NFC-antenne:wat het is en hoe het werkt

NFC-antenne

Heeft u een NFC-antenne nodig voor uw circuitproject? Maar je begrijpt niet hoe het werkt. Zo ja, dan leest u het juiste artikel.

In werkelijkheid werken NFC-antennes in NFC-compatibele apparaten zoals tags of een met NFC uitgeruste smartphone.

Bovendien is het gemakkelijk om NFC-antennes te verwarren met andere standaardantennes zoals dipolen en hoornantennes.

Interessant is dat NFC-antennes helemaal niet op gewone antennes lijken. Ze lijken meer op grote inductoren.

In dit artikel leer je meer over wat deze antennes zijn, hoe ze werken en meer.

Laten we aan het werk gaan!

Wat is een NFC-antenne?

NFC-antennes helpen bij het verzenden van gegevens in NFC-apparaten. Interessant is dat de NFC-antennes lusstructuren hebben en op lage frequenties werken.

NFC-antenne op een NFC-apparaat

In werkelijkheid is NFC een communicatiemethode die korte afstanden vereist. Als gevolg hiervan is het ontwerp van de NFC-antenne eenvoudig en gemakkelijk.

Bovendien maken NFC-antennes gebruik van een snelle tweerichtings lees- en schrijfbewerking over een reeks detectieafstanden van niet-metalen en metalen substraten. Daarom zijn NFC-antennes de go-to voor RFID-, betalingssystemen en apparaatkoppelingstoepassingen.

Wat betreft de structuur, de Near Field Communication (NFC) -antenne is een spoelinductor die is gekoppeld aan condensatoren die een parallelle resonante LC-tank vormen.

Spiraalspoel

Hoe werken NFC-antennes?

In de veldcommunicatiewereld heb je twee apparaten nodig om NFC tot stand te brengen. En ze bevatten een actief NFC-apparaat (met NFC uitgeruste smartphone of NFC-lezer) naast een passief apparaat (NFC-tag).

Dus wanneer het actieve apparaat een lokaal magnetisch veld genereert, induceert het een elektrische stroom in de antenne van het passieve apparaat.

Met NFC uitgeruste smartphone

Bovendien voedt de elektrische stroom in de antenne de NFC-chip. Vervolgens creëert het een ander magnetisch veld dat het actieve apparaat kan lezen, waardoor gegevensoverdracht mogelijk is.

NFC-antennes hebben uitstekende ontwerpen waarmee ze kunnen resoneren op de gewenste 13,56 MHz-frequentie. Hun ontwerp zorgt er ook voor dat de operatie effectief is.

Een NFC-antenne met een slecht ontwerp heeft meestal een verkeerde afstemming en resoneert niet op een ideale frequentie. Dus niet alle NFC-tags hebben dezelfde scanafstand.

NFC-tag

Het is ook belangrijk op te merken dat de dikte van een NFC-antenne geen invloed heeft op de prestaties. Daarom zul je merken dat NFC-antennes dun zijn.

Grootte en vorm van NFC-antennes

De grootte van uw NFC-antenne is een andere factor die de prestaties beïnvloedt. In werkelijkheid neemt de leesafstand van een NFC-antenne toe met de grootte ervan. Met andere woorden, hoe groter de antenne, hoe groter het leesbereik.

Ook NFC-antennes hebben verschillende vormen, elk met een specifieke functie. Deze vormen omvatten:

• Rechthoekige NFC-antennes:deze NFC-antennes bieden geweldige algehele prestaties en een uitstekend werkvolume. De nabijheid van metaal kan echter de prestaties verminderen. Gelukkig kunnen door ferriet ondersteunde opties dit probleem oplossen.

Smartphone-cover met rechthoekige NFC-antenne

• Ronde NFC-antennes:de ronde NFC-antenne is vergelijkbaar met de rechthoekige varianten en je kunt de problemen met de nabijheid van metalen ook oplossen met wat ferrietafscherming.

Ronde NFC-antenne

• Draadgewonden ferrietkerntag-antennes:de draadgewonden NFC-antennes werken het beste voor toepassingen met ruimten die beperkt zijn tot één as. Het werkt ook voor een groter bereik in een bepaalde as.

NFC-antenneontwerp:aandachtspunten

Er zijn twee belangrijke dingen waarmee u rekening moet houden bij het ontwerpen van uw NFC-antenne. Ze bevatten; het optimale leesbereik en de betrouwbaarheid van uw NFC-apparaat. Uw eerste stap zou dus moeten zijn om uw vereisten te overwegen.

