NFC アンテナ:それは何であり、どのように機能するか
NFC アンテナ
回路プロジェクトに NFC アンテナが必要ですか?しかし、あなたはそれがどのように機能するかを理解していません。もしそうなら、あなたは正しい記事を読んでいます。
実際、NFC アンテナは、タグや NFC 搭載のスマートフォンなどの NFC 準拠のデバイスで動作します。
さらに、NFC アンテナを、ダイポールやホーン アンテナなどの他の標準アンテナと混同しがちです。
興味深いことに、NFC アンテナは通常のアンテナとはまったく異なります。それらは大きな誘導子のようなものです.
この記事では、これらのアンテナとは何か、どのように機能するかなどについて詳しく説明します。
仕事に取り掛かりましょう!
NFC アンテナとは?
NFC アンテナは、NFC デバイスでデータを送信するのに役立ちます。興味深いことに、NFC アンテナはループ構造を特徴とし、低周波数で動作します。
NFC デバイスの NFC アンテナ
実は、NFCは近距離を必要とする通信方式です。その結果、NFC アンテナの設計はシンプルで簡単になります。
さらに、NFC アンテナは、非金属および金属基板からの検出距離の範囲にわたって高速双方向読み取りおよび書き込み操作を利用します。したがって、NFC アンテナは、RFID、支払いシステム、およびデバイス ペアリング アプリケーションに最適です。
構造に関しては、近距離無線通信 (NFC) アンテナは、並列共振 LC タンクを形成するコンデンサとペアになったコイル インダクタです。
コイル インダクタ
NFC アンテナの仕組み
フィールド通信の世界では、NFC を確立するために 2 つのデバイスが必要です。また、アクティブ NFC デバイス (NFC 搭載のスマートフォンまたは NFC リーダー) とパッシブ デバイス (NFC タグ) が 1 つ含まれています。
そのため、能動デバイスが局所磁場を生成すると、受動デバイスのアンテナに電流が誘導されます。
NFC 搭載スマートフォン
さらに、アンテナの電流が NFC チップに電力を供給します。次に、アクティブなデバイスが読み取ることができる別の磁場を作成し、データ転送を可能にします。
NFC アンテナは、必要な 13.56 MHz 周波数で共振できる優れた設計になっています。それらの設計はまた、操作が効果的であることを保証します.
貧弱な設計の NFC アンテナは通常、チューニングが間違っており、理想的な周波数で共振しません。したがって、すべての NFC タグが同じスキャン距離性能を持つわけではありません。
NFC タグ
また、NFC アンテナの厚さはその性能に影響しないことに注意することが重要です。このため、NFC アンテナは薄いことがわかります。
NFC アンテナのサイズと形状
NFC アンテナのサイズは、パフォーマンスに影響するもう 1 つの要因です。実際、NFC アンテナの読み取り距離は、そのサイズに応じて増加します。つまり、アンテナが大きいほど、読み取り範囲が長くなります。
NFC アンテナにもさまざまな形状があり、それぞれに特定の機能があります。これらの形状には以下が含まれます:
- 長方形の NFC アンテナ:これらの NFC アンテナは、非常に優れた全体的なパフォーマンスと優れた動作ボリュームを誇っています。ただし、金属に近接すると、パフォーマンスが低下する可能性があります。幸いなことに、フェライト バックアップ オプションを使用すると、この問題を解決できます。
長方形 NFC アンテナ付きスマートフォン カバー
- 円形の NFC アンテナ:円形の NFC アンテナは、長方形のバリアントに似ており、フェライト シールドを使用して金属近接の問題を解決することもできます。
丸型 NFC アンテナ
- 巻線型フェライト コア タグ アンテナ:巻線型 NFC アンテナは、スペースが 1 つの軸に限定されている用途に最適です。また、特定の軸のより広い範囲で機能します。
NFC アンテナ設計:考慮事項
NFC アンテナを設計する際に考慮すべき重要な点が 2 つあります。それらには以下が含まれます。 NFC デバイスの最適な読み取り範囲と信頼性。したがって、最初のステップは要件を検討することです。
