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一、《如何设计NFC动态标签的天线》电子读物

近场通信（NFC）是一种基于无线射频识别（RFID）技术发展起来的近距离无线通信技术。NFC的无线信号频率为13.56MHz，可以兼容ISO14443、ISO15693、Felica等非接触式智能卡规范，数据传输速率可以达到106kbit/s、212kbit/s、424kbit/s。意法半导体的NFC动态标签芯片ST25DV-I2C和ST25DV-PWM可以通过低功率的I2C总线以及13.56MHz无线射频访问芯片内置的EEPROM，并支持近程的ISO/IEC14443TypeA和远程的ISO/IEC15693标准。文章接下来将介绍无源RFID技术的基本原理，以及13.56MHz感应天线设计的基础知识。

在实际电路中，集成动态NFC标签芯片非常简单，只需将其通过I2C总线连接至微控制器即可。动态NFC标签的天线通常是放置在PCB电路板上的一圈环形走线，其阻抗与内部的调谐电容值相匹配，进而创建出一个13.56MHz频率的共振电路。动态NFC标签芯片通过其环形天线从读卡器产生的磁场中获取运行所需的能量。该过程类似于变压器的互感，其中NFC读卡器相当于初级绕组，而NFC标签则相当于次级绕组。从NFC读卡器到NFC标签芯片的能量传输主要取决于四个因素。

动态NFC标签芯片通过其环形天线，从读卡器产生的磁场中获取运行所需的能量。这个过程类似于变压器的互感，其中NFC读卡器相当于初级绕组，NFC标签相当于次级绕组。能量传输主要取决于四个因素：NFC读卡器的磁场强度、NFC标签天线的尺寸和匝数、读卡器和标签之间的距离、以及读卡器的输出功率。在射频模式下，NFC读卡器通过电磁场向NFC标签传递能量。数据传输过程涉及将NFC标签放置于NFC读卡器的电磁场中，NFC标签芯片的内置电路开始解调读卡器的信息，然后在通信结束之后，NFC读卡器继续为NFC标签供电，使得NFC标签产生应答响应并发送回NFC读卡器。

NFC标签的天线阻抗为特定值，其中的电感值取决于天线的尺寸和匝数。而NFC标签芯片的阻抗则包含了电流损耗和串联等效调谐电容。RLC电路的谐振频率由特定条件给出，当谐振频率为特定值时，总阻抗降至最低，天线内部电流和传递给NFC标签芯片的电压最大，从而向设备提供的能量最大。通过计算和验证天线设计，可以确保能量有效传输。

PCB布局时，动态NFC标签芯片与天线之间的连接长度需要尽可能短，以避免额外布线改变天线特性。布局时应避免天线与地平面重叠，并且在天线周围不要有铜平面。通过优化布局，可以确保电磁波流经天线并实现能量传输。金属表面与天线的距离也会影响天线的性能，需要通过补偿措施来确保正确的调谐频率。在实际生产环境中，可以通过专用仪器测量NFC/RFID标签的谐振频率，以确保天线设计的准确性。

二、RFID陶瓷天线的工作原理是什么?

RFID（RadioFrequencyIdentification）陶瓷天线是无线射频识别系统中的关键部件。其工作原理基于电磁感应和电磁辐射。系统由读取器和标签两部分组成，读取器通过发送射频信号并与标签交互以接收信息。陶瓷天线作为标签一部分，承担信号接收与发送的任务。

陶瓷天线通常由铜或铝等导电材料制成。陶瓷因其优异的绝缘性能和耐高温特性而被选为材料。工作原理包括信号接收、能量传输、数据传输和辐射信号四个步骤。

在接收信号阶段，当读取器发射射频信号时，陶瓷天线接收信号并将信号传递至标签芯片。接着，通过电磁感应过程，陶瓷天线将能量传输给标签芯片。在此过程中，能量用于激活标签芯片，准备进行数据传输。

数据传输阶段，接收到能量的标签芯片，将存储的数据通过陶瓷天线发送至读取器。此过程利用了电磁辐射原理，使信息以射频信号形式传输。

辐射信号阶段，陶瓷天线将标签芯片中的数据转换为射频信号，以便读取器接收。此过程确保了信号的有效传播，实现读取器与标签之间的通信。

RFID天线技术解析：应用广泛，性能卓越

RFID天线是一种转换设备，能够将传输线上的导行波转换成在自由空间（或其他无界媒介）中传播的电磁波，反之亦然。作为天线家族中的一员，RFID天线因其广泛的应用而受到重视。

900MHz

这款天线结合了精确的增益与较大的波束宽度，特别适合用于900MHzISM和GSM频段内的定向应用场景。其构造包括经过阳极处理的铝质元件、实心部件以及低损耗系列400同轴线缆，并配备了坚固耐用的安装硬件。

这种高增益平面贴片天线提供了8dBi的增益，拥有广泛的覆盖范围。它适用于多种场合下的应用，比如900MHzISM频段、GSM网络、900MHz蜂窝服务、RFID技术及LPWAN/IoT/M2M解决方案中的室内外无线局域网或视频传输项目。此外，该天线还采用了密封设计的内部结构加上美观大方的UL级阻燃白色塑料外壳，可通过U型螺栓轻松地安装在墙壁或是立杆上。

800/1800/1900MHz三频段3dBi磁性底座全向天线，配备TS9接口连接器

这款支持三个主要频率范围的设计能够满足不同场景的需求。对于800至900MHz区间而言，它是GSM、ISM、WLAN以及RFID等领域的理想选择；而在1800MHz与1900MHz这两个频段内，则可以很好地服务于个人通讯服务(PCS)相关的无线通信需求。同时，此款天线也兼容UMTS1900MHz和UMTS2100MHz标准，在所有提到的工作频段里均支持LPWAN/IoT/M2M类型的应用。

这是一款专为900MHz频段设计的全向型天线，旨在直接集成进那些需要无线连接功能的产品当中。通过这种方式内置于设备内部，就无需再额外添加外部天线了。HG902PU型号以其全方位的信号发射接收能力著称，非常适合多点布局或者移动环境下的无线网络系统使用，因为它能提供接近360度的全方位覆盖效果。

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