Verfahren zur Modellierung von planaren Spulen für den Entwurf und die Optimierung von Antennenspulen induktiv gekoppelter RFID-Transponder:
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2006
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| adam_text | VERFAHREN ZUR MODELLIERUNG VON PLANAREN SPULEN FUER DEN ENTWURF UND DIE
OPTIMIERUNG VON ANTENNENSPULEN INDUKTIV GEKOPPELTER RFI D-TRANSPONDER
VORGELEGT VON DIPLOM-INGENIEUR SVEN CICHOS VON DER FAKULTAET IV -
ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIK DER TECHNISCHEN UNIVERSITAET BERLIN ZUR
ERLANGUNG DES AKADEMISCHEN GRADES DOKTOR DER IUGENIEURWISSENSCHAFTEN -
DR.-IUG. - GENEHMIGTE DISSERTATION PROMOTIONSAUSSCHUSS: VORSITZENDER:
PROF. DR.-ING. HABIL. G. MOENICH GUTACHTER: PROF. DR.-ING. DR. E.H. H.
REICHL GUTACHTER: PROF. DR.-ING. M. KASPER TAG DER WISSENSCHAFTLICHEN
AUSSPRACHE: 20. JUNI 2006 BERLIN 2006 D 83 INHALTSVERZEICHNIS 1.
EINLEITUNG 1 2. INDUKTIV GEKOPPELTE RFID-SYSTEME 5 2.1.
ENERGIEUEBERTRAGUNG 5 2.2. DATENUEBERTRAGUNG 8 2.3. FELDSTAERKEVERLAUF DER
ANTENNENSPULE DES LESEGERAETES 9 2.4. ANSPRECHFELDSTAERKE DES TRANSPONDERS
15 2.5. AUFBAU- UND VERBIIIDUNGSTECHNOLOGIE VON TRANSPONDERN 17 2.UE.
EXISTIERENDE VERFAHREN FUER DEN ENTWURF VON AIITENNENSPULEN 23 3.
ENTWICKLUNG DES MODELLIERUNGSVERFAHRENS FUER ANTENNENSPULEN 27 3.1.
VORAUSSETZUNGEN FUER EINE MODELLIERUNG DURCH KONZENTRIERTE ELEMENTE . 28
3.2. BERECHNUNG DER INDUKTIVITAET UND DES OHNISCHEN WIDERSTANDES 29
3.2.1. PARTIELLE INDUKTIVITAETEN 29 3.2.2. OHMSCHER WIDERSTAND 31 3.2.3.
INDUKTIVITAETS- UND WIDERSTANDSEXTRAKTION MIT FASTHENRY . . . . 33 3.3.
BERECHNUNG DER PARASITAEREN KAPAZITAETEN 36 3.3.1. KAPAZITAETEN EINER
ANORDNUNG PARALLELER LEITER 37 3.3.2. 2D-FEM KAPAZITAETSBERECHNUNG MIT
MAXWELL2D 40 3.4. NETZWERKORIENTIERTE MODELLIERUNG UND SIMULATION VON
ANTENNENSPULEN . 43 3.4.1. ANSATZ FUER DIE NETZWERKORIENTIERTE
MODELLIERUNG 43 3.4.2. NETZWERKSIMULATION MIT SPICE 47 3.4.3.
PARANIETEREXTRAKTION FUER DIE ANTENNENSPULEN 47 3.4.4. BERUECKSICHTIGUNG
DER AUTBAU- UND VERBINDUNGSTECHNIK 51 3.5. SOFTWARE ZUR MODELLIERUNG VON
AIITENNENSPULEN 52 4. VERIFIKATION DES MODELLIERUNGSVERFAHRENS 55 4.1.
VORUNTERSUCHUNGEN ZUM MODELLIERUNGSANSATZ 55 4.1.1. VERGLEICH ZWISCHEN
GEMESSENER IMPEDANZ UND KOMPAKTMODELL . 55 4.1.2. INDUKTIVITAET UND
OHMSCHER WIDERSTAND VON ANTENNENSPULEN . . 56 4.1.3. KAPAZITAET EINER
PARALLELLEITERANORDNUNG 58 4.2. TESTSPULEN ZUR VERIFIKATION DES
MODELLIERUNGSVERFAHRENS 59 4.2.1. ENTWURF DER TESTSPULEN 59 4.2.2.
