隨著醫療科技的進步，健康議題逐漸受到重視，未來醫療品質的需求將成為商機。傳統的測量方法需直接接觸人體，或讓病人佩戴感應裝置，這可能引起不適並影響結果。非接觸式雷達技術因其無接觸、無侵入性、無感染風險，逐漸成為監測生理訊號的熱門替代方案。雷達系統可長時間監測生理訊號，並具穿透牆壁功能，適用於醫療照護、災難救援等多種領域。混合雷達系統（CW和FMCW模式）結合了精確距離測量和生理訊號監控，適合多人體徵監測，並可在複雜環境中進行精準測量，提供更準確的心跳和呼吸訊號。

• Propose FMCW radar sensing technology combined with a heart rate extraction algorithm based on Robust Local Mean Decomposition. 

•  Improve the problem that the RLMD algorithm cannot be directly applied to radar physiological signal measurement. 

•  Correctly detect the heart rate and can observe the electrocardiogram. 

This research focuses on developing miniature implanted devices to predict and prevent glaucoma, in collaboration with Purdue's Brain Computer Interface Lab. Using Low Temperature Co-fired Ceramics (LTCC), the system integrates RF-ICs, MEMS sensors, antennas, and microprocessor chips into a compact device. Challenges include system integration, miniaturization, and advanced packaging. The device, implanted in the eye, requires a small form factor and ultra-thin design. Remote powering via an embedded antenna successfully charges the internal capacitive array. Live animal testing demonstrated effective wireless data transmission, with power levels well above the minimum detectable signal, ensuring reliable performance. 

傳統網路架構以分層設計為主，但近年的研究發現這樣的結構無法達到最佳傳輸效率與資源應用。因此，需要不同網路層級之間進行互動，將底層資訊如頻帶、方向、連結強度等反饋至上層進行路徑選擇等處理。這需要異質整合的網路分析模型來支援跨網路層級的協同作業。這樣的設計能有效降低封包路徑的能量消耗與延遲，對 WBAN 網路的能量效益有顯著提升。 

This laboratory collaborates on a wireless sensor network NSF project, introducing a novel RF front-end with directional antennas. These antennas improve network infrastructure and sensor functionality, allowing independent location detection and enhanced performance. The system outperforms omni-directional antennas in various environments and is being tested for real-world applications.

本計畫提出一種新型的無線自供電無電池多通道開關，透過按扣外力獵能技術實現無線控制，並無需更換電池，完全消除維修成本。該系統可應用於各種場景，如建築物電控系統、居家照明、風扇控制等，並且具備綠能、環保的特性。通過壓電振動方式獵能，並利用短按壓時間來啟動電路並實現低功耗無線傳輸，具備自我供電功能。此設計採用了433 MHz的ISM頻帶，並且采用低剖面微型天線來實現小型化與寬頻化。研究中還探討了多種微型結構，如碎形、眼型與半月型天線，並進行了不同頻帶的寬頻設計，以提升系統的傳輸效能和覆蓋範圍。

在無線通訊環境中，物體的運動和人體近身網路的頻繁相對運動使得通訊環境不穩定，影響傳輸可靠性和速度。為解決這些問題，智慧型可重組化天線可調整接收電路，提升訊雜比，並對抗衰竭性通道。全方位可重組化無線電設計能適應環境變化，調整阻抗、頻帶、指向性等參數，並有效降低共頻干擾。此設計涵蓋可重組化阻抗匹配、頻帶天線、指向性天線和濾波器，能有效分配資源，提升生理資料的無線傳輸可靠性。

本研究探討透過可調式匹配網路來實現超寬頻（UWB）天線的選擇性阻抗匹配。透過頻譜角度調整天線的阻抗，實現最大信號傳輸並減少非匹配頻率的衰減。使用 PI 型匹配網路，根據不同的電容電感值調整頻寬，並通過電壓控制可變電容和射頻開關提高調整的彈性。模擬結果顯示，在 1.8 GHz、2.4 GHz 和 3.5 GHz 頻帶中，該匹配方法有效提升了天線性能，並為未來高頻應用提供了改進方案。

