電磁最佳化實驗室EM Optimization Lab陳晏笙研究團隊

本研究利用前人所提出的特定吸收率快速估計模型，拓展為最佳化的數學式，使多天線陣列在主波束對準目標物之外，還能最小化某觀察面的特定吸收率之峰值。特定吸收率是行動通訊手持裝置的重要參數。在多天線手持裝置中，特定吸收率會受到多天線的饋入電流振幅、相位的影響。天線設計者不僅需使天線主波束對準目標物，還需設法減少特定吸收率的數值。然而，分析特定電流振幅、相位所導致的特定吸收率需反覆進行全波模擬，十分費時。為了減少模擬的次數，D. T. Le等人提出一快速估計模型來計算多天線裝置的特定吸收率。此快速估計模型的特色是僅需操作數組預先規畫的模擬，使其電流相位符合特定矩陣的要求，那麼之後要計算任意相位造成的特定吸收率時，就不需再透過全波模擬重新分析，僅需依照那數組模擬的結果進行運算，就可以快速得到精準的響應。然而，此快速估計模擬尚未考量不同電流振幅的運算，僅能就均勻分佈的電流計算特定吸收率。 本研究拓展了D. T. Le等人研究方法的效力，使此模型能夠分析各種電流振幅、相位的特定吸收率，且模型依然保持快速估計的特徵。我們以全波模擬檢驗提案方法，發現模擬結果與數值分析有良好的一致性。之後，我們利用此模型，以觀察面的最大特定吸收率為目標函數，並以多天線的電流振幅為決策變數，利用列舉法解出最小化特定吸收率的電流分佈。我們以操作於四單元天線進行驗證，使天線陣列的主波束分別對準0˚、± 10˚、± 20˚、…、± 80˚、± 90˚，最小化這些情境的特定吸收率。最佳化結果顯示本方法能有平均15%的改善。最後，本研究實作此四單元天線，量測其二維輻射場型，驗證方法的準確性。