NFC天線設(shè)計(jì)就是這么輕松

最近，恩智浦推出了一款新的天線設(shè)計(jì)工具，其中包括無源標(biāo)簽/連接標(biāo)簽和讀卡器天線（相對于僅讀卡器天線）的天線設(shè)計(jì)指南，以及適合大多數(shù)恩智浦IC產(chǎn)品的預(yù)加載參數(shù)。

NFC讀卡器設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的部分就是它的天線。NFC設(shè)備的最佳讀取范圍和可靠性在很大程度上取決于底層天線設(shè)計(jì)。

首先規(guī)劃需求始終是個好方法

合適的天線取決于應(yīng)用的要求。需要最大讀取距離（最大功耗）的應(yīng)用和具有嚴(yán)格功耗預(yù)算（通常會縮小讀取范圍）的應(yīng)用之間存在著權(quán)衡取舍。有時，通過兼顧能效和性能，可以在兩者之間取得平衡，特別是具備超低功耗卡檢測功能的最新一代高性能讀卡器。

RFID/NFC天線的尺寸決定了工作距離

一般來說，天線尺寸越大，讀取距離就越長。同樣，天線越小，讀取距離就越短。然而，為了獲得最大的讀取效率，最好匹配標(biāo)簽和讀卡器天線的幾何形狀。標(biāo)簽和讀卡器IC的選擇也會影響讀取范圍。

圖1 NFC天線形狀

NFC天線的形狀各不相同。它們每一個都有其特定的目的。

●   繞線式鐵氧體磁芯標(biāo)簽天線：通常用于一方面空間受限另一方面又需要較大讀取范圍的特殊應(yīng)用。

●   矩形NFC天線：矩形NFC天線提供良好的整體性能和良好的操作空間。與任何形狀一樣，當(dāng)接近金屬時該天線的性能會降低，然而，鐵氧體支持的選項(xiàng)有助于克服這一障礙。

●   圓形NFC天線：圓形NFC天線與矩形天線的特性相似，具有良好的整體性能和操作空間。接近金屬時可以通過鐵氧體屏蔽來解決性能降低問題。

那么哪一款適合您呢？答案是：沒有一個最佳的天線適用于所有的用例。關(guān)鍵是使讀卡器和標(biāo)簽天線之間達(dá)到最佳幾何匹配，包括嘗試具有相似幾何尺寸和形狀的兩個天線。尺寸或形狀嚴(yán)重不匹配將導(dǎo)致性能下降。

在思考如何讓自己的NFC天線獲得最佳性能時，您可能想知道應(yīng)該選擇多少圈。然而，實(shí)際上圈數(shù)對耦合沒有影響。您無法通過增加或減少圈數(shù)來獲得更大的操作距離。

使用NFC天線設(shè)計(jì)工具領(lǐng)先一步

良好的天線設(shè)計(jì)從一開始就有助于您在整個設(shè)計(jì)過程中節(jié)省時間，從而加快產(chǎn)品上市速度。為了幫助您快速開始設(shè)計(jì)，恩智浦推出了一款新的NFC天線設(shè)計(jì)工具。該工具有多種參數(shù)，您可以修改這些參數(shù)來模擬所需的天線設(shè)計(jì)原理。您可以在天線線圈參數(shù)區(qū)域輸入數(shù)值來定義天線的外部尺寸，如長、寬、軌道厚度等。

圖2 NFC天線設(shè)計(jì)工具圖形用戶界面（GUI）

設(shè)置好這些參數(shù)，您就可以進(jìn)行天線合成了。天線合成基本推導(dǎo)出天線線圈的關(guān)鍵參數(shù)，主要包括電感，還有電容、電阻（天線損耗）和自諧振頻率（可據(jù)此判斷天線是否容易調(diào)諧）等其他變量。

一旦有了天線線圈的參數(shù)，只需要選擇讀卡器IC，它將為您提供天線調(diào)諧的推薦值。然后，通過合成，您可以獲得調(diào)諧電路的起始值。這樣，您就完成了天線設(shè)計(jì)。

下一步 NFC天線設(shè)計(jì)中心

我們在此討論了NFC天線設(shè)計(jì)的一些常見問題。如需獲得更深入的知識，請?jiān)L問新的NFC天線設(shè)計(jì)中心。該中心是一個綜合性門戶網(wǎng)站，包含資源、應(yīng)用筆記、按需培訓(xùn)和更多資料，提供了解NFC天線設(shè)計(jì)所需的一切。深入了解最新的NFC天線工具，為恩智浦的HF/NFC標(biāo)簽IC和讀卡器尋找最佳的天線設(shè)計(jì)。

作者：

Mubeen Abbas

Mubeen擔(dān)任恩智浦NFC大眾市場、基礎(chǔ)設(shè)施和消費(fèi)電子產(chǎn)品的市場經(jīng)理。Mubeen在電子和半導(dǎo)體行業(yè)擁有8年的豐富經(jīng)驗(yàn)，一直致力于推動新技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)入大眾市場，并通過各種渠道發(fā)展新興業(yè)務(wù)，成績斐然。他負(fù)責(zé)恩智浦歐洲、中東和非洲及美洲市場，正在探索NFC領(lǐng)域的機(jī)會，并努力提高客戶部署NFC用例的意識。