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    • 人物專訪
    • 融合軍事、科學、人文的科技將領～海軍司令　陳永康上將　訪談紀要
    • 陳司令口述‧林海芬筆錄

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    本期新新季刊中心論題由電子系統所負責專題報導，由於副所長古錦安博士與海軍司令陳永康上將(以下稱司令)於民國82年在美國共同工作時認識，蔡藎芝上校也曾在國會小組服務期間與司令結緣，故很榮幸地邀請司令作為本次人物專訪。原本預想司令公務繁忙，一方面可能很難邀約，另一方面也很可能邀約後，行程不易安排，但令人驚喜的是，本所僅一次邀請便順利成行，且時間毫無異動，讓人心中既是緊張又感動。邀訪時間訂於春節前的103年1月20日下午二點，中午過後，所長李明家上校率相關同仁，前往位於台北大直的海軍司令部。很感謝司令部貼心的安排，讓安檢行程能既快速又便捷地到達司令接待室。此時，才知道司令沒有午休的習慣，充分把握每一分鐘處理公務或閱覽書籍。準二點整，親切和藹、目光炯炯有神的司令進來，熱情地握著每個到訪人的手，好溫暖。

    關鍵詞 ： 電子科技與雷達發展

    • 中心論題
    • 「電子科技與雷達發展」序言
    • 李明家

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    雷達運用電磁波進行目標探測，因具全天候特質，故成為應用最廣泛的感測器，例如軍用、民航、氣象、遙測、監偵等等。藉由電子科技快速的發展，促進了雷達性能大幅的提升，如電子計算機促成了雷達結構數位化與軟體化；而雷達性能需求也推動了電子科技的進步，如反制匿蹤戰機的威脅造就了利用電偵訊號定位、微波時差定位之無源雷達與被動多基側收之它源雷達的研發，是以「電子科技與雷達發展」二者之間構成了良性互動的關係。

    關鍵詞 ： 電子科技與雷達發展

    • 中心論題
    • 應用於近空防禦機動式相列天線系統設計與探討A High Mobility Phased Array Antenna System Design for Low Altitude Surveillance
    • 成本文(Been-Wen Chen)

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    本文在說明機動式相列天線系統的設計架構、理論、相位校正及測試分析。機動式相列天線系統的組成單機包括敵我識別天線、旁瓣遮沒天線及相列單脈波寬頻天線，其中相列單脈波寬頻天線由窄邊開槽天線、陶鐵磁相移器、波束形成網路、波束掃瞄控制器及電源供應器等各模組組成。設計之天線系統於天線近場測試系統實施天線偵錯、相位校正及性能等各項測試，獲得相列天線之場型特性參數均符合設計規格。在體小、質輕、機動性高、高可靠度條件要求下，成功整合相列天線系統並運用於雷達系統中，在後續精進作為中可進一步運用數種技巧以降低交叉極化問題。

    關鍵詞 ： 相列天線系統(Phased Array Antenna System)、敵我識別天線(IFF Antenna)、旁瓣遮沒天線(SLB Antenna)、單脈波(Monopulse)

    • 中心論題
    • 應用參考天線相位調變法於主動相列雷達天線自校系統之分析研究Analysis of the Phase Rotation Calibration Method in Active Array Antennas Calibration System
    • 陳弘朕(Hung-Chen Chen)‧蕭才文(Tsai-Wen Hsaio)

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    主動相列天線系統利用T/R模組中數位可調衰減器與移相器可以控制射頻固態放大器的功率分布，進而合成所需之遠場輻射場型。但若天線輻射元之主動元件發生老化或其他原因失效時，會造成不正確的陣列輻射場型，故天線輻射元的振幅和相位校正是非常重要的，尤其是低旁波束級相列天線陣列，所以在這種情況下，優先考慮近場量測。不過一旦在主動相列天線陣列系統於陣地佈置完成後，如有些T/R模組失效或是訊號相位及振幅設定不正確的話，該如何重新校正天線輻射元的振幅和相位是一個非常重要的問題。鑒於當T/R模組發生老化或其他原因失效時，無法即時回近場測試系統維修檢驗，本文提出一個陣列天線輻射元振幅與相位校正的方法，可以為每一個波束尋找到最佳的振幅和相位設定。文中首先簡要地介紹線性陣列天線的理論，其次，闡述利用參考天線相位調變的校正原理，並運用HFSS電磁模擬軟體驗證該方法之可行性。最後介紹應用參考天線相位調變自校法於主動相列天線陣列系統的設計範例。針對平面主動相列天線陣列系統每個row-beam上異常的T/R模組校準其振幅分布與相位差，經由參考天線相位調變調校後場型劣化情形可大幅改善，並回復最初-30dB低旁波束泰勒分布設計，經由分析驗證參考天線相位調變校正法是一個可以提供準確、簡單、低成本、易於實現在主動相列雷達的可行校正方式。For the experimental characterization of active phased array antennas, it has been shown much more elaborated test than that of conventional passive antennas. A number of additional tests are needed as a result of applying RF solid-state amplifiers in the T/R modules of active phased array antennas which generate the excitation of the antenna elements to synthesize the far-field radiation patterns in space domain. If the amplitude and phase of the excitations are not properly set, an incorrect radiation pattern of the array may result. Thus, the amplitude and phase settings alignment to the antenna elements is therefore very important, especially for the low side-lobes level requirement. Consequently, the near-field test range is generally preferred in this situation. However, once the events of some failed T/R modules or not properly phase setting were happened to the deployed active phased array antennas, how to perform the excitation coefficient re-calibrating procedure to the antenna elements is an importance issue since it is not possible to build a near-field test range in the ground-based area. In this report, a calibration procedure is proposed to align the excitation of the array antenna elements. These data can be used to find the optimum amplitude and phase settings for each scanning beam. First, the theory about linear arrays is briefly discussed. Second, the principles of the Phase Rotation Method (PRM) are described. The usage of proposed method is validated numerically based on the EM simulation using HFSS. Finally, an example applying the far-field PRM to a row-beam on the developed planar active phased array antenna is introduced in detail. De-embedded excitation coefficients corresponding to each sub-array of a row-beam on the planar active phased antenna are given to obtain radiation patterns with Taylor -30dB side-lobes distribution. The PRM -method is proved to be effective for far-field calibration of an active phased array system due to its accuracy, simplicity, cost-effectiveness, and easy to implement.

