NFC天線的案例
基于HFSS的NFC天線研究與設(shè)計(jì)
摘 要：針對(duì)NFC（Near Field Communication）的天線的交互效率不高，導(dǎo)致傳輸信號(hào)不穩(wěn)定的問題，可以分析天線的參數(shù)與電路的結(jié)構(gòu)，使得天線性能達(dá)到最優(yōu)。利用Ansoft HFSS(High Frequency Structure Simulator)進(jìn)行環(huán)形天線的建模與分析，討論了天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)天線性能的影響，提出了RLC電路對(duì)天線電感的影響，設(shè)計(jì)了串聯(lián)匹配電路。同時(shí)對(duì)天線的帶寬進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)設(shè)計(jì)的耦合天線傳輸距離進(jìn)行了仿真，確定最佳耦合距離從而提高天線的品質(zhì)因數(shù)。結(jié)果表明：天線的回波損耗降低至-27.25 dB，最佳耦合距離為20 mm。
關(guān)鍵詞：近場(chǎng)通信;NFC天線;HFSS仿真;匹配電路;
0 前言
隨著射頻傳輸[1]技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，近場(chǎng)通信的應(yīng)用也在不斷擴(kuò)大，由于其集成度高、穩(wěn)定性好，因此在醫(yī)療、通信和生物化學(xué)等識(shí)別領(lǐng)域隨處可見。NFC技術(shù)是基于國際標(biāo)準(zhǔn)ISO14443A/B進(jìn)行設(shè)計(jì)，其諧振中心頻率在13.56MHz上，能進(jìn)行快速識(shí)別，如公交卡和身份 證[2]。通常NFC技術(shù)包含電路和天線設(shè)計(jì)，不同的設(shè)備所需天線的設(shè)計(jì)不盡相同，為了更好地滿足設(shè)計(jì)要求，通常會(huì)在設(shè)計(jì)的過程中探究天線性能來增加耦合效率。天線的設(shè)計(jì)對(duì)NFC系統(tǒng)的影響很大，故有必要對(duì)天線的結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)[3,4,5,6,7,8]。
展開 天線引領(lǐng)5G物聯(lián)網(wǎng)終端齊升
天線是用于收發(fā)射頻信號(hào)的無源器件,決定了通信質(zhì)量,信號(hào)功率,信號(hào)帶寬,連接速度等通信指標(biāo),是通信系統(tǒng)的核心。按照在通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，天線可以分為無線通訊終端天線和網(wǎng)絡(luò)覆蓋傳輸天線。
無線通訊終端天線包括手機(jī)天線,筆記本電腦天線,數(shù)據(jù)卡天線等。網(wǎng)絡(luò)覆蓋傳輸天線主要為基站天線。終端天線中手機(jī)天線是增量大頭。手機(jī)天線放量主要靠三方面刺激：一是5G手機(jī)開始大規(guī)模使用，引發(fā)換機(jī)潮，打開手機(jī)本身的存量市場(chǎng)。
5G手機(jī)通信質(zhì)量要求提高，MIMO（多輸入多輸出）技術(shù)得以應(yīng)用，發(fā)射端和接收端均需使用多個(gè)天線，來加快信號(hào)傳輸速度。4G時(shí)期，手機(jī)主要搭載2*2MIMO，即2根接收天線，只有部分旗艦機(jī)搭4*4MIMO，而5G手機(jī)至少搭載4*4MIMO，8*8MIMO也很可能成為標(biāo)配。
其次手機(jī)功能不斷增加，需要更多類型的天線支持。例如2G手機(jī)僅具備通話和無線上網(wǎng)功能，只需要移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)天線、WiFi天線以及藍(lán)牙天線；3G手機(jī)增加了無線定位功能，因此需要GPS天線；4G手機(jī)時(shí)又疊加了無線支付功能，NFC天線隨之出現(xiàn)。摩天射頻作為天線生產(chǎn)商提供多款天線組合，WiFi天線，GPS天線，NFC天線些物聯(lián)網(wǎng)終端通常采用內(nèi)置天線或外置天線，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程控制等功能。
5G是第五代移動(dòng)通信技術(shù)，它是一種高速、低時(shí)延的無線通信技術(shù)，相較于前四代移動(dòng)通信技術(shù)5G具有更高的帶寬、更低的時(shí)延和更廣的覆蓋。隨著5G網(wǎng)絡(luò)商業(yè)部署的推進(jìn)和無線技術(shù)的快速發(fā)展，新的業(yè)務(wù)形態(tài)逐漸形成，對(duì)應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量需求更加嚴(yán)格。
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【9月7-10日 廣州】“電機(jī)設(shè)計(jì)及電磁仿真、優(yōu)化” 專題
