CE和FCC認(rèn)證中針對(duì)NFC頻段的射頻測(cè)試要求

NFC英文全稱Near Field Communication，近距離無(wú)線通信。是由飛利浦公司發(fā)起，由諾基亞、索尼等著名廠商聯(lián)合主推的一項(xiàng)無(wú)線技術(shù)。NFC由非接觸式射頻識(shí)別(RFID)及互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來(lái),在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的功能，能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識(shí)別和數(shù)據(jù)交換。這項(xiàng)技術(shù)最初只是RFID技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的簡(jiǎn)單合并，現(xiàn)在已經(jīng)演變成一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，發(fā)展態(tài)勢(shì)相當(dāng)迅速?，F(xiàn)已有多個(gè)廠商推出了支持NFC技術(shù)的手機(jī)產(chǎn)品。

與RFID不同的是，NFC具有雙向連接和識(shí)別的特點(diǎn)，工作于13.56MHz頻率范圍，作用距離10厘米左右。NFC技術(shù)在ISO 18092、ECMA340和ETSI TS 102 190框架下推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)也兼容應(yīng)用廣泛的ISO14443 Type-A、B以及Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡的基礎(chǔ)架構(gòu)。NFC芯片裝在手機(jī)上，手機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)小額電子支付和讀取其他NFC設(shè)備或標(biāo)簽的信息。NFC的短距離交互大大簡(jiǎn)化整個(gè)認(rèn)證識(shí)別過程，使電子設(shè)備間互相訪問更直接、更安全和更清楚。通過NFC，電腦、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、PDA等多個(gè)設(shè)備之間可以方便快捷地進(jìn)行無(wú)線連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和服務(wù)。

下面將主要針對(duì)手機(jī)中的NFC功能的CE及FCC這兩大認(rèn)證進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)的介紹。關(guān)于NFC的認(rèn)證，CE標(biāo)準(zhǔn)為ETSI EN 300 330-1及ETSI EN 300 330-2。而FCC認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)為FCC PART 15C。

一．CE認(rèn)證中針對(duì)NFC頻段的射頻測(cè)試要求

在CE認(rèn)證所涉及到的射頻標(biāo)準(zhǔn)主要是EN 300 330。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)工作在9KHz到25MHz的射頻設(shè)備及頻率范圍為9KHz到30MHz的感應(yīng)回路系統(tǒng)即短距離無(wú)線設(shè)備。下面將對(duì)EN300330中所需要涉及到的測(cè)試項(xiàng)進(jìn)行介紹。CE的測(cè)試基本上都是從發(fā)射機(jī)及接收機(jī)這兩部分來(lái)進(jìn)行描述的。

1.發(fā)射機(jī)部分：

1）Permitted range of operating frequencies（允許的工作頻率范圍）
允許的工作頻率范圍是指設(shè)備被授權(quán)工作的頻率范圍。其范圍要求為9 kHz到30 MHz。

測(cè)量設(shè)置可用圖1所示的方法進(jìn)行。如果EUT的信號(hào)可以有一個(gè)及以上的調(diào)制方案，則其每一個(gè)調(diào)制方案和調(diào)制參數(shù)都必需進(jìn)行設(shè)置及測(cè)試，并且它工作的最大和最小的頻率都應(yīng)分別測(cè)試出并且記錄。

2)Limits for transmitters in the range from 9 kHz to 30 MHz（在頻率范圍為9 kHz到 30 MHz的發(fā)射機(jī)限值）

這項(xiàng)測(cè)試有兩項(xiàng)內(nèi)容。一項(xiàng)是最大輻射場(chǎng)強(qiáng)度（H-場(chǎng)）。另一項(xiàng)是射頻載波電流。

2.1最大輻射場(chǎng)強(qiáng)度（H-場(chǎng)）

在發(fā)射機(jī)天線為整體化天線或?qū)Ｓ锰炀€的情況下，在特定測(cè)試條件下測(cè)試出其在最大場(chǎng)強(qiáng)方向下的輻射強(qiáng)度（H-場(chǎng)）。