    關鍵詞 ： T/R模組(T/R Modules)、相列天線(Phased Array Antennas, PAA)、遠場(Far-Field)、近場(Near-Field)、參考天線相位調變校正法(Phase Rotation Method, PRM)、HFSS

    • 中心論題
    • 相位陣列尋標器之設計分析The Analysis and Design of a Phased Array Seeker
    • 高幼齡(Yow-Ling Gau)‧黃獻東(Hsien-Tung Huang)‧余建德(Chien-Te Yu)

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    地面相列雷達已有近30餘年發展歷史，近十年才有戰機空用相列雷達的出現。而相位陣列尋標器則尚未正式現身，然相關發展皆已如火如荼展開。並已有雛形產品完成(美國雷神公司)。相位陣列尋標器將可擺脫機械環架及高功率行波管等束縛，達成快速電子掃描及小功率多陣元之合成波束。本篇論文主要依據美國雷神公司的雛形產品架構進行初步分析及設計。首先針對其相位陣列進行場形模擬分析，此場形之旁波瓣可達30dB左右。而後進行Vivaldi天線自行設計模擬分析，初步設計結果將於本篇論文呈現。接下來概述T/R模組架構。最後進行次模組之設計模擬，包括次模組波束合成及校正等。Phased array technology for ground based radar has been developed for more than 30 years. The active electrically scanned array (AESA) was first equipped with airborne radar in a decade ago. But phased array seeker has not shown up publically today. However, the phased array seeker has developed for a long time. The Raytheon company was successfully developed a prototype Ka band phased array seeker in a few years ago. There is no needs of mechanical gimbal and high power traveling wave tube amplifier (TWTA) for phased array seeker. The phased array seeker can form a beam with high volume of small power elements and sweep the beam electronically.A theoretical study of a phased array based on Raytheon prototype is developed in this paper. First, the beam pattern of this phased array antenna is simulated. The maximal sidelobe can be as low as 30 dB. Secondly, the antenna element was designed and analyzed with a Vivaldi type. Some simulation results will be shown in this paper. Finally the subarray structure and some calibration algorithm was developed in this paper.

    關鍵詞 ： 主動電子掃描陣列(AESA)、行波管放大器(TWTA)、收發模組(T/R Module)、波束掃描(Beam Pattern)、Vivaldi天線(Vivaldi Antenna)、次陣列(Sub-Array)

    • 中心論題
    • 被動式毫米波目標偵測系統設計分析System Design and Analysis of a Passive Millimeter Wave Target Detection Device
    • 陳永茂(Yeong-Maw Chen)‧陳德徽(Der-Hui Chen)‧邱順興(Shun-Hsing Chiu

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    為能增進智慧型次械彈之目標辨識能力，次械彈引信之目標偵測器使用主、被動式紅外與微波等複合偵測技術為歐美等先進國家發展之趨勢，其中被動式毫米波目標偵測技術相較於其他偵測技術門檻較高，本文即針對被動式毫米波目標偵測器(或稱輻射計)之特性，進行目標偵測系統性能之設計分析，以奠定被動式毫米波目標偵測技術之基礎。In order to improve the target discrimination capability of smart submunitions, the target detection device within the fuse of a submunition, using the combination of active/passive infrared or microwave detection techniques, are the development trends of US/EU pioneer countries. The passive millimeter wave target detection device (or radiometer) is difficult than the other detection techniques. In this article, the characteristics of a passive millimeter wave target detection device will be analyzed in the way of system performance design. It will be the foundation of future development.

    關鍵詞 ： 目標偵測器(Target Detection Device)、毫米波輻射計(Millimeter Wave Radiometer)、智慧型次械彈(Smart Submunitions)

    • 中心論題
    • 400HZ動態式不斷電系統技術與應用Techniques and Applications of 400Hz Dynamic Uninterruptible Power Systems
    • 張念顯(Nien-Hsien Chang)‧林信忠(Xin-Zhong Lin)‧張修維(Hsiu-Wei Chang)

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    為提供武器系統可靠穩定的電力來源及降低油機使用率，400Hz動態式不斷電系統應用日顯重要。本文介紹400Hz動態式不斷電系統架構及其控制技術，說明利用變頻器驅動感應電動機，再帶動激磁型同步發電機，產生三相電源提供負載使用的機制及其運用所需注意事項。經由實際運用結果證明，本文所介紹的動態式不斷電系統，確實能達成穩定的輸出，滿足武器系統市電值班需求，可提供爾後研發重要參考。In order to provide a reliable power source and reduce the use of Diesel Generator Sets in weapon systems, it is getting important to utilize dynamic Uninterruptible Power Systems (UPS). The article presents the configuration and control techniques of 400Hz dynamic UPS by Inverter Driving Induction Motor which drives excited-type Synchronous Generator to provide a reliable three-phase electrical power on loads. The performances of dynamic UPS described herein are proved it can provide a reliable power source to meet the demands of weapon systems.

