NFC-Antenne:Was es ist und wie es funktioniert

NFC-Antenne

Benötigen Sie eine NFC-Antenne für Ihr Schaltungsprojekt? Aber du verstehst nicht, wie es funktioniert. Wenn ja, lesen Sie den richtigen Artikel.

Tatsächlich funktionieren NFC-Antennen in NFC-kompatiblen Geräten wie Tags oder einem mit NFC ausgestatteten Smartphone.

Außerdem können NFC-Antennen leicht mit anderen Standardantennen wie Dipolen und Hornantennen verwechselt werden.

Interessanterweise sind NFC-Antennen überhaupt nicht wie normale Antennen. Sie sind eher wie große Induktoren.

In diesem Artikel erfahren Sie mehr darüber, was diese Antennen sind, wie sie funktionieren und mehr.

An die Arbeit!

Was ist eine NFC-Antenne?

NFC-Antennen helfen bei der Datenübertragung in NFC-Geräten. Interessanterweise weisen die NFC-Antennen Schleifenstrukturen auf und arbeiten bei niedrigen Frequenzen.

NFC-Antenne auf einem NFC-Gerät

In Wahrheit ist NFC eine Kommunikationsmethode, die kurze Wege erfordert. Daher ist das Design der NFC-Antenne einfach und unkompliziert.

Darüber hinaus nutzen NFC-Antennen einen schnellen bidirektionalen Lese- und Schreibvorgang über eine Reihe von Erkennungsentfernungen von nichtmetallischen und metallischen Substraten. Daher sind NFC-Antennen die erste Wahl für RFID, Zahlungssysteme und Gerätekopplungsanwendungen.

Was die Struktur betrifft, so ist die NFC-Antenne (Near Field Communication) eine Spulenspule, die mit Kondensatoren gepaart ist, die einen Parallelresonanz-LC-Tank bilden.

Spuleninduktivität

Wie funktionieren NFC-Antennen?

In der Welt der Feldkommunikation benötigen Sie zwei Geräte, um NFC einzurichten. Und sie umfassen ein aktives NFC-Gerät (mit NFC ausgestattetes Smartphone oder NFC-Lesegerät) neben einem passiven Gerät (NFC-Tag).

Wenn also das aktive Gerät ein lokales Magnetfeld erzeugt, induziert es einen elektrischen Strom in der Antenne des passiven Geräts.

Mit NFC ausgestattetes Smartphone

Zusätzlich versorgt der elektrische Strom in der Antenne den NFC-Chip mit Strom. Dann erzeugt es ein weiteres Magnetfeld, das das aktive Gerät lesen kann, und ermöglicht die Datenübertragung.

NFC-Antennen haben hervorragende Designs, die es ihnen ermöglichen, auf der gewünschten Frequenz von 13,56 MHz zu schwingen. Ihr Design stellt auch sicher, dass der Betrieb effektiv ist.

Eine NFC-Antenne mit schlechtem Design ist normalerweise falsch abgestimmt und schwingt nicht auf einer idealen Frequenz mit. Daher hätten nicht alle NFC-Tags die gleiche Scanentfernungsleistung.

NFC-Tag

Es ist auch wichtig zu beachten, dass die Dicke einer NFC-Antenne ihre Leistung nicht beeinträchtigt. Aus diesem Grund werden Sie feststellen, dass NFC-Antennen dünn sind.

Größe und Form von NFC-Antennen

Die Größe Ihrer NFC-Antenne ist ein weiterer Faktor, der die Leistung beeinflusst. Tatsächlich erhöht sich die Lesereichweite einer NFC-Antenne entsprechend ihrer Größe. Mit anderen Worten, je größer die Antenne, desto größer die Lesereichweite.

NFC-Antennen haben auch unterschiedliche Formen mit jeweils einer bestimmten Funktion. Zu diesen Formen gehören:

• Rechteckige NFC-Antennen:Diese NFC-Antennen überzeugen mit einer enormen Gesamtleistung und einer hervorragenden Betriebslautstärke. Die Nähe zu Metall kann jedoch seine Leistung beeinträchtigen. Glücklicherweise können ferritgestützte Optionen dieses Problem lösen.

Smartphone-Hülle mit rechteckiger NFC-Antenne

• Runde NFC-Antennen:Die runde NFC-Antenne ähnelt den rechteckigen Varianten, und Sie können auch ihre metallischen Näherungsprobleme mit einer Ferritabschirmung lösen.

Runde NFC-Antenne

• Drahtgewickelte Ferritkern-Tag-Antennen:Die drahtgewickelten NFC-Antennen eignen sich am besten für Anwendungen mit Räumen, die auf eine Achse beschränkt sind. Außerdem funktioniert es für einen größeren Bereich in einer bestimmten Achse.

NFC-Antennendesign:Zu berücksichtigende Aspekte

Beim Entwerfen Ihrer NFC-Antenne sind zwei wichtige Dinge zu beachten. Sie beinhalten; die optimale Lesereichweite und Zuverlässigkeit Ihres NFC-Geräts. Ihr erster Schritt sollte also darin bestehen, Ihre Anforderungen zu berücksichtigen.