H -場(chǎng)發(fā)射機(jī)的輻射強(qiáng)度測(cè)量需要在一個(gè)開放的測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。在H-場(chǎng)的測(cè)試要求下設(shè)備應(yīng)該在標(biāo)準(zhǔn)距離為10米的間隔下進(jìn)行測(cè)試。H-場(chǎng)的測(cè)試是由一個(gè)連接閉環(huán)回路天線的接收機(jī)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)量帶寬和接收機(jī)檢波類型需要符合下表的規(guī)定。

測(cè)試限值如下：

圖2：工作在6.78MHz和13,56 MHz條件下的RFID和EAS設(shè)備的頻率包絡(luò)圖

2.2 射頻載波電流

由于這項(xiàng)測(cè)試僅適用于第三類產(chǎn)品。所以并不適合手機(jī)的NFC功能，故而省略。

3)Limits for the permitted range of modulation bandwidth（允許的調(diào)制帶寬限值）

調(diào)制帶寬所允許的范圍必需符合供應(yīng)商的規(guī)定。調(diào)制帶寬的頻率范圍包含了以下兩種情況的相關(guān)邊帶：

1）載波頻率小于135KHz:低于載波功率23DB處為其邊帶。
2）載波頻率為135KHz到30MHz：低于載波功率15DB處為其邊帶。
由于NFC的工作頻率為13.56MHz，所以其邊帶選擇需要按照第二種方式進(jìn)行。

測(cè)試時(shí)，除非設(shè)備有一個(gè)固定的構(gòu)成一個(gè)整體所必需的天線，否則應(yīng)當(dāng)使用一個(gè)假天線來(lái)模擬它的天線進(jìn)行測(cè)試。該設(shè)備的射頻輸出應(yīng)通過一個(gè)50Ω可變衰減器連接到頻譜分析儀。（衰減器的作用是防止信號(hào)功率過大對(duì)頻譜分析儀會(huì)產(chǎn)生損壞，由于NFC功率很低，所以也可以不用連接衰減器來(lái)進(jìn)行保護(hù)）。測(cè)試狀態(tài)中發(fā)射機(jī)應(yīng)當(dāng)工作在正常的功率或場(chǎng)強(qiáng)下。并且應(yīng)該在正常條件及極端條件下分別測(cè)試。

由于NFC工作頻率是13.56MHz所以其調(diào)制帶寬限值為13,553MHz到13,567MHz，或者是它的載波頻率的±7.5 %即12.543MHz到14.577MHz。兩者中取其較小者，所以NFC的允許的調(diào)制帶寬限值為13,553MHz到13,567MHz。

4) Transmitter spurious and out-of-band emissions（輻射雜散及其帶外騷擾）

測(cè)試分為兩種方法，一種是傳導(dǎo)測(cè)試方法，另外一種是空間輻射測(cè)試方法。傳導(dǎo)測(cè)試方法僅適用于第三類產(chǎn)品。所以并不適合手機(jī)的NFC功能測(cè)試，而空間輻射方法適用于任何類別產(chǎn)品?？臻g輻射的磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)試需在10米的開放場(chǎng)進(jìn)行。測(cè)試使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的閉合磁場(chǎng)天線進(jìn)行。

測(cè)試限值如下表所示：

5)Effective radiated power（有效輻射功率）

有效輻射功率測(cè)試適用于全部產(chǎn)品類別。測(cè)試頻率范圍為30MHz-1GHz，測(cè)試是在全電波暗室進(jìn)行，通過360°旋轉(zhuǎn)樣品來(lái)尋找它的最大功率值，并且記錄下來(lái)，測(cè)試環(huán)境如下圖所示：

測(cè)試限值如下表：

2.接收機(jī)部分

1)Adjacent channel selectivity - in band（帶內(nèi)鄰近信道選擇性）

此項(xiàng)測(cè)試僅適用于接收機(jī)為安全型短距離傳輸設(shè)備即系統(tǒng)的故障可能會(huì)導(dǎo)致個(gè)人的生理方面的風(fēng)險(xiǎn)。而NFC是傳播功能型的短距離傳輸設(shè)備也就是說(shuō)當(dāng)一個(gè)運(yùn)行程序不正常而導(dǎo)致它的功能喪失，但不會(huì)構(gòu)成安全隱患。