適切なアンテナの設計は、アプリケーションの要件によって異なります。他の要件を追加する前に、必要なものを見つけることから始めることができます。
次に、最終製品の機能とフォーム ファクターを検討します。また、NFC アンテナの使用可能なスペースと境界も検討する価値があります。
これにより、必要なアンテナの種類がより明確になります。たとえば、アプリケーションが最大読み取り範囲を必要とする場合、低消費電力設計は使用できません。
NFC アンテナの設計手順
1. NFC 製品を選択します。
2. Ctun を選択します 値を修正し、F0 を修正します ターゲット、次に LA を計算します Ctun と に基づく F0.
3. 次に、アンテナとマトリックスの寸法を定義します。
4. 以下を使用して行列を設計します。 LA 、LA 5%で割ります。 LA – 5%.
5. コイルのプロトタイプを作成し、特徴付けます。
6. 次にバスト コイルのパラメータを選択します。
7. その後、2 回目の実行パラメーターとアンテナ マトリックスを定義します。
8. 以下を使用して行列を設計します。 LA 、LA 2%で割ります。 LA – 2%.
9. コイル プロトタイプを微分し、バスト コイル パラメータを選択します。
上の図は、NFC アンテナの設計に必要な完全なステップ プロセスを示しています。
その他のアンテナ オプション
NFC インレイまたはステッカーにエッチングされたアンテナがあります。ただし、キーフォブやリストバンドなどのより高度な高品質のディスク タグや NFC 製品では、他のアンテナの代替品が使用されています。代替品には、銅線コイルと PCB アンテナの 2 つのカテゴリがあります。
通常、銅線コイル アンテナのスキャン距離は長くなります。また、ターン数により、読み取り範囲を広げるために効果的に長さを増やすことができます。
銅線コイル
一方、PCB アンテナは両面 PCB です。したがって、アンテナの両側をエッチングして、アンテナの長さを効果的に増やすことができます。
PCB アンテナ
正しく作成すれば、PCB アンテナは優れた性能と高い信頼性を確保できます。ただし、これらのアンテナにはより高価な産業用タグが付いています。
NFC アンテナ テスト
次のテストを実行して、NFC アンテナのパフォーマンスを確認できます:
- NFC フォーラム テスト:このテストは、携帯電話、P2P、リーダーおよびカード モジュールなどの NFC フォーラム デバイスに役立ちます。また、NFC フォーラム デバイスの強制的な NFC フォーラム テストを行った後、NFC 準拠証明書を取得できます。
- ISO/IEC 14443 テスト:106、212、424、848 kbps ビット レートの PICC/PCD、タイプ A および B に最適です。
- EMVCo テスト:PICC/PCD、タイプ A および B でわずか 106 kbps のビット レートで動作します。
よくある質問
NFC の最大サイズは?
NFC アンテナのサイズは、アプリケーションによって異なります。一般に、アンテナのサイズが大きいほど、読み取り範囲が広くなります。ただし、必要以上に大きくしないように注意してください。
NFC を増幅できますか?
NFC デバイスで広い範囲を取得することは不可能です。したがって、NFC を増幅することはできません。
NFC アンテナの接続方法
NFC タグを使用して、アンテナ コイルを IC のピン 2 と 3 に接続できます。
NFC アンテナの用途
NFC アンテナは、NFC 準拠のモバイル、ウォレット、データ ロガー、支払いリーダー、支払いサービス、銀行カードなどの NFC カード、RFID セキュリティ、およびその他のアプリケーションで機能します。
NFC 支払いリーダー
結びの言葉
NFC アンテナは、あらゆる NFC デバイスの重要なコンポーネントです。これがないと、近距離の NFC デバイス間の通信はできません。
前述したように、NFC アンテナは通常のアンテナとは異なります。これらは、低周波数で動作し、近くの磁場をエネルギーに変換するコイル インダクタです。
NFCタグとアンテナについて質問がありますか?お気軽にお問い合わせください。喜んでお手伝いいたします。
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