【摘 要】
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本论文的主要工作是螺旋电感和缺陷地结构的特性及应用研究。论文首先给出了硅基射频集成电路中螺旋电感的涡流损耗的变化规律,然后对螺旋电感在RFID阅读器天线的应用进行了
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本论文的主要工作是螺旋电感和缺陷地结构的特性及应用研究。论文首先给出了硅基射频集成电路中螺旋电感的涡流损耗的变化规律,然后对螺旋电感在RFID阅读器天线的应用进行了研究,最后对改进的哑铃形缺陷地结构进行了分析,利用这种结构设计和实现了一种新型的UWB带通滤波器。
基于对片上螺旋电感及其损耗特性的分析,我们将片上螺旋电感的涡流损耗等效为一个电感和电阻串联的回路,该回路与螺旋电感构成耦合变压器。利用电感的等效电路与基于合成渐进法得到的电感公式,通过等效电路计算结果与EM仿真结果的对比,得到不同尺寸下涡流损耗等效的电感与螺旋电感之间距离的变化规律。
螺旋电感可以用在RFID阅读器天线的设计中,本文针对TRF7963和RC522两种不同射频芯片的特点和项目的具体要求,设计完成了基于FR4板材的双层天线和基于FPC板材的单层天线,并给出了天线等效电路的计算公式和阻抗匹配电路。匹配电路的具体参数因天线的尺寸不同而变化,因此匹配电路的调试是一个较为繁琐的过程,本文提出了一种快速有效的阻抗匹配电路参数的确定方法。
利用改进的哑铃形DGS结构和传统的哑铃形DGS结构,本文设计实现了一个3阶的高通滤波器和一个5阶的低通滤波器。通过高、低通滤波器的级联实现了3.1-10.6 GHz的UWB带通滤波器。仿真与实测结果吻合较好,实测结果表明,该UWB带通滤波器的-3dB带宽为3.17-10.65 GHz,相对带宽达到108％,带内群时延变化小于0.18 ns,3.9-10GHz频带内插损小于0.9 dB,高频阻带超过20 GHz。
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