无源uhfrfid应答器天线以及射频匹配网络设计

1、微电子学与固体电子学专业毕业论文微电子学与固体电子学专业毕业论文 精品论文精品论文 无源无源 UHFUHF RFIDRFID应答器天线以及射频匹配网络设计应答器天线以及射频匹配网络设计关键词：射频识别关键词：射频识别 应答器应答器 偶极子天线偶极子天线 射频匹配网络射频匹配网络 整流电路整流电路摘要：作为一项新兴的自动识别技术，无线射频识别技术被喻为 21 世纪最具革 命性意义的无线通信技术之一。它基于射频信号的空间耦合原理和电磁场的传 输特性，通过无线信号进行双向通信，自动识别目标物体并提取相关信息。无 线射频识别技术系统分为低频、高频、超高频、微波等四个工作频段。目前最 被看好的超高频段是未来商用市场规模最大的频段，也是技术上最难实现的频 段。无线射频系统又可分为有源系统、无源系统和半有源系统，本文主要关注 的是超高频无源 RFID 应答器技术的研究。 在超高频段的无源 RFID 应答器的 设计中，天线以及天线与应答器芯片的射频匹配问题是应答器设计的重点，决 定着整个 RFID 系统的实际可用性以及读写距离。本文依据 ISO/IEC18000-6B 标 准，对 UHF 频段(915

2、MHz)天线及电源恢复模块进行了研究，该模块包括天线， 射频匹配网络和整流电路。天线设计采用了 ADS Momentum 软件进行仿真，分别 设计了标准偶极子天线，性能优化偶极子天线和弯折(尺寸优化)偶极子天线， 并利用测试平台对天线进行了性能测试，在与芯片的 Bonding 测试后，结果显 示天线的方向性、增益、阻抗以及带宽均满足设计要求，优化后的天线可以工 作在 3 米左右，进一步优化则可以满足实际应用的要求。 对于射频匹配网络， 本文采取的是 L 型匹配设计，提出了利用天线的寄生电感 Lm，将其推入到 L 型 匹配网络中，通过调整反向散射电路的电容来改变匹配网络的容抗 Cm，从而实 现 ASK 调制方式的反向散射。论文研究了一种自动匹配网络，该网络能实现天 线与应答器芯片间的自动匹配。论文还研究了芯片模拟前端整流电路，其作用 是将从电磁场中获取的能量转化为直流电压，为芯片其它模块供电。本次设计 使用 Cadence Spectre 工具进行仿真并采用 Chartered0.35umEEPROM 工艺进行 流片。流片结果显示天线配合芯片工作正常，具备与阅读器的通讯能力，具有 产业化

3、前景。正文内容正文内容作为一项新兴的自动识别技术，无线射频识别技术被喻为 21 世纪最具革命 性意义的无线通信技术之一。它基于射频信号的空间耦合原理和电磁场的传输 特性，通过无线信号进行双向通信，自动识别目标物体并提取相关信息。无线 射频识别技术系统分为低频、高频、超高频、微波等四个工作频段。目前最被 看好的超高频段是未来商用市场规模最大的频段，也是技术上最难实现的频段。 无线射频系统又可分为有源系统、无源系统和半有源系统，本文主要关注的是 超高频无源 RFID 应答器技术的研究。 在超高频段的无源 RFID 应答器的设计 中，天线以及天线与应答器芯片的射频匹配问题是应答器设计的重点，决定着 整个 RFID 系统的实际可用性以及读写距离。本文依据 ISO/IEC18000-6B 标准， 对 UHF 频段(915MHz)天线及电源恢复模块进行了研究，该模块包括天线，射频 匹配网络和整流电路。天线设计采用了 ADS Momentum 软件进行仿真，分别设计 了标准偶极子天线，性能优化偶极子天线和弯折(尺寸优化)偶极子天线，并利 用测试平台对天线进行了性能测试，在与芯片的 Bonding 测