MESSUNG DER GEOMETRIE DER TESTSPULEN 61 4.3. MESSVERFAHREN ZUR
PARAMETERBESTIMMUNG 64 4.3.1. MESSUNG DER INDUKTIVITAET UND DES OHMSCHEN
WIDERSTANDES . . . 65 INHALTSVERZEICHNIS 4.3.2. MESSUNG DER PARASITAEREN
KAPAZITAET 65 4.3.3. AUFBAU DES MESSPLATZES 72 4.4. VERGLEICH ZWISCHEN
MODELLIERUNG UND MESSUNG 74 4.4.1. ANWENDUNG DES MODELLIERUNGSVERFAHRENS
AUF DIE TESTSPULEN . . . 75 4.4.2. ERGEBNISSE DER MESSUNG UND
MODELLIERUNG DER TESTSPULEN . . . . 76 4.4.3. DISKUSSION DER FEHLER BEI
DEN MESSUNGEN 83 4.4.4. ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE DER VERIFIKATION
88 5. ANWENDUNG DES MODELLIERUNGSVERFAHRENS 91 5.1. ENTWURF UND
OPTIMIERUNG VON AIITENNENSPULEN 91 5.1.1. VORUEBERLEGUNGEN ZUM ENTWURF
UND ZUR OPTIMIERUNG 92 5.1.2. SOFTWARE ZUM ENTWURF UND ZUR OPTIMIERUNG
94 5.1.3. BEISPIELE FUER DEN ENTWURF UND DIE OPTIMIERUNG 97 5.2. EINFLUSS
VON TOLERANZEN UND VERKAPSELUNG AUF AIITENNENSPULEN 10(1 5.2.1.
SCHWANKUNGEN DER LEITERDICKE UND DER LEITERBREITE 101 5.2.2. EINFLUSS
DER EIGENSCHAFTEN DES SUBSTRATS 102 5.2.3. EINFLUESSE DER VERKAPSELUNG
103 5.3. EINFLUESSE DER UMGEBUNG AUF DEN TRANSPONDER UND DAS GESAMTSYSTEM
. 105 5.3.1. PERMITTIVE MATERIALIEN IN DER UMGEBUNG EINES TRANSPONDERS .
. 105 5.3.2. METALL IN DER UMGEBUNG EINES TRANSPONDERS 106 5.4.
ZUSAMMENFASSUNG DER BETRACHTETEN ANWENDUNGSFAELLE UND AUSBLICK . . . 109
A. ANHANG 111 A.L. NETZLISTE FUER DIE SIMULATION MIT SPJCE 111 A.2.
PARAMETERDATEI DER SOFTWARE ZUR MODELLIERUNG 113 A.3. PARAMETERDATEI DER
SOFTWARE ZUM ENTWURF UND ZUR OPTIMIERUNG . . . . 114 A.4. BEISPIEL FUER
PARANIETERMATIIZEN VON AIITENNENSPULEN 115
|
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VERFAHREN ZUR MODELLIERUNG VON PLANAREN SPULEN FUER DEN ENTWURF UND DIE
OPTIMIERUNG VON ANTENNENSPULEN INDUKTIV GEKOPPELTER RFI D-TRANSPONDER
VORGELEGT VON DIPLOM-INGENIEUR SVEN CICHOS VON DER FAKULTAET IV -
ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIK DER TECHNISCHEN UNIVERSITAET BERLIN ZUR
ERLANGUNG DES AKADEMISCHEN GRADES DOKTOR DER IUGENIEURWISSENSCHAFTEN -
DR.-IUG. - GENEHMIGTE DISSERTATION PROMOTIONSAUSSCHUSS: VORSITZENDER:
PROF. DR.-ING. HABIL. G. MOENICH GUTACHTER: PROF. DR.-ING. DR. E.H. H.
REICHL GUTACHTER: PROF. DR.-ING. M. KASPER TAG DER WISSENSCHAFTLICHEN
AUSSPRACHE: 20. JUNI 2006 BERLIN 2006 D 83 INHALTSVERZEICHNIS 1.
EINLEITUNG 1 2. INDUKTIV GEKOPPELTE RFID-SYSTEME 5 2.1.