Het ontwerpen van de juiste antenne hangt af van de eisen van de toepassing. U kunt beginnen door uit te zoeken wat u nodig heeft voordat u andere vereisten toevoegt.

Overweeg vervolgens de kenmerken en vormfactoren van uw eindproduct. Ook de beschikbare ruimte en grenzen voor uw NFC-antenne zijn het overwegen waard.

Hiermee krijgt u een duidelijker beeld van het soort antenne dat u wilt. Als uw toepassing bijvoorbeeld een maximaal leesbereik vereist, kunt u geen ontwerp met laag energieverbruik gebruiken.

Ontwerpstappen NFC-antenne

1. Kies een NFC-product.

2. Kies een C_tun waarde en repareer de F₀ doel, bereken vervolgens de L_A gebaseerd op de C_{tun en} F_0.

3. Definieer vervolgens de afmetingen van de antenne en matrix.

4. Ontwerp de matrix met behulp van het volgende:L_A , L_A gedeeld door 5%. L_A – 5%.

5. Maak en karakteriseer spoelprototypes.

6. Kies vervolgens de bast-spoelparameters.

7. Definieer daarna de parameters voor de tweede run en de antennematrix.

8. Ontwerp de matrix met behulp van het volgende:L_A , L_A gedeeld door 2%. L_A – 2%.

9. Onderscheid de spoelprototypes en kies de bastspoelparameters.

De bovenstaande afbeelding toont het volledige stappenproces dat nodig is om een ​​NFC-antenne te ontwerpen.

Andere antenne-opties

U vindt geëtste antennes op NFC-inlays of stickers. Maar de meer geavanceerde disc-tags van hoge kwaliteit en NFC-producten zoals keyfobs en polsbandjes gebruiken andere antenne-alternatieven. De alternatieven zijn er in twee categorieën:koperdraadspoel en PCB-antennes.

Koperdraadspoelantennes hebben meestal grote scanafstanden. En het aantal windingen kan de lengte effectief vergroten voor een groter leesbereik.

Koperdraadspoel

Aan de andere kant zijn PCB-antennes dubbelzijdige PCB's. Daarom kunt u de antenne aan beide zijden etsen om de lengte van de antennes effectief te vergroten.

PCB-antenne

Als u ze correct maakt, kunnen PCB-antennes uitstekende prestaties en hoge betrouwbaarheid garanderen. Deze antennes hebben echter duurdere industriële tags.

NFC-antenne testen

U kunt de volgende tests uitvoeren om de prestaties van uw NFC-antenne te controleren:

• NFC Forum-tests:deze test is handig voor NFC-forumapparaten zoals mobiele telefoons, P2P en lezer- en kaartmodules. U kunt ook een NFC-conformiteitscertificaat krijgen na het doen van een verplichte NFC-forumtest voor NFC-forumapparaten.

• ISO/IEC 14443-tests:het is ideaal voor PICC/PCD, type A en B met bitsnelheden van 106, 212, 424, 848 kbps.

• EMVCo-tests:het werkt voor PICC/PCD, type A en B met slechts 106 kbps bitsnelheden.

Veelgestelde vragen

Hoe groot kan een NFC zijn?

De grootte van uw NFC-antenne is afhankelijk van uw toepassing. Over het algemeen bieden grotere antenneformaten meer leesbereiken. Maar pas op dat je het niet groter maakt dan nodig is.

Kun je NFC versterken?

Een groot bereik halen met een NFC-apparaat is onmogelijk. Je kunt NFC dus niet versterken.

Hoe sluit ik mijn NFC-antenne aan?

Met behulp van een NFC-tag kunt u uw antennespoel aansluiten op pinnen 2 en 3 op het IC.

Waarvoor wordt een NFC-antenne gebruikt?

NFC-antennes werken voor NFC-compatibele mobiele telefoons, portemonnees, dataloggers, betalingslezers, betalingsdiensten, NFC-kaarten zoals bankkaarten, RFID-beveiliging en andere toepassingen.

NFC-betalingslezers

Laatste woorden 

NFC-antennes zijn cruciale componenten van elk NFC-apparaat. Zonder dit is er geen communicatie tussen NFC-apparaten binnen een korter bereik.

Zoals we eerder vermeldden, zijn NFC-antennes anders dan gewone antennes. Het zijn spoelinductoren die op lage frequenties werken en nabijgelegen magnetische velden omzetten in energie.

Heeft u vragen over NFC tags en antennes? Neem gerust contact met ons op, we helpen u graag verder.