無線傳輸裝置的廣泛應用改善了人與人的溝通以及人與環境的變遷，透過無線射頻的技術，增加生活的便利性，改善生活科技的可行性，減少架設資料線路的成本，不論是在倉儲管理、生醫技術、運輸監控、保全管制上皆能看到其巨大的影響，然無線傳輸射頻裝置並非無所不能，在使用上尚有部分的缺點及限制，以無線傳輸射頻辨識系統(RFID)為例，當讀取機(Reader)在讀取標籤(Tag)時，存在有兩項干擾因素，包括金屬與水的干擾以及操作頻率的干擾。
    近年來無線傳輸射頻辨識系統更廣泛應用於生醫裝置的應用上，而人體各部組織裡，水分就佔了人體全身的70%，所以如果要研發體內植入式生醫裝置的話，水分子吸收無線電波的因素是不可忽略的，本研究透過時域有限差分法(FDTD)先分析溼度環境下RF天線之傳輸模擬，並調整其發射功率及觀察其接收之傳輸情形，求得變化環境下之功率、頻率、距離與人體電磁波吸收率(SAR)之效能關係。
    本研究之結果將應用時域有限差分法模擬RF於不同環境變數下的傳輸結果之研究，對於生醫裝置的環境設置上能提供參考，減少電磁波過強之傷害或是訊號微弱之情況發生。

The popularity of wireless transmission technology has improved the efficiency of communication and information in daily life. The radio frequency transmission provides the conveniences and the feasibility of environment, that helps to reduce the cost the system setup for information technologies in industries such as storage management, biomedical technology, logistics control, and security monitor. However, wireless radio frequency device is not perfect and omnipotent; there are some disadvantages and limitations. RFID as an example, metal, water and operating frequencies are the interference factors while the Reader retrieve data from Tag.
　　In recent years, RFID is more widely used in biomedical device applications. The human body contains 70% of water, this is an important factor that can not be ignored because the water molecules absorb radio waves and malfunction to implantable biomedical devices. The simulation experiment of radiofrequency transmission via finite difference time domain method (FDTD) is conducted in this study to analyze humidity effects under various environments and adjust its transmission power and frequency to achieve the maximum efficiency of receiver and best SAR performance.
　　The results of this study will provide information of the radio frequency performance associated with various harshness environments; these references will be helpful for implantable biomedical devices and reduce the harm of over powered electromagnetic waves or under performance by too weak signals.

誌謝	I
中文摘要	II
英文摘要	III
目錄	V
圖目錄	VII
表目錄	IX
第一章 序論	1
1-1、研究動機	1
1-2、研究目的	3
第二章 研究背景	4
2-1、電子標籤的設計分析	4
2-2、RFID應用於醫學上之相關研究	7
2-3、屏蔽之機械理論	11
第三章 研究方法	14
3-1、基本概念	14
3-2、時域有限差分法方程式	17
第四章 電磁模型的建模與驗證	26
4-1、人體模型的建模方法	26
4-2、特定吸收率(SAR)	30
4-3、RF於濕度空間之傳輸驗證	33
第五章 實驗設計與分析	39
5-1、實驗設計分析	39
5-2、實驗模擬規劃	42
5-3、實驗規畫	47
5-4、RF模擬偵測實驗分析	48
第六章 結論與未來方向	57
6-1、結論	57
6-2、未來展望	59
參考文獻	60
符號索引	64

圖2-1 RFID不同頻段之效能差異圖　4
圖2-2 功率傳輸於猪肉實驗之示意圖　9
圖2-3 傳輸頻率於空氣、猪里肌肉、猪肥油之功率衰減趨勢　9
圖2-4 電磁波進入屏蔽之反應　11
圖3-1 Yee氏網格　17
圖4-1 人體醫學影像　26
圖4-2 FDTD的人體建模步驟　27
圖4-3 人體醫學影像　29
圖4-4 人體電磁電磁模型　29
圖4-5 天線置放位置　34
圖4-6 環境包覆情況　34
圖4-7 真空環境下天線距離50Cm之人體SAR值　37
圖4-8 真空環境下天線距離10Cm之人體SAR值　37
圖4-9 介質包覆環境之人體SAR值(50cm)　38
圖4-10 介質包覆環境之人體SAR值(10cm)　38
圖5-1 傳輸功率與取距離的關係圖　45
圖5-2 天線位置、人體模型示意圖　46
圖5-3 RF傳輸SAR值異變數分析表　50
圖5-4 RF傳輸1g-SAR值異變數分析表　51
圖5-5 RF傳輸10g-SAR值異變數分析表　52
圖5-5 RF傳輸實驗的常態機率圖　53
圖5-6 RF傳輸實驗對實驗順序的殘差圖　54
圖5-7 RF傳輸實驗對配適值的殘差圖　54
圖5-8 功率5W時濕度距離SAR值之函數圖形　55
圖5-9 功率5W時濕度距離SAR值之函數圖形　56
圖5-10 功率45W時濕度距離SAR值之函數圖形　56

表2-1 相對介電常數　13
表4-1 FCC與CENELEC之SAR值規範數據　31
表4-2 純真空環境下之人體SAR值(A)　36
表4-3 包覆環境下之人體SAR值(B)　36
表4-4 兩方法比較之誤差值　37
表5-1 濕度與導電系數關係　44
表5-2 實驗條件設定　46
表5-3 RF傳輸偵測實驗配置表　48

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