Необходимо разработать радио-частотный интерфейс для RFID на 900 МГц, который включает схему выпрямителя напряжения питания, демодулятор (95% амплитудная модуляция), и модулятор (тоже амплитудный). До этого я работал с диапазоном 100к-10 МГц, поэтому какие подводные камни в UHF диапазоне не знаю. В литературе приводится много разных схем выпрямителей, демодуляторов и др., но как их правильно моделировать в SPICE - нигде нет (вернее, я не нашел – хотелось бы думать, что где-то есть).
По идее, нужно взять источник синусоидального сигнала и подключить к схеме выпрямителя, но как при этом учесть наличие полосковой антенны, радиочастотного тракта и др., остаётся под вопросом. Помогите разработать эквивалентную схему источника сигнала для моделирования работы РЧ-интерфейса в SPICE, которая бы учитывала мощность источника, свойства полосковой антенны и др. моменты, о которых, возможно, я даже не догадываюсь. Посоветуйте, что почитать по этому вопросу...

Требования к схеме выпрямителя: должно обеспечиваться напряжение питания схемы при входной мощности -11.5 дБм. Как эту мощность перевести в амплитуду напряжения входного сигнала (900 МГц) и максимальный ток? И как правильно задать такой источник в SPICE?

Что-то не очень понятно. Можете структурную схему нарисовать?

Проблема в следующем. Есть схема выпрямителя (на рисунке условно обозначена диодом), её нужно промоделировать как она будет работать на 900 МГц. Для этого подаём синусойду с генератора. Первый вопрос, какую амплитуду задать, если на антену приходит мощность в -11.5 дБм. Далее нужно добавить эквивалентную схему антенны (блок с вопросом на рисунке). В спецификации сопротивление антенны рекомендуют равным 58 + j166 Ом.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Собственно, есть схемка детектора, которая работает на 1.5 ГГц (ниже тоже), на 2Д922. Если надо, могу выложить. Вот про амплитуду, например, на сопротивлении 50 Ом при мощности -11,5 Дбм - размах амплитуды=0,168 В. А как понимать эквивалентнаю схему антенны? Антенну вам надо выбрать или что?

надо.
В одной книге (Curty J. P. Design and optimization of passive UHF RFID systems) видел формулу Vin = sqrt(2Rant*Pin), в нашем случае -11,5 дБм = 80 мкВт, при этом Vin=sqrt(2*50*80e-6)=90e-3 В. Как у вас такой оптимистичный результат получился в 0,168 В. Где у меня ошибка?
Мне нужно провести моделирование в Spice, необходимо подключить к схеме выпрямителя такую схему, которая должна быть эквивалентна антенне, в которой наводится соответствующая мощность (например 20 дБм или -11,5 дБм). Это нужно чтобы правильно выбрать номинал элементов в схеме выпрямителя.

Далее приведу, как я понимаю решение моей задачи:
Исходные данные (взяты со спецификации аналога):

1. Paбочая частота 866 МГц;
2. Входная мощность -11.5 дБм (Read Sensitivity Limit);
3. входной импеданс выпрямителя (микросхемы) 58-166j (параллельное соединение ёмкости 0,980 пФ и
   сопротивления 530 Ом);
4. рекомендуемое сопротивление антенны 58+166j.

3адание: Построить эквивалентную схему для моделирования в SPICE и определить входное напряжение на выпрямителе.
Решение:
Эквивалентная схема приведена на рисунке. Эквивалентная схема антенны – последовательно соединённые резистор 58 Ом и индуктивность 30.4 нГн.
Входная мощьность равна –11.5 дБм = 0,08 мВт
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Если амплитуду источника напряжения Vs задать равным 1 В, тогда напряжение в узле rf1 (на входе выпрямителя) примерно ~1.4 В. Но при этом токи через резистор Rs порядка 8 мА. При этом какая мощность источника? Как я понимаю, будет выше 8 мВт.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А если источник задать как источник тока (Is на рисунке) амплитудой 80 мкА, то напряжение на схеме (узел rf1) равно 13 мВ. Такое напряжение является слишком маленьким для работы схемы.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Проблема:
Как правильно задать источник Vs чтобы задать входную мощьность 0,08 мВт?
Это должен быть источник тока или источник напряжения? Как правильно задать его амплитуду, как она считается?
Нужно ли добавлять внутреннее сопротивление источника?

Интересно в чём вы моделируете? Во-первых, -11,5 Дбм = 70,8мкВт. Во-вторых, в формуле по расчёту напряжения под корнем не надо умножать на два. Там просто мощность на сопротивление. И ещё, полученное значение будет эффективным напряжением. Что б получить размах, надо умножить на два и умножить на корень из двух. Так оно и получается = 0,168В. Схемку не принёс, забыл на работе,но завтра обязательно выложу. Ещё мне не понятно ваше стремление согласовать импедансы. Вы же не усилитель мощности, в конце концов, делаете. Если уж и согласовывать, то антенну со схемой детектора, а её я у вас пока не вижу, да и то, не обязательно тут это.

В Spice.
Согласен, где-то я округлил не так.

Я подытожу, а вы проверьте, пожалуйста, правильно ли я вас понял.
Наведённое в антенне эффективное напряжение V_IN равно:

где R_ant - активное сопротивление антенны (входное сопротивление схемы сюда не входит?);
P_IN - мощность, принимаемая антенной.
Для определения амплитуды напряжения на антене считается, как:

Таким образом, получаем амплитуду напряжения на антенне 90,62 мВ (размах 181,24 мВ). Правильно я вас понял?