ENERGIEUEBERTRAGUNG 5 2.2. DATENUEBERTRAGUNG 8 2.3. FELDSTAERKEVERLAUF DER
ANTENNENSPULE DES LESEGERAETES 9 2.4. ANSPRECHFELDSTAERKE DES TRANSPONDERS
15 2.5. AUFBAU- UND VERBIIIDUNGSTECHNOLOGIE VON TRANSPONDERN 17 2.UE.
EXISTIERENDE VERFAHREN FUER DEN ENTWURF VON AIITENNENSPULEN 23 3.
ENTWICKLUNG DES MODELLIERUNGSVERFAHRENS FUER ANTENNENSPULEN 27 3.1.
VORAUSSETZUNGEN FUER EINE MODELLIERUNG DURCH KONZENTRIERTE ELEMENTE . 28
3.2. BERECHNUNG DER INDUKTIVITAET UND DES OHNISCHEN WIDERSTANDES 29
3.2.1. PARTIELLE INDUKTIVITAETEN 29 3.2.2. OHMSCHER WIDERSTAND 31 3.2.3.
INDUKTIVITAETS- UND WIDERSTANDSEXTRAKTION MIT FASTHENRY . . . . 33 3.3.
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MAXWELL2D 40 3.4. NETZWERKORIENTIERTE MODELLIERUNG UND SIMULATION VON
ANTENNENSPULEN . 43 3.4.1. ANSATZ FUER DIE NETZWERKORIENTIERTE
MODELLIERUNG 43 3.4.2. NETZWERKSIMULATION MIT SPICE 47 3.4.3.
PARANIETEREXTRAKTION FUER DIE ANTENNENSPULEN 47 3.4.4. BERUECKSICHTIGUNG
DER AUTBAU- UND VERBINDUNGSTECHNIK 51 3.5. SOFTWARE ZUR MODELLIERUNG VON
AIITENNENSPULEN 52 4. VERIFIKATION DES MODELLIERUNGSVERFAHRENS 55 4.1.
VORUNTERSUCHUNGEN ZUM MODELLIERUNGSANSATZ 55 4.1.1. VERGLEICH ZWISCHEN
GEMESSENER IMPEDANZ UND KOMPAKTMODELL . 55 4.1.2. INDUKTIVITAET UND
OHMSCHER WIDERSTAND VON ANTENNENSPULEN . . 56 4.1.3. KAPAZITAET EINER
PARALLELLEITERANORDNUNG 58 4.2. TESTSPULEN ZUR VERIFIKATION DES
MODELLIERUNGSVERFAHRENS 59 4.2.1. ENTWURF DER TESTSPULEN 59 4.2.2.
MESSUNG DER GEOMETRIE DER TESTSPULEN 61 4.3. MESSVERFAHREN ZUR
PARAMETERBESTIMMUNG 64 4.3.1. MESSUNG DER INDUKTIVITAET UND DES OHMSCHEN
WIDERSTANDES . . . 65 INHALTSVERZEICHNIS 4.3.2. MESSUNG DER PARASITAEREN
KAPAZITAET 65 4.3.3. AUFBAU DES MESSPLATZES 72 4.4. VERGLEICH ZWISCHEN
MODELLIERUNG UND MESSUNG 74 4.4.1. ANWENDUNG DES MODELLIERUNGSVERFAHRENS
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MODELLIERUNG DER TESTSPULEN . . . . 76 4.4.3. DISKUSSION DER FEHLER BEI
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88 5. ANWENDUNG DES MODELLIERUNGSVERFAHRENS 91 5.1. ENTWURF UND
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94 5.1.3. BEISPIELE FUER DEN ENTWURF UND DIE OPTIMIERUNG 97 5.2. EINFLUSS
VON TOLERANZEN UND VERKAPSELUNG AUF AIITENNENSPULEN 10(1 5.2.1.
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103 5.3. EINFLUESSE DER UMGEBUNG AUF DEN TRANSPONDER UND DAS GESAMTSYSTEM
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| title_full | Verfahren zur Modellierung von planaren Spulen für den Entwurf und die Optimierung von Antennenspulen induktiv gekoppelter RFID-Transponder vorgelegt von Sven Cichos |
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