積體電路和無線傳輸技術推動了小型醫療與植入裝置的發展，實現了全身生理健康資訊的監測與遠距醫療診治。植入式醫療裝置包括心律調節器、耳蝸管植入、藥物灌輸系統等，其中植入式天線是關鍵元件之一。植入天線取代有線傳輸，提高了靈活性與便利性，並可應用於熱治療、生理參數監測等領域。面對高齡化社會的挑戰，結合口腔內感測器的自動給藥系統（WSDD）能精確控制藥物劑量，提升治療效果。此研究強調天線尺寸、增益和效率等技術挑戰，並探討3D植入式天線的設計對系統效能的影響。

植入裝置可精確即時監控體內狀況，並廣泛應用於生醫領域。其關鍵組件之一是供電系統，本實驗室提出利用無線供電技術，使植入裝置能透過皮下組織無線接收外部電源。該設計採用微型天線克服接收限制，並將無線電波轉換為可供邏輯電路和整體系統使用的直流電，並儲存能源。為了在有限的微小面積內實現高效能，採用雙級互補型倍壓電路，並進一步透過脈衝設計來提升效能。

隨著生活水準與醫療衛生進步，對醫療需求日益增長。本實驗室利用無線感測網路（WSN）與無線近身網路（WBAN），結合資訊通訊技術，設計並構建遠距居家照護系統，提供即時、低成本、個性化的醫療服務。以凝血檢測電路為例，我們設計了一款可攜帶的血液凝固檢測裝置，並透過藍牙或ZigBee無線傳輸實現遠距監測，節省35.8%的能量消耗並降低成本，達成即時治療的目標。此外，實驗室也在開發一個402 MHz VCO電路，應用於生醫植入裝置，實現無線即時監測與給藥系統。

This project focuses on designing micro-sized broadband antennas integrated with flexible electronics for biomedical applications. It explores electromagnetic properties of flexible substrates and develops implantable antennas for the Med Radio band. The project aims to enhance healthcare through efficient, miniaturized, and high-performance antenna designs, improving wireless communication in medical devices.

本研究致力於開發低侵入式生醫感測裝置，並探索其在早期癌症檢測中的應用，特別是肺癌的篩查。肺癌是全球致死率最高的癌症之一，現有的診斷方法如影像學檢查和活體檢驗不僅耗時且存在誤判風險。為了解決這些問題，本研究提出了一種新型的無線感測系統，結合高頻微波技術、超材料和無電池設計，利用非侵入式的微波感測原理進行癌細胞的即時篩查。通過互補式開口環形共振環（CSRR）結構，該系統能準確檢測到由病變組織引起的介電常數變化，並進行頻率偏移分析，實現低成本、高靈敏度的癌症早期檢測。

此外，這項技術還可應用於其他生理信號監測，並與RFID技術結合，為未來醫療領域提供一種便捷、低風險且高效的健康監控方案。該系統具有無線、即時、低侵入的特點，可在不打擾病人的情況下進行長期健康監測，並在早期識別疾病跡象，實現預防醫學的目標。

This research focuses on developing miniature implanted devices to predict and prevent glaucoma, in collaboration with Purdue's Brain Computer Interface Lab. Using Low Temperature Co-fired Ceramics (LTCC), the system integrates RF-ICs, MEMS sensors, antennas, and microprocessor chips into a compact device. Challenges include system integration, miniaturization, and advanced packaging. The device, implanted in the eye, requires a small form factor and ultra-thin design. Remote powering via an embedded antenna successfully charges the internal capacitive array. Live animal testing demonstrated effective wireless data transmission, with power levels well above the minimum detectable signal, ensuring reliable performance.