Далее, возвращаюсь к основному вопросу, как получить на моделировании правдоподобный результат. Исходя из приведённых выше расчётов в эквивалентной схеме на рисунке
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
амплитуду источника синусоидального напряжения Vs я должен задать 90,62 мВ. Завтра я запущу моделирование и проверю какое напряжение при этом будет на входе выпрямителя (узел rf1) и какой ток будет протекать в цепи, будет ли это похоже на 70,8 мкВт? Хотя по логике, исходя из предыдущего моделирования на 1В, в этом случае должен получить напряжение Vrf1 около 126 мВ...
Просто буржуи утверждают, что у них при этой мощности проходит чтение RFID-метки, а для этого нужно на выходе выпрямителя получить ну минимум 1В!

Спасибо
Согласовывать, думаю, нужно, иначе напряжение на схеме выпрямителя значительно просядет.
Сегодня пытались с коллегами замерить максимальную частоту, на которой выпрямитель будет работать. С генератора подали синусоиду на осциллограф, с осциллографа на выводы микросхемы. Причем генератор и осциллограф с 50 Ом-ыми входами, а входное сопротивление схемы - как есть, даже не знаю какое. Сначала выпрямитель работал до 100 МГц, при этом амплитуда синусоиды на осциллографе была достаточной для работы выпрямителя - решили, что так как входное сопротивление схемы большое, а на осциллографе 50 Ом, то в кабеле по ходу идёт потеря и на схему приходит напряжение с недостаточной для работы выпрямителя амплитудой. Поэтому посадили нагрузку 50 Ом перед схемой. В этом случае рабочая частота поднялась до 180 МГц, а потом резко пропадает выпрямленное напряжение. Предполагаю, что дело тут в несогласованном реактивном сопротивлении схемы. Замерили входную ёмкость схемы - получили около 3-4 пФ на 1МГц. Завтра будем пробовать добавить небольшую индуктивность на вход, цель - запустить схему на 900 МГц.

В кабеле по-ходу идет потеря только на тепло. И она всегда мизерная, ничтожная для такой установки... Рассогласование нагрузок никак не связано с потерями в кабеле.
Далее как понимать то, что выделено жирным шрифтом?

Видимо я имел ввиду потери связанные с отражением из-за несогласованных нагрузок. Но, чесно говоря, я в теме СВЧ всего пару недель, поэтому могу ошибаться...
На самом деле буду признателен, если кто расскажет (или где почитать) как правильно на микросхему (с большим сопротивлением и вх. емкостью 4 пФ) подать 900МГц с генератора (50 Ом).

Пока не поймёте основ электротехники, не особо "заморачивайтесь" на несогласованность и все эти СВЧ теоретические выкладки. Я начал понимать теорию, спустя полтора года практики и тыканья туда-сюда (в схемах) . Вот схема детектора, которую мы использовали на 1460 МГц на практике. На 900 Мгц она тоже,естественно, работала. В ней есть напряжение смещения, которым компенсировали подение напряжения на диодах, так как сигнал достаточно слабый.
"Просто буржуи утверждают, что у них при этой мощности проходит чтение RFID-метки, а для этого нужно на выходе выпрямителя получить ну минимум 1В!"
Вот этой фразы я что-то совсем не понял. Это про что?

А основы электротехники - это что вы имеете ввиду? Можно ссылку на учебник, пожалуйста. А то я вроде закон Ома и законы Киргофа немного знаю, а что ещё в основы входит? Буду изучать...

За схему спасибо. Смещение - это идея хорошая, но смогу ли я ей воспользоваться в свой микросхеме пока не понятно. У меня в элементной базе нет диодов, планирую использовать n-МОП транзисторы с пониженым порогом (Vth где-то 0.1-0.4В), поэтому компенсировать их Vth - мне идея понравилась. Хотя с другой стороны у меня почти 100% модуляция, поэтому может и не нужно будет так замарачиваться...

Я разрабатываю выпрямитель напряжения питания на 900 МГц для RFID микросхемы. Это означает, что принимаемый сигнал антенной выпрямляется в питание микросхемы. Считается, что КМОП работает с напряжения 2 порога, это минимум 1-1.4 В. Т.е. минимальное напряжение питания микросхемы должно быть в этом приделе (если все блоки: опорник, сброс, RC-генератор или PLL, ЭСППЗУ и цифра - работают на таком низком напряжении). Следовательно при входной мощности -11.5 дБм, как утверждает буржуйская спецификация, у них выпрямителем должно формироваться напряжение питание не ниже 1-1.4 В, чтобы схема функционировала, т.е. смогла принять входные данные, обработать команду, прочитать данные из своего ЭСППЗУ, и отправить их обратно считывателю - и это всё при мощности на антенне в 70 мкВт! А по расчётам получается, что на вход выпрямителя приходит всего ~120 мВ, которые должны умножиться в 10 раз, чтобы получить рабочий уровень напряжения питания в 1.2 В. Вот и вопрос как это у них получается? Либо расчеты не верны и на входе выпрямителя будет не 120 мВ, либо у них крутая схема выпрямителя...

Да уж. Это какую мощность должна принимать антенна, чтоб ёю же питать устройство . Я пока с такими схемами не сталкивался. Но может всё ещё впереди. Удачи вам в ваших разработках

В буржуйских книгах типа "Dobkin D.The RF in RFID.Passive UHF RFID in practice.2007+" говорится, что даже мощности 30 микроватт хватает, правда теоретической мощности.

Во всех пассивных RFID микросхемах такой механизм питания. А конкретно к приведённому тут примеру - мощность на антенне 70.8 мкВт. Вопрос в другом как эту мощность преобразовать в рабочее напряжение порядка 1.4-1.6 В?