    關鍵詞 ： 400Hz(400Hz)、不斷電系統(Uninterruptible Power Supply)、變頻器(Inverter)

    • 中心論題
    • 挑戰超視距地波雷達空間限制的回顧與可行性分析Challenging Physical Dimensions of Over-the-Horizon Surface-Wave Radar – Literature Review and Feasibility Analysis
    • 趙珮光(Pei-Kuang Chao)‧陳雨蒼(Yue-Tsang Chen)‧林銘勇(Ming-Yung Lin)

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    地波雷達可突破雷達視線(line of sight)範圍限制，觀測超視距範圍的目標，然而由於地波頻段落於高頻頻譜(3～30 MHz)，對應波長(10～100 m)，導致地波雷達系統往往佔地遼闊，動輒綿延數百公尺以上。為挑戰能於有限的地理環境中架設地波雷達系統，甚而提升地波雷達系統的機動性，本文針對地波雷達尺寸縮小化議題，回溯相關文獻並經由數位模擬提供可行性分析。Surface-wave radars can be used to sense over-the-horizon targets which are not measurable by radars that follow the principle of line-of-sight. Constructing surface-wave radars in constrained space can be needed, but difficult due to huge physical dimensions of the radar systems. The antenna array must be hundred meters in length and height to detect surface wave in the high frequency band, 3～30 MHz, related to wave-length equal to 10～100 m. Therefore, size reduction of surface-wave radar systems is important to increasing mobility and adaptability for limited geography. Relevant literatures and feasibility analysis are provided in this paper for structuring compact surface-wave radars.

    關鍵詞 ： ：地波雷達(Surface-Wave Radars)、超視距(Over-the-Horizon)、指向演算法(Direction-Finding Algorithm)、波束合成(Beam-Forming)、天線場型(Antenna Pattern)

    • 中心論題
    • 雷達頻譜對接收機干擾研析The Interference Impact Analysis of the Radar Radiated Power to Receivers
    • 黃新添(Shing-Tain Huang)‧何賢奎(Hsien-Kwei Ho)‧王順意(Shuen-yih Wang)‧劉榮超(Rong-Chau Liu)

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    雷達系統由於其脈波功率較高，當其發射頻譜含諸多雜訊時，對鄰近載臺無線電接收機所產生的電磁干擾相對嚴重。因此；在電磁測試需求中對發射機、收發機有諧波與假波能量限制，以預防受雷達系統頻譜影響而引起電磁干擾現象之發生，本文將介紹接收機可能遭受到雷達系統之干擾模式，以及發射機之諧波與假波之量測方法。高功率雷達頻段，其頻率範圍屬於微波頻段，因此，雷達系統之諧波與假波量測較為困難；於電磁量測系統架構中，除需考量阻抗匹配特性外，對量測儀器之動態範圍需能有效掌握，避免量測儀器電路受到發射機基頻信號影響，導致整體量測系統之準確度偏差而產生共振現象。對於量測系統之不確定度因子亦需有所瞭解，以降低其量測不確定度，藉以提高量測系統之可重複性。另為滿足此類量測報告完整性，在需作符合性判斷時，就在比較嚴謹之作法上，均需提供量測系統之量測不確定度值，予以使臻完整論述。Due to large peak radiated power of radar systems, the radio frequency receivers on the nearby platforms will suffer much severer interference from the noisy emitted signal of radar systems. Consequently, some limitations of harmonics and spurious power derived from transmitters and receivers are built in the EM test requirement, which is used to prevent EMI phenomena generated by radar systems. The interference model of the victim receiver and the measurement method of harmonics and spurious power from a transmitter are introduced in this paper. A high power radar usually radiates in micro-wave frequency range so it is more difficult to measure the harmonics and spurious power. In the structure of EM measurement system, not only the impedance matching should be taken into consideration but the dynamic ranges of related equipments should also be controlled to prevent the resonance, caused the measurement bias of the whole system by the fundamental frequency signal of the transmitter. The uncertainty factor of the measurement system should be also aware to decrease the measurement uncertainty and increase the reproducibility. To fully complete the measurement report and to do compliance judgment, the uncertainty value of the measurement system should be provided to make the entire statement.

    關鍵詞 ： 電磁相容(EMC)、電磁干擾(EMI)、雷達(Radar)、諧波(Harmonic)

    • 中心論題
    • 主動相列雷達收發模組技術發展應用現況與未來趨勢The Developments and Trends of Tranceiver Module and GaN Power Amplifier for Active Phased Array Radar Application
    • 洪國洋(Kuo-Yang Horng)‧蔡藎芝(Jinn-Jy Tsay)‧張慈(Tsu Chang)‧曾成立(Cheng-Li Tseng)‧吳泉生(Chung-Sen Wu)

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    主動相列雷達(Active Phased Array Radar)為新一代雷達發展趨勢，藉由成千上萬個具有功率發射功能的收發模組(T/R Module, TRM)組合排列，使相列雷達可以同時進行相位及振幅調變，達到抑制天線旁波束及具有選擇性零點適應性的天線陣列功能，大幅提昇相列雷達搜索、追蹤及抗電戰的能力。同時整個雷達系統的妥善率及可靠度，也因分散式收發模組的組合方式而獲得改善。本文主要針對主動相列雷達系統所需之關鍵組件主動收發模組及氮化鎵高頻高功率元件之發展歷程、現況及未來趨勢進行說明，並對於未來在國內建立國防關鍵零組件自製能量之作為，提出建議。This paper introduces the worldwide developments and trends of transceiver module and GaN power amplifier for active phased array radar application. The status of the development and deployment of active phased array radar has also been addressed. In order to build up the self-supporting capabilities of key components for defense application in Taiwan, a leveraging business model is suggested.

