22.5°的相移量，駐波波包波形必然時域上掃過最佳與無效檢測點，由演算法分離出最佳的相移量，並回傳給相移器維持在該最佳檢測點。當使用者走動，最佳檢測點變動時，本系統可以即時修改相移量而鎖定最佳檢測點。 關鍵字:波包解調、相移器、駐波

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應用於多重動態物體判讀之都卜勒雷達設計

本文分別設計一組單波束及一組水平四波束都卜勒雷達系統，並將其應用於多重動態物體之量測，並提出一後端判讀演算法以分辨不同運動速度之動態目標物。此兩套雷達系統採用直接降頻之連續波雷達架構:利用一高輸出功率之壓控震盪器產生訊號，並藉由功率分配器將訊號分別做為系統發射訊號及接收機之正交解調器的本地震盪端驅動源。接著接收由環境中反射之訊號並經過帶通濾波器濾除及低雜訊放大器放大後，由正交解調器將之與本地端訊號混頻後降至基頻。經數據擷取卡將訊號取樣後儲存至電腦，並利用NI LabVIEW平台進行後端先關數據呈現及進一步的數位訊號處理。而水平四波束系統之接收機藉由整合一切換波束式相位陣列天線系統，使系統額外具有空間掃描及定位的能力。 為驗證系統及後端演算法的可行性，以掛載金屬板之線性馬達做為動態目標進行量測，藉由解調由正交解調器所輸出之I及Q訊號，可以得到動態物體運動所導致之都卜勒頻率飄移訊號。當動態目標為兩部以上以不同頻率擺動的線性馬達時，系統接收訊號中含有兩個以上動態物體之運動資訊時，藉由將訊號經短時間傅立葉轉換所得之時間頻譜圖以強度做為判別依據，依序將訊號中的最高強度成分濾除之疊代運算，不同擺動頻率之訊號成分將被一一解析出來。

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應用於微創手術之多重目標定位雷達收發機設計

本論文提出以無線雷達定位技術結合微創背脊手術做為手術導航設備，此定位系統採用連續調頻雷達技術與三角定位技術進行定位，搭配多組不同調變頻率之標籤電路，可具有分辨不同目標物的功能。 本論文中將會介紹兩組無線收發機模組，其掃頻範圍皆於24 GHz 至24.4 GHz ，其中第一版之發射端輸出功率12 dBm，經由高增益天線陣列提供15 dBi 的增益，並將訊號發射，整體 EIRP為27 dBm；第二版電路為更換不同型號之壓控振盪器與修改本地端設計，減少整體直流功耗，並增加系統輸出功率，其發射功率為15 dBm，EIRP為30 dBm，較初版提升約3 dB。 配合由運算放大器設計與石英振盪器設計之兩組不同標籤電路，並於50公分至200公分處進行量測，其中由運算放大器設計之標籤電路面臨頻率飄移不穩定的狀況，較好的誤差百分比約為3%，但亦有高達20%誤差百分比的情況發生；而石英振盪器設計之標籤電路，雖解決頻率不穩定的狀況，但其整體系統定位誤差較20%大，這部分可望透過後端演算法加以修正。

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使用和差技術之微波小型生物定位接收機

本論文設計中心頻率為8 GHz之微波和差定位接收機，由兩路領結天線陣列與和差接收模組所組成。和差接收模組包含帶通濾波器、低雜訊放大器、可調式增益放大器、反射式相移器、枝幹耦合器與混頻器。並發展一定位演算法，處理和、差雷達訊號，實現角度定位。定位演算法是利用資料擷取卡將中頻端訊號饋入至電腦，再搭配儀器操控軟體LabVIEW來達到定位之功能。靜態目標物實測結果顯示，一維定位接收機於200×200 cm2之空曠空間中，的5o角度誤差之累積發生機率為90%，相當於最大距離誤差為5.6 cm。二維定位接收機在200×200 cm2之空間中，最大距離誤差為14.3 cm，平均誤差距離為7.4 cm。動態目標物實測結果顯示，在 200×200 cm2之空曠空間中，一維定位的5o角度誤差之累積發生機率為80%，相當於最大距離誤差為5.6 cm。二維定位之最大距離誤差為17 cm，平均誤差距離為13.2 cm。

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基於強健性區間二型多項式模糊控制系統之太陽光電陣列最大功率追蹤器研製

本文提出區間二型多項式模糊系統應用於最大功率追蹤器(MPPT)之設計，為提高最大功率追蹤系統性能，設計滿足H∞性能指標與具強健性之區間二型多項式模糊控制器。最大功率追蹤器之電路架構採用升-降壓直流轉換器，其操作電壓廣泛，但內部存在二極體偏壓，因此本文提出定理一，為滿足H∞性能指標之區間二型多項式模糊控制系統穩定定理，以抑制偏壓影響。此外，最大功率追蹤器因電子元件老化產生模式不確定性，使系統不易追蹤至最大功率點，故本文提出定理二，為強健區間二型多項式模糊控制穩定定理，以降低模式不確定性之影響。並根據定理一及定理二，分別使用平行分布補償(PDC)與非平行分布補償(Non-PDC)，設計區間二型多項式模糊控制增益。實驗結果均顯示，不論降壓模式或升壓模式，在安定大氣環境、受外部干擾訊號、大氣環境變化、部分遮陰等情形下，區間二型多項式模糊控制器具最佳性能。而根據Non-PDC設計之控制器，雖然在干擾產生之電壓及電流總變化量、抑或是在日照變化及溫度變化之追蹤準確率與安定時間，相較根據PDC設計之控制器稍差，但因模糊規則數變少，晶片能減少運算時間，可降低成本。