无源超高频电子标签射频前端设计研究

"无源超高频电子标签射频模拟前端设计" 本文主要探讨的是无源超高频电子标签（UHF RFID）的射频模拟前端设计，这是射频识别技术中的关键部分。作者程永亮在南开大学攻读电子科学与技术及微电子学与固体电子学硕士学位期间，在导师戴宇杰的指导下完成了这一研究。 射频识别（RFID）是一种利用射频电磁波进行非接触式数据通信的技术，广泛应用于物品追踪、库存管理等领域。在各种RFID系统中，无源UHF RFID标签因其长读距、低成本和易于集成等特点，发展迅速。无源标签不包含内部电源，其能量主要通过接收读取器的射频信号来获取，因此对射频模拟前端的设计提出了极高的挑战。 论文首先介绍了RFID系统的基本结构和工作原理，特别关注无源UHF RFID标签的系统架构。依据ISO18000-6 Type B协议，设定了设计目标，包括通信距离、功耗和性能指标。然后，深入研究了低功耗技术，并对整流器、反向散射电路、带隙基准和稳压器等关键模块进行了设计和优化。在这些模块中，功耗和性能之间的平衡是设计的关键。 在具体设计中，电路采用了SMIC 0.18um EEPROM工艺，以降低功耗。带隙基准电路和稳压器的工作电压被设定为2.5V，其他模块为1.8V，低于工艺推荐的3.3V，从而实现了更低的功耗。在电路设计过程中，针对环形振荡器、限流电路和反向散射电路，进行了管子宽长比的精细调整，以确保电源电压的稳定性。 仿真结果显示，设计的无源UHF RFID标签射频模拟前端电路在915MHz的工作频率下，可以实现超过3米的阅读距离，标签的工作电流约12μA，其中射频模拟前端电路占8μA，控制逻辑电路占4μA，各项参数满足设计要求。 关键词：射频标签、射频前端、模拟前端、低功耗 这篇硕士论文为无源UHF RFID标签的射频模拟前端设计提供了理论基础和技术参考，对于提升无源标签的性能和应用范围具有重要意义。它不仅深入探讨了低功耗技术，还提出了一套实用的设计策略，有助于推动RFID技术的进一步发展。