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问一些RFID标签天线的设计仿真问题

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
初学HFSS及RFID,RFID专区太冷清,所以到这里来问一下:
1)RFID标签的天线多数都采用类偶极子(弯折)的平面天线,那么偶极子中间两个端口之间的距离(不知道是不是称为feed gap)一般是多少?是标准的呢,还是说不同芯片厂商的芯片尺寸不同决定的?若是不同的,那么常用的尺寸是什么数量级?
2)在天线的两个端口下面为什么还要加两个独立的矩形?
3)在施加激励时好像是在偶极子中间两个端口之间画一个矩形,施加lumped port类型激励,那么这个用来施加激励的矩形的大小有没有什么讲究?求解模式是用driven modal还是driven terminal?若用driven modal(看HFSS10里的BowTie天线的例子,用的是driven modal),积分线如何设置?
4)施加lumped port激励时要设置阻抗,因天线与芯片直接连接,这个阻抗应设置为芯片的阻抗呢,还是芯片阻抗的共轭阻抗?个人感觉这个阻抗应该是lumped port激励源的阻抗,天线的阻抗要与其共轭匹配,若把lumped port的阻抗设置为芯片的共轭匹配阻抗,那么天线阻抗再与lumped port的阻抗共轭匹配,结果得到的天线的阻抗与芯片阻抗就相同了,而不是与芯片阻抗共轭了。
5)在HFSS11设置lumped port中最后一步的“post processing”选项中,“port renormalization”是选“Do not Renormalize”还是选“Renormalize all modes”,两者的作用是什么?
谢谢!


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fatbear,你好!
1.製作 tag chip的廠商很多,沒一定的標準,我甚至看過六隻腳的tag chip(兩支接feed另外四隻空接)
,德州儀器和大部分的美國廠商是使用mm為單位
2因為tag chip再擺放時 要相當精準不能夠歪掉不然輸入阻抗變化很大(標籤饋入點是非常敏感的)
所以我認為  那兩點有可能是 擺放對準用的(只有一小部分我也看不是很懂)
另外我想也有可能  他的chip非一般的兩隻腳饋入,可能是四隻或六隻

3) 这个是没有关系的
4)阻抗应设置成芯片的共轭,lump的阻抗并不是激励的阻抗,是天线的输入阻抗,可以理解成激励所接终端的阻抗;
5)选not吧,这个是画smith chart用的,就是说以哪个阻抗值做归一化,hfss默认是以50ohm做归一化的基数,如果你lump设置的阻抗不是50ohm就选not,那就是以你设置的阻抗值作为归一化的基数

vickikim91,谢谢!
最近刚去Impinj的网站下载了它的tag chip的datasheet,里面也没有提到feed gap的尺寸。那么要设计天线,连厂家的datasheet都没有feed gap尺寸信息,那从那里去了解该信息呢?
不过它的chip是四个管脚,datasheet中推荐的与天线的连接方法中天线的范例中也有两个独立(floating)的矩形。但即使是四个管脚,因那两个矩形是floating的,连接在这两个floating的矩形上的管脚还是floating的,因此有没有这两个floating的矩形效果应该是一样的。也许正如你的猜测,是用于对准的。

施加lumped port激励时要设置阻抗,设置的阻抗应为给天线馈电的微带天线的特性阻抗

thirey,谢谢!
关于lumped port祖康设置的问题,本来应该把天线的阻抗“设计”成芯片的共轭,但现在却把阻抗直接“设置”成芯片的共轭,那么通过什么来判断最后所设计的天线与芯片实现了共轭匹配(而不是设置成共轭匹配)?是不是把S11的最小值的频率调整到所需要的工作频率?还是通过其它方法?

fatbear,你好!
如果厂商提供的资料说明不完全,我会直接连络代理厂商的业务,
不过如果可以选择的话我会挑选已经有详细data sheet的晶片。

关于第四点,还没有一个清晰明确的解答,我还是比较迷惑,换一个角度来问:如果lumped port的impedance设置为tag chip的阻抗的共轭值,那么如何根据HFSS的仿真结果来判断天线与芯片之间达到了匹配?

smith chart判断
也可以用S11来判断,阻抗跟设置的lump阻抗一样最好
但是芯片阻抗的实部一般比较大,偶极子的实部没这么大,看S11就行了

lump设置成芯片的共轭是为了看天线和芯片的匹配程度
其实不需要设置也行,只要看输入阻抗值,虚部跟芯片匹配基本就没问题了

thirey,谢谢!
我现在只是刚开始按照一些例子学习HFSS,还没有用过Smith Chart的功能,如果lump设置成芯片的共轭,仿真后是不是直接从Smith Chart得到天线的阻抗?
另外,“其实不需要设置也行”是否是指直接用缺省得50欧姆?“只要看输入阻抗值”是否就是看Z11?还需要其它换算吗?

直接看Z11就能得到天线输入阻抗了,不需要换算

小编,给你个建议,你所提的这些问题在本论坛RFID射频识别,RFID天线设计板块都讨论过。你仔细看那些问题,估计你会找到答案。因为大家刚开始都会遇到这些问题。另外,这类帖发在RFID射频识别,RFID天线设计板块更有利于解答。你所提的1、2两个问题需要你仔细阅读标签芯片规格书,上面有介绍。标签芯片有很多型号,他们的大小,pad定义都不尽相同,每个都需要单独设计。

受益,谢谢

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