Das Design der richtigen Antenne hängt von den Anforderungen der Anwendung ab. Sie können zunächst herausfinden, was Sie benötigen, bevor Sie weitere Anforderungen hinzufügen.

Berücksichtigen Sie dann die Funktionen und Formfaktoren Ihres Endprodukts. Auch der verfügbare Platz und die Grenzen für Ihre NFC-Antenne sind eine Überlegung wert.

Auf diese Weise erhalten Sie eine klarere Vorstellung von der Art der Antenne, die Sie möchten. Wenn Ihre Anwendung beispielsweise eine maximale Lesereichweite erfordert, können Sie kein Design mit geringem Stromverbrauch verwenden.

Designschritte für NFC-Antennen

1. Wählen Sie ein NFC-Produkt aus.

2. Wähle einen C_tun Wert und korrigieren Sie das F₀ Ziel, dann berechnen Sie den L_A basierend auf C_{tun und} F_0.

3. Definieren Sie als Nächstes die Abmessungen der Antenne und der Matrix.

4. Gestalten Sie die Matrix wie folgt:L_A , L_A geteilt durch 5%. L_A – 5 %.

5. Spulenprototypen erstellen und charakterisieren.

6. Wählen Sie dann die Bast-Coil-Parameter.

7. Definieren Sie anschließend die zweiten Laufparameter und die Antennenmatrix.

8. Gestalten Sie die Matrix wie folgt:L_A , L_A geteilt durch 2%. L_A – 2 %.

9. Unterscheiden Sie die Spulenprototypen und wählen Sie die Bastspulenparameter.

Das obige Bild zeigt den vollständigen Schrittprozess, der zum Entwerfen einer NFC-Antenne erforderlich ist.

Andere Antennenoptionen

Sie finden geätzte Antennen auf NFC-Inlays oder Aufklebern. Die fortschrittlicheren, hochwertigen Disc-Tags und NFC-Produkte wie Schlüsselanhänger und Armbänder verwenden jedoch andere Antennenalternativen. Die Alternativen gibt es in zwei Kategorien:Kupferdrahtspulen und PCB-Antennen.

Spulenantennen aus Kupferdraht haben normalerweise große Scan-Abstände. Und die Anzahl der Windungen kann seine Länge für eine größere Lesereichweite effektiv erhöhen.

Kupferdrahtspule

Auf der anderen Seite sind PCB-Antennen doppelseitige PCBs. Daher können Sie die Antenne auf beiden Seiten ätzen, um die Länge der Antennen effektiv zu erhöhen.

PCB-Antenne

Wenn Sie sie richtig herstellen, können PCB-Antennen eine hervorragende Leistung und hohe Zuverlässigkeit gewährleisten. Diese Antennen haben jedoch teurere industrielle Tags.

NFC-Antennentest

Sie können die folgenden Tests durchführen, um die Leistung Ihrer NFC-Antenne zu überprüfen:

• NFC-Forum-Tests:Dieser Test ist nützlich für NFC-Forum-Geräte wie Mobiltelefone, P2P sowie Lese- und Kartenmodule. Außerdem können Sie ein NFC-Konformitätszertifikat erhalten, nachdem Sie einen obligatorischen NFC-Forum-Test für NFC-Forum-Geräte durchgeführt haben.

• ISO/IEC 14443-Tests:Ideal für PICC/PCD, Typ A und B mit Bitraten von 106, 212, 424, 848 kbps.

• EMVCo-Tests:Es funktioniert für PICC/PCD, Typ A und B mit nur 106-kbps-Bitraten.

Häufig gestellte Fragen

Wie groß kann ein NFC sein?

Die Größe Ihrer NFC-Antenne hängt von Ihrer Anwendung ab. Im Allgemeinen bieten größere Antennengrößen mehr Lesereichweiten. Aber achten Sie darauf, es nicht größer als nötig zu machen.

Können Sie NFC verstärken?

Mit einem NFC-Gerät eine große Reichweite zu erzielen, ist unmöglich. Sie können NFC also nicht verstärken.

Wie schließe ich meine NFC-Antenne an?

Mit einem NFC-Tag können Sie Ihre Antennenspule mit den Pins 2 und 3 des IC verbinden.

Wofür wird eine NFC-Antenne verwendet?

NFC-Antennen funktionieren für NFC-kompatible Mobiltelefone, Brieftaschen, Datenlogger, Zahlungslesegeräte, Zahlungsdienste, NFC-Karten wie Bankkarten, RFID-Sicherheit und andere Anwendungen.

NFC-Zahlungsleser

Schlussworte 

NFC-Antennen sind entscheidende Komponenten eines jeden NFC-Geräts. Ohne sie findet keine Kommunikation zwischen NFC-Geräten in einer kürzeren Reichweite statt.

Wie bereits erwähnt, unterscheiden sich NFC-Antennen von normalen Antennen. Sie sind Spulenspulen, die bei niedrigen Frequenzen arbeiten und nahe Magnetfelder in Energie umwandeln.

Haben Sie Fragen zu NFC-Tags und Antennen? Nehmen Sie Kontakt mit uns auf und wir helfen Ihnen gerne weiter.