天线篇 NFC设备设计宝典PDF电子书下载

第1部分 背景 2

第1章 回顾NFC设备天线设计的约束条件 2

1.1规范性约束 3

1.1.1从发起者到接收者的上行链路 3

1.1.2从接收者到发起者的下行链路 4

1.1.3非接触式标准与NFC设备天线 5

1.1.4技术 6

1.1.5 “NFC Forum设备”和“NFC Forum标签” 7

1.1.6 NFC Forum设备通信的“模式” 8

1.1.7 NFC Forum设备的角色 9

1.1.8注意虚假广告 10

1.2监管约束 10

1.2.1 RF法规 10

1.3 NFC市场的规范 11

1.4 NFC技术规范 11

1.4.1应用成果及其直接约束 12

1.5天线设计应用约束 15

第2章 NFC内部原理的介绍和概述 16

2.1“非接触式”的物理基础与NFC 16

2.1.1传播和辐射的现象 16

2.1.2场与空间区域的分类 16

2.1.3空间区域 16

2.1.4远场：r？λ/2πr（Fraunhofer区） 17

2.1.5中场：r≈λ（Fresnel区） 17

2.1.6近场：r？λ/2πr（Rayleigh区）和NFC的起点 17

2.1.7非接触式，RFID和NFC应用的注释说明 17

2.2 NFC的概念 18

2.2.1 Biot-Savart定律 19

2.2.2圆形天线轴上一点的场H 19

2.2.3作为“d”一个函数的场H的衰减 21

2.2.4矩形天线的轴上一点的场H 22

第2部分 NFC设备天线的方案与设计 25

第3章 发起者天线：具体计算 25

3.1介绍 25

3.1.1这里有一些发起者……还有一些发起者 25

3.2发起者天线的设计（不考虑外部环境的影响） 26

3.2.1操作模式 27

3.2.2扼要概述 28

3.2.3集成电路的选择 35

3.2.4法律约束方面与EMC污染 38

3.2.5 EMC滤波 39

3.2.6接收者的选择和其阈值H_threshold 48

3.2.7发起者天线的电感值的确定 49

3.2.8简单天线 54

3.2.9天线阻抗匹配电路 58

3.2.10计算发起者天线线圈中的电流 61

3.2.11总结和举例 63

3.2.12模拟 65

3.2.13天线辐射场H的值 67

3.2.14工作距离的计算与取值 68

3.3发起者天线的最大品质因数质量系数Q 69

3.3.1 Q和场的截止 69

3.3.2在ISO字段 71

3.3.3在应用中测量Q 72

3.3.4应用中带宽的测量 73

3.4关于发起者过程的简要手册 74

第4章 发起者天线的应用实例 76

4.1大天线 76

4.1.1在“卡仿真-有电池”模式下与单NFC设备通信 76

4.1.2在“标签-无电池”模式下与多个NFC设备通信 77

4.2单设备中的大天线 77

4.2.1接收者的机械格式 77

4.2.2“形状因子”和接收者的天线尺寸 77

4.2.3操作时需要的应用距离 78

4.2.4估计由于距离或工作范围所产生的“负载效应” 78

4.2.5环境（铜、铁氧体、电池等） 78

4.2.6说明我们建议的几个措施 78

4.2.7接收者必要的Hd场 80

4.2.8发起者的天线级创建所必需的H_O 80

4.2.9功率P 81

4.2.10场H，必须由特定接收者的发起者生成 81

4.2.11发起者的定义：读取器“着陆区域”的格式（放置接收者的区域） 81

4.2.12应用“系统”注意事项 81

4.2.13直接驱动天线的商用集成电路 82

4.2.14 booster放大器 83

4.2.15逆调制值的问题 86

4.3多天线中的大型天线 87

4.3.1同步模式（暂时非复用） 87

4.3.2暂时多路复用模式 88

4.4多设备中的大型天线 90

4.5发起者的其他示例 91

第5章 接收者和标签的天线：详细计算 94

5.1简介：接收者 94

5.2 NFC Forum标签 95

5.2.1“技术子集” 95

5.3天线接收者/标签问题介绍 97

5.3.1接收者/标签的调谐 97

5.3.2电感L 98

5.3.3电容C 98

5.3.4应用领域和额外功能的使用 101

5.4最好的天线尺寸 103

5.4.1接收者天线的尺寸 103

5.4.2 ISO接收天线类别的应用示例 105

5.5 NFC接收者和标签的工艺特性 109

5.5.1 NFC接收者使用的集成电路数据规范 109

5.5.2外置电容的数据规范 110

5.5.3天线技术的工业数据规范 110

5.5.4技术要点 110

5.5.5保证无线供电的接收者的天线线圈最小数量的估算 113

第6章 接收者天线设计的详细示例 114

6.1小天线的情况 114

6.1.1 4、5、6类或相近的示例 115

6.1.2 5类天线设计示例 115

6.1.3举例 118

6.1.4 6类天线的设计示例 121

6.2非常小的天线的情况 125

6.2.1 11、12、13类天线的设计示例 125

6.3大型NFC天线或标签：A4格式 133

6.3.1在马拉松和铁人三项运动中应用NFC号码比赛服 133

6.3.2 NFC标签的技术特性 134

6.4特别大的天线的情况：A3格式天线 135

6.4.1大型天线的内容与技术框架 135

6.4.2传统概念 135

6.4.3 4天线网络示例 140

6.4.4 等式的简化 142

第7章 发起者—接收者天线对及其耦合 154

7.1电路与耦合 155

7.1.1互感 155

7.1.2完全互感 157

7.1.3不完全的互感 157

7.1.4耦合系数k 159

7.2通过互感耦合的调谐电路 161

7.2.1为什么说“几乎” 161

7.2.2耦合指数n 162

7.2.3小结 163

7.3调谐到相同频率的同相耦合电路 164

7.3.1转换函数 164

7.3.2转移系数Kt 165

7.3.3主要参数总结 166

7.3.4当频率临近谐振频率的操作 168

第8章 发起者—接收者耦合和负载效应 180

8.1由耦合所导致的负载效应 180

8.2耦合调谐天线的主电流 181

8.2.1发起者，无负载（磁场中不存在接收者） 181

8.2.2发起者磁场中存在负载（接收者）的情况 182

8.2.3环境因素对R2的影响 184

8.3一些改进想法 184

8.4负载效应 186

8.4.1定义和解释 186

8.4.2负载效应中涉及的参数 187

8.4.3工作距离的变化以及因此产生的耦合情况的变化 189

8.4.4磁耦合及其后果 189

8.4.5发起者的要求：对接收者远程供电的电源的负载效应 189

8.4.6发射磁场的质量 190

8.4.7耦合系数和负载效应的例子 195

8.4.8 NFC中的分流电路 200

8.5如何进行一个NFC项目 204

总结 211

参考文献 211