    關鍵詞 ： ︰主動相列天線(Active Phased Array Radar)、主動收發模組(Active Transceiver Module)、單晶微波積體電路(MMIC)、氮化鎵功率元件(GaN Power Amplifier)

    • 中心論題
    • 相列雷達發展現況以及未來之發展趨勢Current Status of Phased Array Radar Systems and Future Trends
    • 彭新晏(Hsin-Yen Peng)

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    本文敘述相列雷達的歷史演變以及發展現況。歷經二次世界大戰，各國莫不尋求新一代武器的開發，一時之間相列雷達理論研究的進度超越科技進展。從美國海軍神盾艦SPY-1相列雷達開始服役後，各國莫不競相發展是類武器系統，因此在其間科技的進展又進行了一次大躍進，主動相列雷達也因此而同步的躍上檯面。美國海軍神盾艦SPY-3主動相列雷達即將服役。未來將有許多的核心技術將持續精進，如標準模組式發射接收模組(SMTR)，數位波束形成(DBF)、可適性波束零化的應用，皆是改善主動相列雷達功能的關鍵因素。This paper describes the historical development and status of phased array radar. Since World War II all the nations have been actively involved in the design, development and manufacture of defense electronics and new weapons. Phased Array Radar (PAR) advancement has lead to unprecedented advances in scientific technology. With a powerful capability of AN/SPY-1 Phased Array Radar system deployed on modern U.S. Cruisers and destroyers, the Active Phased Array Radar (APAR) System has already been developed simultaneously by other countries. The U.S. AN/SPY-3 Active Phased Array Radar will be deployed on the Zumwalt Class Destroyer ships. The future will see more core technologies advance like Standardized Modular Transmit/Receive (SMTR®) module, Digital Beamforming (DBF) and Adaptively Nulling, which are the crucial factors to improve the Active Phased Array Radar performance.

    關鍵詞 ： 主動相列雷達(Active Phased Array Radar)、被動相列雷達(Passive Phased Array Radar)、發射接收模組(T/R module)、數位波束形成(Digital Beamforming)、無源雷達(Passive Radar)、共形天線(Conforming Antenna)

    • 中心論題
    • 短距輻射型電磁波能量採集技術研究Studies on the Energy Harvesting in Short-Range Communication Systems
    • 李明堂(Ming-Town Lee)‧張祐禎(Yu-Chen Chang)‧楊博鈞(Po-Chun Yang)

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    本研究主要是進行輻射型生活空間電磁波環境能量採集相關技術之研究，並以功率與頻率均符合國家通訊委員會規定之短距通訊發射模組為實際測試標的，並在研究固定距離涓滴輻射電能接收之採集到達能實際充電運用技術之開發過程中，加強保持高效率的能量轉換機制電路設計，同時考慮到充電電路之品質因素，如充電時間控制、能量轉換效率等，期能縮短實際商轉運用之落差。The study in this paper is related to collecting trickles of radiating energy in our living space and transferring it to recharge a battery. The tests and measurements of receiving radiated energy are made at a fixed distance from a communication module of which the output frequency and power meet the NCC's short-range communication specifications. This energy harvesting system consists of an antenna, impedance matching circuit, RF-DC converting circuit, power management and battery recharging controller. The experimental measurements suggest that with the input power ranged from -10dBm to +10 dBm, the energy transferring efficiency can be achieved to an average value of 30% and the regulated output voltage is 1.2V.

    關鍵詞 ： 無線充電(Witricity)、電磁波能量採集(Energy Harvesting)、能量轉換(Energy Transfer)、短距通訊(Short Range Communication)

    • 智權專欄
    • 淺談高值化美國專利申請實務
    • 趙本善

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    行政院於民國101年11月29日頒布「智財戰略綱領」，並制定六大智財戰略重點，其中經濟部負責第一項「創造運用高值專利」政策推動，為了落實此一政策，經濟部委託工研院技轉中心於民國102年成立「專利工廠的發明產生模式︰強化美國專利申請品質示範計畫」，展開為期一年的專利實務培訓計畫，本院參與菁英種子人員選自各所中心及法務室。該計畫主要是教導學員在創意構思階段，如何將點子變成可專利的創意，甚至變成具有商業價值的專利；同時，該計畫也訓練學員高值化美國專利說明書解讀與撰寫技巧。最後，各團隊必須利用團隊創意發想與腦力激盪，提出若干具有可專利性以及商業價值之創意，將上述所提之創意撰寫成為高值化美國專利說明書，並於103年3月舉行研習成果發表會。本文作者恰為本院派訓參與該計畫的菁英種子成員之一，因此特將過去一年訓練成果與課程所學精華濃縮撰寫成本文。本文主要為本院專利初學或不甚了解同仁介紹高值化美國專利，從產出至運用階段所需具備的方法與技巧；此外，本文也將介紹美國專利申請之迷思與易犯的錯誤；最後，本文介紹創造高值化美國專利所須具備的條件，冀望本文論述內容可提供未來本院同仁，申請高值化美國專利的參考與依據。尤其，本院轉型為行政法人之後，專利品質提升也勢在必行，才能延續本院在國防科研與軍民通用技術開發的競爭優勢。

    關鍵詞 ： 美國專利、創意研發、專利撰寫、高值化專利、智權管理

    • 智權專欄
    • 會展攤位設計與著作權侵權風險預防
    • 陳秉訓

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    在2012年台灣國際會展產業展的「綠色攤位競賽」參賽辦法中，注意事項第三項規定：「參選單位應保證設計及裝潢材質確實用於本屆展覽攤位設計及裝潢，並且不侵犯他人智慧財產權。若經查違反以上參選規定屬實者，外貿協會得取消其獲獎資格，並追回獎狀及獎金」。此顯示會展產業已有智慧財產權保護的意識。但只要會展攤位設計者獨立創作且未抄襲，則應無侵害他人智慧財產權的機會。本文試圖從智慧財產法的概念來分析會展攤位設計的智慧財產權侵權風險，並提出適當的預防機制。基本上，會展設計涉及的智慧財產權比較與著作權有關。根據智慧財產法院民事判決98年度民著訴字第13號，「著作權在於保障著作表達方式，而非構想本身，故如無重製、仿製等情事，縱使著作內容相似，不同之著作人基於自己之表達方式，亦可同時享有著作權」。亦即，只要是獨立創作，則侵害他人著作權的機會即可大幅降低。本文嘗試從會展攤位設計流程角度來提出控制或降低智慧財產權風險的建議。主要觀念在於利用已屬於公共財的資訊來做為設計的參考資訊，以及應有事先發表設計內容的程序。如此，會展攤位設計者可盡量避免侵害他人著作權，也能早點公開宣告其對該設計的著作權。