2)Blockingordesensitization（接收機(jī)信號(hào)的抗干擾）

此項(xiàng)測(cè)試適用于安全型及傳播功能型的短距離傳輸設(shè)備，但是這一要求并不適用于標(biāo)簽系統(tǒng)（如射頻識(shí)別，防盜竊，訪問控制，定位系統(tǒng)）。而NFC功能正是屬于射頻識(shí)別系統(tǒng)。所以這項(xiàng)測(cè)試也是不適用的。

3)Receiver spurious emissions（接收機(jī)雜散騷擾）

雜散是指從天線、機(jī)箱和接收機(jī)輻射出的騷擾。這項(xiàng)測(cè)試不適用于接收機(jī)同一個(gè)在3米內(nèi)永遠(yuǎn)處于持續(xù)發(fā)射狀態(tài)的發(fā)射機(jī)相連的這種情況。因?yàn)槿羧绱四敲礈y(cè)試將會(huì)和處于工作狀態(tài)的發(fā)射機(jī)一起進(jìn)行，而這種情況其實(shí)已經(jīng)在前面即發(fā)射機(jī)的雜散已經(jīng)測(cè)試過了，所以無(wú)需重復(fù)測(cè)試。

接收機(jī)的雜散測(cè)試按頻率可分為30MHz以下及30MHz以上兩種情況來(lái)進(jìn)行測(cè)試。

測(cè)試限值：

30MHz以下的測(cè)試值在10米的測(cè)試距離處不能超過下表的H-場(chǎng)值。

30MHz以上的限值見下表：

以上就是帶NFC功能的手持移動(dòng)設(shè)備欲通過歐盟認(rèn)證所涉及到的需要測(cè)試內(nèi)容。

二．FCC認(rèn)證中針對(duì)NFC頻段的射頻測(cè)試要求

而關(guān)于NFC的FCC認(rèn)證其所涉及到的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是47 CFR Part 15中的15C即有意輻射體的規(guī)范要求。

測(cè)試項(xiàng)目如下表：

1.Conducted Emission（傳導(dǎo)騷擾）

測(cè)試限值：

注 1、在0.15MHz~0.5MHz頻率范圍內(nèi)，限值隨頻率的對(duì)數(shù)增加而線性減少。
2、如果用準(zhǔn)峰值檢波器測(cè)得的值不大于用平均值測(cè)量所規(guī)定的限值，則認(rèn)為用平均值檢波器測(cè)量也能滿足限值的要求。

測(cè)試設(shè)置如下圖所示：

2.Radiated Emission（輻射騷擾）

輻射騷擾按頻率范圍可以劃分為：

1）測(cè)試頻率<30MHz (9KHz-30MHz, H-field)的測(cè)試。測(cè)試依據(jù)FCC 第15.225章節(jié)，測(cè)試過程需要讓EUT處在一個(gè)最大的發(fā)射狀態(tài)。測(cè)試距離為10米，使用一個(gè)距離地面1米的閉合環(huán)形天線來(lái)進(jìn)行接收，測(cè)試帶寬設(shè)為10KHz。

2）測(cè)試頻率>30MHz (30MHz-1GHz, E-field)的測(cè)試。

測(cè)試限值：

測(cè)試設(shè)置如下圖所示：

3.Frequency Tolerance（頻率穩(wěn)定性）

根據(jù)FCC第15.225章節(jié)要求，被測(cè)設(shè)備的工作頻率許可范圍是13.553MHz~13.567MHz,在環(huán)境溫度為-20 °C到+50 °C的測(cè)試條件下載波頻率允許的波動(dòng)范圍為0.01%。如果設(shè)備未做申明它的極限工作電壓，那么它的極限工作電壓按照它的正常工作電壓的85％和115％來(lái)進(jìn)行。

測(cè)試設(shè)置如下圖所示：

4.20dB Bandwidth(20dB帶寬)

根據(jù)FCC第15.215章節(jié)要求，需要測(cè)量設(shè)備的20dB帶寬，此帶寬需在法規(guī)里規(guī)定的頻段范圍內(nèi)。

測(cè)試設(shè)置如下圖所示：

以上便是在CE和FCC認(rèn)證中NFC系統(tǒng)中所涉及到的的射頻測(cè)試要求。