4、试后，结果显示天 线的方向性、增益、阻抗以及带宽均满足设计要求，优化后的天线可以工作在 3 米左右，进一步优化则可以满足实际应用的要求。 对于射频匹配网络，本 文采取的是 L 型匹配设计，提出了利用天线的寄生电感 Lm，将其推入到 L 型匹 配网络中，通过调整反向散射电路的电容来改变匹配网络的容抗 Cm，从而实现 ASK 调制方式的反向散射。论文研究了一种自动匹配网络，该网络能实现天线 与应答器芯片间的自动匹配。论文还研究了芯片模拟前端整流电路，其作用是 将从电磁场中获取的能量转化为直流电压，为芯片其它模块供电。本次设计使 用 Cadence Spectre 工具进行仿真并采用 Chartered0.35umEEPROM 工艺进行流 片。流片结果显示天线配合芯片工作正常，具备与阅读器的通讯能力，具有产 业化前景。 作为一项新兴的自动识别技术，无线射频识别技术被喻为 21 世纪最具革命性意 义的无线通信技术之一。它基于射频信号的空间耦合原理和电磁场的传输特性， 通过无线信号进行双向通信，自动识别目标物体并提取相关信息。无线射频识 别技术系统分为低频、高频、超高频、微波等四个工作频段。目前

5、最被看好的 超高频段是未来商用市场规模最大的频段，也是技术上最难实现的频段。无线 射频系统又可分为有源系统、无源系统和半有源系统，本文主要关注的是超高 频无源 RFID 应答器技术的研究。 在超高频段的无源 RFID 应答器的设计中， 天线以及天线与应答器芯片的射频匹配问题是应答器设计的重点，决定着整个 RFID 系统的实际可用性以及读写距离。本文依据 ISO/IEC18000-6B 标准，对 UHF 频段(915MHz)天线及电源恢复模块进行了研究，该模块包括天线，射频匹 配网络和整流电路。天线设计采用了 ADS Momentum 软件进行仿真，分别设计了 标准偶极子天线，性能优化偶极子天线和弯折(尺寸优化)偶极子天线，并利用 测试平台对天线进行了性能测试，在与芯片的 Bonding 测试后，结果显示天线 的方向性、增益、阻抗以及带宽均满足设计要求，优化后的天线可以工作在 3 米左右，进一步优化则可以满足实际应用的要求。 对于射频匹配网络，本文 采取的是 L 型匹配设计，提出了利用天线的寄生电感 Lm，将其推入到 L 型匹配 网络中，通过调整反向散射电路的电容来改变匹配网络的容抗 C

6、m，从而实现 ASK 调制方式的反向散射。论文研究了一种自动匹配网络，该网络能实现天线 与应答器芯片间的自动匹配。论文还研究了芯片模拟前端整流电路，其作用是将从电磁场中获取的能量转化为直流电压，为芯片其它模块供电。本次设计使 用 Cadence Spectre 工具进行仿真并采用 Chartered0.35umEEPROM 工艺进行流 片。流片结果显示天线配合芯片工作正常，具备与阅读器的通讯能力，具有产 业化前景。 作为一项新兴的自动识别技术，无线射频识别技术被喻为 21 世纪最具革命性意 义的无线通信技术之一。它基于射频信号的空间耦合原理和电磁场的传输特性， 通过无线信号进行双向通信，自动识别目标物体并提取相关信息。无线射频识 别技术系统分为低频、高频、超高频、微波等四个工作频段。目前最被看好的 超高频段是未来商用市场规模最大的频段，也是技术上最难实现的频段。无线 射频系统又可分为有源系统、无源系统和半有源系统，本文主要关注的是超高 频无源 RFID 应答器技术的研究。 在超高频段的无源 RFID 应答器的设计中， 天线以及天线与应答器芯片的射频匹配问题是应答器设计的重点，决定着整个

7、 RFID 系统的实际可用性以及读写距离。本文依据 ISO/IEC18000-6B 标准，对 UHF 频段(915MHz)天线及电源恢复模块进行了研究，该模块包括天线，射频匹 配网络和整流电路。天线设计采用了 ADS Momentum 软件进行仿真，分别设计了 标准偶极子天线，性能优化偶极子天线和弯折(尺寸优化)偶极子天线，并利用 测试平台对天线进行了性能测试，在与芯片的 Bonding 测试后，结果显示天线 的方向性、增益、阻抗以及带宽均满足设计要求，优化后的天线可以工作在 3 米左右，进一步优化则可以满足实际应用的要求。 对于射频匹配网络，本文 采取的是 L 型匹配设计，提出了利用天线的寄生电感 Lm，将其推入到 L 型匹配 网络中，通过调整反向散射电路的电容来改变匹配网络的容抗 Cm，从而实现 ASK 调制方式的反向散射。论文研究了一种自动匹配网络，该网络能实现天线 与应答器芯片间的自动匹配。论文还研究了芯片模拟前端整流电路，其作用是 将从电磁场中获取的能量转化为直流电压，为芯片其它模块供电。本次设计使 用 Cadence Spectre 工具进行仿真并采用 Chartered0

