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NFC天线设计就是这么轻松

作者:Mubeen Abbas时间:2021-11-23来源:电子产品世界收藏

最近,恩智浦推出了一款新的天线设计工具,其中包括无源标签/连接标签和读卡器天线(相对于仅读卡器天线)的天线设计指南,以及适合大多数恩智浦IC产品的预加载参数。

本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/202111/429833.htm

NFC读卡器设计最关键的部分就是它的天线。NFC设备的最佳读取范围和可靠性在很大程度上取决于底层天线设计。

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首先规划需求始终是个好方法

合适的天线取决于应用的要求。需要最大读取距离(最大功耗)的应用和具有严格功耗预算(通常会缩小读取范围)的应用之间存在着权衡取舍。有时,通过兼顾能效和性能,可以在两者之间取得平衡,特别是具备超低功耗卡检测功能的最新一代高性能读卡器。

RFID/NFC天线的尺寸决定了工作距离

一般来说,天线尺寸越大,读取距离就越长。同样,天线越小,读取距离就越短。然而,为了获得最大的读取效率,最好匹配标签和读卡器天线的几何形状。标签和读卡器IC的选择也会影响读取范围。

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图1 NFC天线形状

NFC天线的形状各不相同。它们每一个都有其特定的目的。

●   绕线式铁氧体磁芯标签天线:通常用于一方面空间受限另一方面又需要较大读取范围的特殊应用。

●   矩形NFC天线:矩形NFC天线提供良好的整体性能和良好的操作空间。与任何形状一样,当接近金属时该天线的性能会降低,然而,铁氧体支持的选项有助于克服这一障碍。

●   圆形NFC天线:圆形NFC天线与矩形天线的特性相似,具有良好的整体性能和操作空间。接近金属时可以通过铁氧体屏蔽来解决性能降低问题。

那么哪一款适合您呢?答案是:没有一个最佳的天线适用于所有的用例。关键是使读卡器和标签天线之间达到最佳几何匹配,包括尝试具有相似几何尺寸和形状的两个天线。尺寸或形状严重不匹配将导致性能下降。

在思考如何让自己的NFC天线获得最佳性能时,您可能想知道应该选择多少圈。然而,实际上圈数对耦合没有影响。您无法通过增加或减少圈数来获得更大的操作距离。

使用NFC天线设计工具领先一步

良好的天线设计从一开始就有助于您在整个设计过程中节省时间,从而加快产品上市速度。为了帮助您快速开始设计,恩智浦推出了一款新的NFC天线设计工具。该工具有多种参数,您可以修改这些参数来模拟所需的天线设计原理。您可以在天线线圈参数区域输入数值来定义天线的外部尺寸,如长、宽、轨道厚度等。

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图2 NFC天线设计工具图形用户界面(GUI)

设置好这些参数,您就可以进行天线合成了。天线合成基本推导出天线线圈的关键参数,主要包括电感,还有电容、电阻(天线损耗)和自谐振频率(可据此判断天线是否容易调谐)等其他变量。

一旦有了天线线圈的参数,只需要选择读卡器IC,它将为您提供天线调谐的推荐值。然后,通过合成,您可以获得调谐电路的起始值。这样,您就完成了天线设计。

下一步 NFC天线设计中心

我们在此讨论了NFC天线设计的一些常见问题。如需获得更深入的知识,请访问新的NFC天线设计中心。该中心是一个综合性门户网站,包含资源、应用笔记、按需培训和更多资料,提供了解NFC天线设计所需的一切。深入了解最新的NFC天线工具,为恩智浦的HF/NFC标签IC和读卡器寻找最佳的天线设计。

作者:

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Mubeen Abbas

Mubeen担任恩智浦NFC大众市场、基础设施和消费电子产品的市场经理。Mubeen在电子和半导体行业拥有8年的丰富经验,一直致力于推动新技术和产品进入大众市场,并通过各种渠道发展新兴业务,成绩斐然。他负责恩智浦欧洲、中东和非洲及美洲市场,正在探索NFC领域的机会,并努力提高客户部署NFC用例的意识。



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