    關鍵詞 ： 會展設計、攤位設計、智慧財產權、著作權、設計流程

    • 一般論述
    • 新VQ影像索引值編碼技術A Novel VQ Index Compression Scheme
    • 李國和(Gwo-Her Lee)‧劉勇志(Yung-Chi Liu)‧齊立平(Li-Pin Chi)

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    在現今資訊網路蓬勃發達的社會裡，影像傳輸的需求越來越殷切，由於影像資料量大，傳輸速度常受限於有限頻寬，因此，資料壓縮就顯得格外重要。本研究提出創新的改良式編碼樹法(MCTAS)，此技術為無失真索引值編解碼法，它對經過向量量化(VQ)的索引值再進行一次編解碼，MCTAS容易以軟硬體實現，可降低頻寬需求，進而提升影像傳輸率。在實驗中，MCTAS會與多種影像壓縮方法比較真實UAV飛測影像，證明其高壓縮效率的優越性。Image transmission is highly focused on today's internet. Due to the large amount of image data, transmission jam happens frequently on the limited bandwidth. Thus, data compression becomes particularly important. This study proposes a novel Modified Code Tree Assignment Scheme (MTCAS) that is a lossless index coding scheme to further encode the VQ output indices. MCTAS is easily implemented by software. In addition, it can improve the image transmission rate with less demand of bandwidth. Experimental results will demonstrate the effectiveness of the proposed scheme in comparison with some existing popular index coding schemes on real UAV flight images.

    關鍵詞 ： 向量量化(Vector Quantization, VQ)、相似索引編碼(Similarity Index Coding, SIC)、動態索引表編碼(Dynamic Index Table Coding, DITC)

    • 一般論述
    • 跳頻、展頻與保密關鍵技術異與同Similarities and Dissimilarities of the Key Techniques Between Frequency
    • 李昕翰(Hsin-Han Lee)‧陳文禮(Wen-Lii Chen)

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    近一世紀以來，隨著科技與資訊的快速演進，現代戰爭的步調更是瞬息萬變，高科技、數位化的戰場使得無線通信方面的攻防戰也愈來愈受到重視，面對軍事作戰之複雜電磁環境的威脅，以及敵軍的通信偵蒐、竊聽與蓄意干擾，我軍勢必做出對應的防護作為。本文將針對無線通信抗干擾重要技術，列舉跳頻、展頻及保密技術分別進行介紹，並探討分析三種技術的關鍵核心－亂碼序列的產生。With the information and technology evolving swiftly in this century nowadays, tempo of modern war vary from minute to minute. Wireless communication security has been paid much attention due to the digitized high tech battlefield. Facing the intimidation of complicated electromagnetic environment and monitor, detection, interference on purpose from the enemy in electronic warfare, we must take some protection methods to deal with it. This paper will focus on anti-interference and deception techniques in wireless communication, then we introduce frequency hopping, direct-sequence spread spectrum, and encryption, after that, we analysis the key point pseudo-noise sequence of these three techniques.

    關鍵詞 ： 跳頻(Frequency Hopping)、展頻(Spread Spectrum)、保密(Encryption)、亂碼序列(Pseudo-Noise Sequence)

    • 一般論述
    • 新世代3D IC電子封裝技術發展研究Study on the Development of Next Generation of 3D IC Package
    • 趙本善(Pen-Shan Chao)

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    新世代三維電子封裝(3D IC Package)係利用矽穿導孔(Through Silicon Via, TSV)技術，可使不同晶片垂直互連，縮短組件線路連接距離，進而降低寄生電容與耗電率。更重要的是，藉由三維電子封裝的垂直互連技術，可以輕易達到同質元件整合(Homogeneous Devices Integration)，甚至是異質元件整合(Heterogeneous Devices Integration)，進而滿足次世代民生消費性與國防軍事電子產品之需求。本文主要介紹目前全球半導體大廠，包含台灣開發三維電子封裝技術發展現況、遭遇瓶頸與研究趨勢，俾利讀者對於目前相當熱門與新興的三維電子封裝有更深一層的認識。The next generation of 3D IC packages is characterized by vertically interconnecting different wafers with through silicon via (TSV) filling, thereby enabling devices to shorten interconnection distances, reduce parasitic capacitance, and consume lower power. Most importantly, the 3D IC interconnection process can also integrate homogeneous and heterogeneous devices and meet the requirements for next generation of electronic packages in consumer and military and defense electronic products. This paper aims to present the current and overall global developments of 3D IC packages, challenges and research trends in the global and Taiwan IC foundries and package houses, making readers more understanding on the recently most popular and emerging 3D IC packages.

    關鍵詞 ： 三維電子封裝(3D IC Package)、矽穿孔(Through Silicon Via, TSV)、鍍銅填孔(Copper Filling)、中介層(Interposer)

    • 一般論述
    • 高效熱致電元件開發與應用技術Efficient Thermoelectric Generator Development and Application Technology
    • 李進興(Jinn-Shing Lee)

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    熱電材料(又稱溫差發電材料)是一種能將熱能和電能相互轉換的功能材料，眾所周知之西貝克效應(Seebeck Effect)和皮爾特效應(Peltier Effect)為熱電能量轉換和電致冷/熱的應用提供了理論依據。熱致電模組則由集熱單元、熱致電元件與散熱單元等主要組件構成；目前，在市面上電致冷元件已廣泛運用在醫學、化妝品等領域，因以致冷的方式使用，故電致冷元件的耐高溫性不佳，價格也相對便宜。熱致電模組常因散熱單元功能失效或模組散熱不良、應用時接觸高溫，或系統失控過熱而導致熱致電元件失效。為改善熱致電元件應用於熱致電模組，在接觸較高溫環境後，常出現之線路脫落、晶粒與導電層剝離、導線脫落等等問題，本研究採用三種精進措施，並將製程精進後之熱致電元件，經熱致電元件檢測設備測試，發現精進後之熱致電元件(TEC-4)可應用於熱致電模組，並長時間使用於較高溫環境(原僅能應用於200℃以下，現能使用於300℃以上)，同時其發電功率亦較原熱致電元件增加15%以上。在全世界都倡導環保、綠能、再生能源之時，尤其是廢熱來源存在於各行各業，難以回收利用之低溫廢熱(250℃)高達88%以上，倘能在車輛排氣管、瓦斯爐具之餘溫廢熱，以熱致電模組回收廢熱進而發電，則能收降低溫室效應之功效。Thermoelectric modules can convert electrical energy into a temperature gradient––this phenomenon was discovered by Peltier in 1834. The applications of thermoelectric module in cooling or heating effect remained minimal until the development of semiconductor materials. With the advent of semiconductor materials came to the capability for a wide variety of practical thermoelectric refrigeration applications. Thermoelectric devices are solid state devices. They are reliable energy converters and have no noise or vibration as there are no mechanical moving parts. They have small size and are light in weight. As refrigerators, they are friendly to the environment as CFC gas or any other refrigerant gas is not used. Due to these advantages, the thermoelectric devices have found a large range of applications. In this investigation, basic knowledge of the thermoelectric devices and an overview of these applications are given. The prospects of the applications of the thermoelectric devices are also discussed.

