NFC天线设计就是这么轻松

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。

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。

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。

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。

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：

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。