2016年《射频电路设计》实验

实验三RFID标签的设计、制作及测试一、【实验目的】在实际的生产过程中，RFID电子标签在设计并测试完成后，都是在流水线上批量制造生产的。为了让学生体会RFID标签天线设计的理念和工艺，本实验为学生提供了一个手工蚀刻制作RFID电子标签的平台，再配合微调及测试，让学生在亲自动手的过程中，不断地尝试、提炼总结，从而使学生对RFID标签天线的设计及生产工艺，有进一步深刻的理解。二、【实验仪器及材料】三、【实验内容】第一步(设计)：从UHF标签天线产品清单中，挑选出一款天线结构，或者自己设计第二步(制作)：将第一步中设计好的标签模型用腐蚀法进行实物制作第三步(测试)：利用UHF读写器测试第二步中制作的标签实物性能四、【实验要求的知识】半波偶极子的总长度为波长的一半，对于工作在UHF频段的半波偶极子，其长度为份识别卡、图书等。2五、【画图练习】3六、【实验步骤】可参照“UHF标签天线产品清单”，或者标签实物，选择其中一种，估算或用尺子测4绘制弯绘制弯折结构时主要用到：画矩形面，合并，对称复制绘绘制缝隙结构时主要用到：画矩形面，画线，挖空注意天线中间要留有2mm乘以2mm大小的空隙，用于焊接芯片。线实物制作：HFSS图纸导出方法，只能导出XOY(Z=0)面的图纸信息，如果需要的图层不在XOY面2、芯片焊接：如下图所示，本实验中用的芯片集成模块是将芯片制成可焊接封装，通过引出针脚来实现芯片与外部天线的链接。芯片有三个引脚，其中位于一侧的OPEN引脚使用镊子夹住芯片对准焊点，用电烙铁融化焊锡即可完成焊接。完成天线刻蚀和芯片焊接后，一个完整的标签即制作完成。第三步：标签性能测试大读取距离、频率特性等性能指标。根据测试结果评估该标签的性能是否满足设计要求。5按照上图所示方式将标签天线对准UHF读写器天线，并沿图中所示虚线向远离读写器方向移动标签，找出能否成功读取的临界点，记录读取距离。七、【实验结果】1、将标签天线的实物图粘贴于此制作的标签的EPC码和读取距离标标签天线读取距离(m)本次制作的标签6实验五L形匹配网络设计一、【实验目的】的ADS软件。本次实验通过阻抗匹配的设计实例，作为ADS的入门，为将来从事射频设计工作打下基础。有兴趣的同学课后可以自学徐兴福编著的《ADS2008射频电路设计与仿二、【实验仪器及材料】三、【实验内容】四、【实验要求的知识】五、【范例：利用史密斯圆图设计L形匹配网络】先通过一个范例进行练习，设计过程如下：②选择主视窗中[File]菜单>[NewProject]，弹出[NewProject]对话框，如下图所示，框中选择工程使用的长度单位为millimeter。选择完毕后点击[OK]按钮，弹出原理图向导，点击[Cancel]按钮关闭向导，弹出原理图编辑视窗。2)创建原理图(Schematic)7ch3)利用史密斯圆图设计L形匹配网络①在新建的原理图Match1中，选择[tool]菜单>[SmithChart]命令，弹出[SmithChartUtility]窗口，在该窗口中，需要设置Freq(频率)和Z0(传输线特性阻抗)，这里默认设②回到原理图Match1的编辑窗口中，在左上角的元件库一栏，点击“Lumped库，选好后在左侧的元件面库，选好后在左侧的元件面板中将显示唯一的元件图标，这个图标代表史密斯圆图元8件，将该元件插入到原理图中，如下图所示。➢➢➢➢选中原理图中的史密斯圆图元件选中[SmithChartUtility]窗口中的[BuildADSCircuit]按钮，弹出“SmartComponentOK按钮选中[SmithChartUtility]窗口中的[Auto2-elementMatch]按钮，弹出[NetworkSelector]Utility]窗口，在右下角会观察到出现了匹配电路图，如下图所示，单击图中的电容，可[SmithChartUtility]窗口的左半边，可以观察到经过L形匹配网络后阻抗的移动路径，负载(方形标记)阻抗点先经过等电阻圆，再经过等电导圆，最终到达圆心的匹配点。④在原理图中观察子电路现在原理图中的史密斯圆图元件已经有了子电路，下面观察子电路，步骤如下：9➢单击原理图中的史密斯圆图元件➢➢然后单击原理图工具栏中的按钮，进入子电路，如下图所示，从图中可以看出，➢➢在原理图的工具栏中，单击按钮，从子电路退出。⑤在原理图中仿真匹配网络➢➢单击工具栏中的按钮，将电阻和电感连接起来，并将电感接地，如下图所示，这其接地。➢单击工具栏中的按钮，将Term、匹配电路和负载电路连接起来，如下图所示。➢在左侧的元件面板中，选择S参数仿真控件SP，插入原理图的画图区，对SP1频率扫描的起始值为0.5GHz1频率扫描的终止值为1.5GHz1频率扫描的步长为0.01GHz栏中单击按钮，运行仿真，仿真结束后，数据显示弹窗自动弹出，初始状态没有任何数据显示，用户自己选择需要显示的数据和数据显示的方式。➢在数据显示视窗中，单击左侧面板中的按钮，在弹出的对话框中，选择要显示的题】完成第五部分的范例练习后，根据以下设计需求，设计一个L形匹配网络，并完成第七部下图所示的L形匹配网络➢负载为(90+j75)Ω七、【思考题】1)将第六部分的设计结果截图粘贴到以下空白处b)S11曲线(标注出中心频率处的S11数值)实验六巴特沃思滤波器设计一、【实验目的】滤波器是RFID射频前端中的一个重要组成部分，起着频带选择、滤除干扰的作用，本次实验通过一个滤波器的设计实例，掌握滤波器的仿真设计方法。二、【实验仪器及材料】三、【实验内容】五、【实验要求的知识】五、【实验步骤】1.基本操作练习4)新建滤波器工程和设计原理图(4.2.1)③新建一个工程④建立一个低通滤波器设计，将原理图截图并粘贴到【实验结果】中5)设置仿真参数和执行仿真(4.2.2)①设置仿真参数②仿真并查看仿真结果，将仿真结果S21曲线截图并粘贴到【实验结果】中S曲线截图并粘贴到【实验结果】中)滤波器的设计指标如下:➢具有最平坦响应，通带内波纹系数小于22)集总元件滤波器电路的生成(4.3.2)按照4.3.2节的操作步骤，生成电路图及仿真结果，将电路图及仿真结果截图并粘贴到【实验结果】中3)集总参数滤波器转换为微带滤波器(4.3.3)按照4.3.3节的操作步骤，生成电路图及仿真结果，将电路图及仿真结果截图并粘贴到【实验结果】中综合设计：及仿真结果截图并粘贴