    關鍵詞 ： ：熱電材料(Thermoelectric Materials)，熱致電模組(Thermoelectric Power Generating Module)，電致冷模組(Thermoelectric Cooling Module)

    • 一般論述
    • 空中交通管制之綜合答詢器校正分析Analysis of Calibration for Integrated Transponder/Interrogator in Air Traffic Control
    • 胡念祖(Nien-Tsu Hu)

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    綜合答詢器是一種基於微處理器的測試儀，用於完成現代空中交通管制(Air Traffic Control, ATC)應答機和測距機(Distance Measuring Equipment, DME)的全面測試。可以組成用於TACAN(Tactical Air Navigation)、Mode 4 IFF應答機和Mode S應答機等航空設備的完整測試系統。在軍事方面，則用於敵我識別(Identification Friend or Foe, IFF)、長程預警、戰管、地對空防禦裝備等等用途。因此綜合答詢器的校正便十分重要，防止”誤判”的發生，提高民航管控與國防軍事的安全性。本篇論文以Aeroflex出產的ATC-1400A綜合答詢器為例，說明綜合答詢器的應用領域、校正原因、編解碼原理和範例說明、校正項目和步驟、及校正結果。可提供給校正及相關的研究人員完整的了解性。The integrated transponder/interrogator is a microprocessor-based test set designed to accomplish complete testing of modern ATC (Air Traffic Control) Transponder and DME (Distance Measuring Equipment) equipment. When interfaced with some accessory units, it becomes a comprehensive test system for TACAN (Tactical Air Navigation), Mode 4 IFF (Identification Friend or Foe) transponder and Mode S transponder avionics equipment. It can be used in Identification Friend or Foe (IFF)、early warning system、Air Force Satellite Control Network (AFSCN) and ground-to-air defense system etc. Therefore, the calibration of the integrated transponder/interrogator is important to avoid the occurring of "misjudgment" and improve the safety of aviation management and national defense.The Aeroflex ATC-1400A is represented to the application、the reasons of calibration、the concepts of encode/decode and examples illustration and calibration results in this paper. The user and researcher can almost know the calibrating processes of ATC-1400A.

    關鍵詞 ： 綜合答詢器(The Integrated Transponder/Interrogator)、空中交通管制(Air Traffic Control)、敵我識別(Identification Friend or Foe)

    • 科技管理
    • 主計畫產品組裝與實體物流整合之研究Integration of Project Product Assembly and Physical Logistics
    • 王興鉅(Shing-Jing Wang)‧鄭福長(Fu-Chang Cheng)‧曾中文(Chung-Wen Tzeng)‧黃明耀(Ming-Yaw Huang)

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    本院在矩陣式組織架構下，各所、中心依據各自任務特性，發展出不同的物流運作模式，遂行主計畫賦予任務。惟各所、中心間未串接，導致各主計畫不易掌握各項硬品實際狀況，須藉助檔案、電話、電子郵件等進行整合，其作業效率低、資訊正確性亦不足。為改善此現象，本研究分兩階段進行精進檢討，第一階段先對主計畫體系作產品組裝實體物流探討；第二階段針對所、中心工令執行作實體物流剖析；最後再對「主計畫物流資訊管理模式規劃」提出建議。其中在二所各研製組間推動「物流專責單位整合」試行，在實體流與資訊流整合運作下，已獲得諸多寶貴經驗與成果。期盼在後續精進改善下，逐步向本研究之整合目標邁進。Under the matrix organizational structure of CSIST, each Division and Center of the Institute has developed different logistics operation model to serve varied task characteristics of each project. In the absence of automated data linkage between each Division and Center, it is difficult to seize status of physical goods for project management. Archives, telephone, and e-mails are commonly used as communication vehicle for information integration, resulting in low operational efficiency and deficient information accuracy. For improving the logistics operation, this study includes two-step assessment: first step is to investigate the physical logistics in product assembly process towards each project system; secondly, the routing logistics of work orders at each Division and Center are analyzed. Lastly, the "Project Logistics Information Management Model Planning" is proposed. Based on above study, "Logistics Operation Unit Integration" program is promoted and a pilot run project is undergoing among research and production sections in the 2nd Division. With the integration of physical goods flow and information flow, the trial run has received abundant valuable experiences and outcome. Efforts of continuous improvement will be devoted, targeting at final integration goal of this study.