8、.35umEEPROM 工艺进行流 片。流片结果显示天线配合芯片工作正常，具备与阅读器的通讯能力，具有产 业化前景。 作为一项新兴的自动识别技术，无线射频识别技术被喻为 21 世纪最具革命性意 义的无线通信技术之一。它基于射频信号的空间耦合原理和电磁场的传输特性， 通过无线信号进行双向通信，自动识别目标物体并提取相关信息。无线射频识 别技术系统分为低频、高频、超高频、微波等四个工作频段。目前最被看好的 超高频段是未来商用市场规模最大的频段，也是技术上最难实现的频段。无线 射频系统又可分为有源系统、无源系统和半有源系统，本文主要关注的是超高 频无源 RFID 应答器技术的研究。 在超高频段的无源 RFID 应答器的设计中， 天线以及天线与应答器芯片的射频匹配问题是应答器设计的重点，决定着整个 RFID 系统的实际可用性以及读写距离。本文依据 ISO/IEC18000-6B 标准，对 UHF 频段(915MHz)天线及电源恢复模块进行了研究，该模块包括天线，射频匹 配网络和整流电路。天线设计采用了 ADS Momentum 软件进行仿真，分别设计了 标准偶极子天线，性能优化偶极子天线和弯折

9、(尺寸优化)偶极子天线，并利用 测试平台对天线进行了性能测试，在与芯片的 Bonding 测试后，结果显示天线 的方向性、增益、阻抗以及带宽均满足设计要求，优化后的天线可以工作在 3 米左右，进一步优化则可以满足实际应用的要求。 对于射频匹配网络，本文 采取的是 L 型匹配设计，提出了利用天线的寄生电感 Lm，将其推入到 L 型匹配 网络中，通过调整反向散射电路的电容来改变匹配网络的容抗 Cm，从而实现ASK 调制方式的反向散射。论文研究了一种自动匹配网络，该网络能实现天线 与应答器芯片间的自动匹配。论文还研究了芯片模拟前端整流电路，其作用是 将从电磁场中获取的能量转化为直流电压，为芯片其它模块供电。本次设计使 用 Cadence Spectre 工具进行仿真并采用 Chartered0.35umEEPROM 工艺进行流 片。流片结果显示天线配合芯片工作正常，具备与阅读器的通讯能力，具有产 业化前景。 作为一项新兴的自动识别技术，无线射频识别技术被喻为 21 世纪最具革命性意 义的无线通信技术之一。它基于射频信号的空间耦合原理和电磁场的传输特性， 通过无线信号进行双向通信，自动识别目标物体并提取相关信息。无线射频识 别技术系统分为低频、高频、超高频、微波等四个工作频段。目前最被看好的 超高频段是未来商用市场规模最大的频段，也是技术上最难实现的频段。无线 射频系统又可分为有源系统、无源系统和半有源系统，本文主要关注的是超高 频无源 RFID 应答器技术的研究。 在超高频段的无源 RFID 应答器的设计中， 天线以及天线与应答器芯片的射频匹配问题是应答器设计的重点，决定着整个 RFID 系统的实际可用性以及读写距离。本文依据 ISO/IEC18000-6B 标准，对 UHF 频段(915MHz)天线及电源恢复模块进行了研究，该模块包括天线，射频匹 配网络和整流电路。天线设计采用了 ADS Momentum 软件进行仿真，分别设计了 标准偶极子天线，性能优化偶极子天线和弯折(尺寸优化)偶极子天线，并利用 测试平台对天线进行了性能测试，在与芯片的 Bonding 测试后，结果显示天线 的方向性、增益、阻抗以及带宽均满足设计要求，优化后的天线可以工作在 3 米左右，进一步优化则可以满足实际应用的要求

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