    關鍵詞 ： 實體物流(Physical Logistics)、搬運(Transportation)、系統開發(System Development)、整合物流(Integrated Logistics)

    • 研發成果
    • 無人飛行載具第一人稱飛行輔助影像系統
    • 郭家瑋‧李啟泰

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    目前本院無人飛行載具之飛試，多由外部飛行員，即為以第三人稱從外部觀察飛機狀態來操控載具之飛行員，於目視距離內執行起降程序後，再交手於內部飛行員執行視距外飛試課目。因應計畫目標，未來計畫規劃無人飛行載具之操控包含起降程序皆由內部飛行員完成，內部飛行員在控制站內透過控制站遠端操控載具，不需將載具維持在目視範圍內。起降階段對於飛行載具而言是相當關鍵之過程，除了利用數項精密導引設備達到自動起降之外，尚需考慮並保留人為操控之半自動或手動起飛降落之機制作為備援。因內部飛行員無法如外部飛行員可透過觀測載具而得知載具姿態等資訊，因此必須利用仿有人飛機的各式儀表及影像來使內部飛行員感知載機狀態並加以控制。除了飛行儀表之外，固定式的前向攝影機可提供內部飛行員宛如有人飛機目視飛行時所觀測之影像。當載具利用半自動起降模式時，飛行員可根據影像下達飛行軌跡的微調命令。為了提高飛行員操控效率，前視攝影機影像進一步搭配有人戰機的抬頭顯示器影像，而成為完整的無人飛行載具第一人稱飛行輔助影像系統。本文介紹選用之硬體及硬體架構、仿有人機抬頭顯示器的符號設計及功能、輔助影像系統之安裝調校方法，最後提供實機飛行時截取到之影像。

    關鍵詞 ： 航空工程

    • 研發成果
    • 真空蒸鍍流場之直接模擬蒙地卡羅分析技術
    • 謝澤揚

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    近來計算流體力學(Computational Fluid Dynamics)方法的發展漸趨成熟[1]，數值模擬技術的發展與電腦運算能量的提升使得模擬實際工程問題變得可行。計算流體力學技術廣泛地應用到國防科技與工業界，大幅降低研發成本與時程，提升設計品質與可靠度。一般的計算流體力學方法視分析流體為連續體，求解奈維爾－史托克(Navier-Stokes)方程式。但是，近年來國防武器系統的發展逐漸觸及到高空與高速的飛行狀態，工業技術的發展常涉及微尺度或是高真空環境。高空、高溫、高速、低密度、微尺度的流場環境皆為稀薄氣體動力學的適用範圍，分析這些極端流場狀態必需使用分子運動理論(Gas-Kinetic Theory)的數值方法。各類求解稀薄氣體流場的方法中，直接模擬蒙地卡羅(Direct Simulation Monte Carlo, DSMC)方法是最為成熟且應用廣泛的數值方法。

    關鍵詞 ： 飛彈火箭

    • 研發成果
    • 艦船聲紋自動識別系統之建立
    • 林澄貴‧丁青青

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    水下反潛作戰的首要工作在於被動偵測與識別，偵測是確定目標存在與否、而識別則在判定敵我，以被動聲納來實施中距離的潛艦偵蒐任務，其判別潛艦的方式大多不外採用低頻分析紀錄(Lofargram)及配合人耳聽覺判讀，這種判別的方式需要很長時間的養成教育，以聽覺判讀而言，不是一般人就可以勝任，除了要有一般的輪機、信號處理的知識外，尚需特殊靈敏的聽覺，還要懂得情緒控制，能夠接受無比壓力與耐力的考驗，因為在戰時全船的安危可能全繫在判讀聲納人員的身上。隨著科技的進步、電腦計算能力的快捷與價廉，自動化識別比對已經不再是夢，藉由它的協助可以大大的卸下判讀人員的重擔，免除了許多不確定的人為因素，提高了辨識的成功機率，本文將從過去的技術回顧逐步的探討到運用人工智慧的判讀，同時將分析在識別前置作業過程中，艦船特徵析出的一些方法，因為好的識別工作最重要一環是有無擷取到真正代表性的特徵，這很像人的基因識別，只要分析出每個人染色體密碼，識別的工作就事半功倍。

    關鍵詞 ： 資訊通信

    • 研發成果
    • 安全氣囊品質驗證技術建立及推廣
    • 馬紹波‧王弘逸

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    84年本院將科專及技服制度建立，並以更積極鼓勵各單位提案爭取及參與，本組即擴展武器系統火工件品保專業至民生火工件相關研製，考量需求成長可期之市場性及對國人安全保障之社會責任，以安全氣囊研製計畫為切入點，於三彈研發高峰期建立能量，投資人力、機具擔任當時本所自行開發安全氣囊計畫之品保分系統，除透過經濟部科專經費，逐步建立額外硬體能量及渡過科研案低潮，亦由計畫參與過程，擴展對車用零組件、模組檢測需求、規劃、結果分析之「軟實力」，更因本組可執行火工件檢測之特殊性、人員專業及服務熱忱、機具能量完整性及率先各法人機構卡位之時機掌握等主客觀優勢，已於國內此領域具領先地位，在國內外相關民商夙有口碑，其歷程及關鍵應對本院有志在軍、民範疇開創通用技術之單位有參考價值，故以本文分享。

    關鍵詞 ： 化學工程

    • 研發成果
    • RTM技術製作光電酬載護蓋
    • 徐修硯‧周兆玲‧王百祿

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    光電酬載(圖一)主要是由可見光CCD攝影機、前視紅外熱像儀、雷射測距儀、雷射指標器、多光譜儀等光電感知器所組成，用途非常廣泛。其護蓋構型複雜，原始設計材料使用鋁合金，為配合減重及製程簡化，研究開發FRP複材組件，經評鑑後，選定前蓋、後蓋、左蓋及右蓋先行開發。經考量及設計，完成模具概念設計及發包製作，並結合相關同仁努力，克服製作困難，獲得初步成品。

    關鍵詞 ： 材料光電

    • 研發成果
    • 中波段紅外線影像感測模組開發與應用
    • 陳培元

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    紅外線系統具備被動、隱密、抗干擾、夜視、全天候等優點，世界先進國家無不積極投入開發，並將之列為高敏感度的關鍵科技，嚴格管制輸出。在軍事用途上可應用於飛彈的導引追蹤、目標的搜索追瞄、夜間的辨識觀瞄等，是一個全方位的技術領域。本所從事紅外線技術研究的歷史悠久，早至80年代開發「單乙型紅外線偵檢器」，並運用於飛彈尋標器。國軍現有的紅外線尋標器飛彈中，自製的天劍飛彈，美製的響尾蛇飛彈、榭樹飛彈、復仇者飛彈，以及法製的魔法飛彈等，皆配備有類似構型的尋標器，屬於(或近似於)追熱點型態，其偵測解析度較差，對於低熱輻射目標的偵測距離明顯不足，反反制作戰能力偏低。目前先進的標槍飛彈Javelin使用64×64格式影像尋標器，新型響尾蛇飛彈AIM-9X使用128×128格式影像尋標器，泰德飛彈使用256×256格式影像尋標器，陣列式紅外線影像系統已成為世界先進國家發展新一代飛彈的主要趨勢。

    關鍵詞 ： 材料光電

    • 研發成果
    • 雙視場紅外線變焦鏡頭研製技術
    • 陳建銘

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    雙視場紅外線變焦鏡頭簡單來說就是利用鏡組切換的方式來達到變焦的目的。該鏡頭主要用於光電觀瞄系統，提供雲豹甲車40榴彈砲觀瞄使用。最初變焦鏡頭是向國外公司直接購買，但僅能買到商規鏡頭，軍規鏡頭受限輸出許可，無法取得，因此才由五所光電組投入研製，從96年開始研發，至102年才正式量產成功，期間經歷不少技術問題，但也均能順利克服。無論是光學設計、光機設計、控制電路，皆是自行研發設計。

    關鍵詞 ： 材料光電

    • 研發成果
    • 戰役層級模式模擬系統研究與運用
    • 段泰康‧謝清桂‧劉新生

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    合成化戰區作戰研究模式(Synthetic Theater Operations Research Model)，簡稱STORM，由美國空軍研究、分析、評估與經驗教訓部門(HQ/USAF A9)開發，有完整的後勤、維修、情監偵(ISR)及氣候影響模式，為美軍新一代戰役層級聯戰模擬系統，可多方、隨機統計執行空中、太空、地面及海上作戰計畫模擬，幫助高階決策者在複雜的聯戰環境下評估軍事策略、能力、兵力結構及作戰計畫。國防部已將其規劃為國軍未來主要武器作(研)需建案之模擬分析工具。本中心配合國防部整評司執行模式測試環境整備、測試及教育訓練任務，建立戰役層級模式模擬系統研究與運用之技術能量，可應用於國軍十年建軍規劃之兵力結構分析及本院國防科技政策發展規劃。

    關鍵詞 ： 系統發展

    • 研發成果
    • 新式WEB版軍品料號資訊系統之籌建與規劃
    • 方臺生‧連紹帆‧吳建興

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    自國防部於64年令頒「國軍自編料號編訂及整理規定」乙種以來，國軍軍品料號之制度就已逐漸成形。國軍軍品料號已律定標準格式與欄位，因此本院系維中心為了符合武器研發與生產之需求與料件管理，於民國86年開發建置了「Client-Server-Based軍品料號資訊管理系統」。然舊式系統已沿用多年，許多管制作為已不符現行制度，因此「新式WEB版軍品料號資訊系統」，於民國101年正式上線取代舊式資訊系統，對於原有系統的功能進行精進，實際執行成效良好。本文主旨在闡述系統維護中心於民國100年開始籌劃建置「新式WEB版軍品料號資訊系統」之精進功能。新式資訊系統改善了原有系統的十大功能，使得申編人員、料編人員與核判人都有正確且透明的資訊，作業流程相對嚴謹，不易產生漏件未編或退編無法管制的情況。新式系統更增加的統計功能，對於申編成功件數可以進行統計分析。此項功能對於料件管理與績效考核有極大幫助。

    關鍵詞 ： 系統維護

    • 研發成果
    • 矩陣式壓電技術應用於足壓感測器設計
    • 邱俊維‧吳世基‧許順峯

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    本中心執行傳產計畫，繼完成高發電效能壓電轉換元件開發後，續將此技術應用於壓電感測器之設計，相較於傳統製鞋業的以2D靜態足壓影像量測作為舒適鞋或矯正鞋設計方式，本研究以壓電方式擴大為3D動態足壓感測，使更能準確及多向性的偵測出使用者之足部壓力，設計出一雙更符合人體工學之鞋具，作法以現有2D足壓感測系統為基礎，進階以矩陣式壓電元件與足壓圖型編碼等關鍵技術作為設計主軸，未來可加入RFID通訊介面，以及影像處理技術等。本研究成果預期將可提升健康照護及運動休閒產業所需之便利及普及性，於鞋業市場有一定之商機。

    關鍵詞 ： 系統製造

    • 研發成果
    • IP CAM網路攝影機的發展沿革
    • 徐國誠

    卷期 ： 42 / 3

    出版年 ： 2014/07/01

    攝影機的演變從早期的VCR類比CCTV系統，攝影機將訊號傳送到VCR，以圖框處裡器控制播放，資料傳輸、儲存和播放都是採用類比方式，後來轉變為DVR的類比CCTV系統攝影機，將類比訊號傳送到DVR，由DVR轉成類比訊號儲存和播放，最後伴隨著ICT資通訊技術的導入下，進而衍生出數位IP CAM網路攝影機的網路視訊系統，IP CAM直接傳出數位訊號，可在任何連接網路的裝置儲存、播放、以及各種影像分析應用，並可遠端直接控制IP CAM。近年來由於多媒體及閉路電視影像需求服務增加，但受限於類比系統架構限制，線路繁雜，且具有無法多人同時任意調閱即時影像及影像錄存調閱不易等缺點，故數位影像平台逐漸成為主流。數位影像平台主要採用網路攝影機(IP CAM)或將類比影像壓縮數位化後，可藉由IP網路架構為平台來傳輸視訊，使用者可透過IP網路來傳輸數位影像、音源，也可在網域內任一點監看及錄影。

    關鍵詞 ： 資訊管理