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【8月24-27日 北京】ANSYS-Maxwell電磁閥仿真專題
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【10月19-22日 北京】Adams多體動(dòng)力學(xué)實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用專題
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展開 索尼的新技術(shù)讓你“偷”點(diǎn)朋友的電
它描述了一個(gè)可以使得兩個(gè)設(shè)備通過近場(chǎng)通信技術(shù)（NFC）、以無線的方式交換電力的系統(tǒng)。
在報(bào)告的描述中，這項(xiàng)專利可以被廣泛運(yùn)用于多種工具和產(chǎn)品，比如路由器，電器，以及可以攜帶NFC芯片的任何東西，其中就包括智能手機(jī)。
NFC是一種通信協(xié)議，可以使得兩個(gè)便攜設(shè)備在彼此靠近的情況下建立通訊，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，由非接觸式射頻識(shí)別技術(shù)（通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)）及互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來。
它是一種短距高頻的無線電技術(shù)，可以13.56MHz頻率運(yùn)行于20厘米距離內(nèi)，其傳輸速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三種。
目前，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景包括移動(dòng)支付、電子票務(wù)、門禁等等。
請(qǐng)注意，交換電力的兩個(gè)設(shè)備都需要一個(gè)NFC天線用于電力傳輸。 然后你只需要使用智能手機(jī)搜索無線電源，操作方式就像搜索Wi-Fi熱點(diǎn)一樣。
如果你發(fā)現(xiàn)多個(gè)可用的電源，便可以從中選擇一個(gè)，為你的手機(jī)充電！
目前，索尼目前仍處于申請(qǐng)專利的階段，至于它是否有具體可行的開發(fā)和應(yīng)用計(jì)劃可以使NFC電源傳輸成為一個(gè)可用的選擇，在真正的產(chǎn)品面世之前，這一切還不得而知。
如果在不久的未來這項(xiàng)技術(shù)得以應(yīng)用，以后聚會(huì)，我們就可以使用自己的其他電子設(shè)備無線為手機(jī)充電了，或者是直接連上朋友的手機(jī)進(jìn)行充電，當(dāng)然前提是朋友愿意分享ta的電量。考驗(yàn)友情的時(shí)候到了～～
其實(shí)，除了索尼，其它公司也在致力于開發(fā)無線充電技術(shù)。
迪斯尼公司的研究員們最近研發(fā)了一個(gè)“無線充電房間”。他們將整個(gè)房間改造成無線充電器，可以同時(shí)給10個(gè)物體充電。研究人員說，他們的靈感來自發(fā)明家尼古拉·特斯拉，他創(chuàng)造了第一個(gè)無線傳輸電力系統(tǒng)——特斯拉線圈。
展開 【10月26-29日 北京】“流-熱-固多場(chǎng)耦合問題的高效穩(wěn)定數(shù)值計(jì)算方法與工程應(yīng)用” 高級(jí)專題培訓(xùn)
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展開 【8月29日-9月1日 北京】Ansys workbench結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性計(jì)算與非線性分析
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【10月19-22日 北京】ABAQUS結(jié)構(gòu)分析優(yōu)化
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小米MIX 2S拆解：驍龍845藏得最深
在無線充電線圈上方的則是NFC天線，通過NFC可完成近場(chǎng)支付、交通卡以及門卡模擬等功能。
小米MIX 2S背板內(nèi)部。可以看到電池后蓋除了背膠還有塑膠卡扣的設(shè)計(jì)，并非完全用膠粘合。
背板指紋識(shí)別模組。
小米MIX 2S后置雙攝鏡片采用了藍(lán)寶石玻璃，硬度高達(dá)9H，耐劃傷。另外仔細(xì)看也會(huì)發(fā)現(xiàn)，鏡片外圍的金屬支架比玻璃高出約0.05mm，也是出于保護(hù)鏡片的目的。
小米的陶瓷電池蓋是新型全四方晶系增強(qiáng)陶瓷材料，更好的增強(qiáng)了機(jī)身強(qiáng)度。
回到手機(jī)本身，拆開B殼可以看到石墨片采用雙層疊加設(shè)計(jì)，并且面積幾乎覆蓋了主板所有區(qū)域，這樣的設(shè)計(jì)是為了解決散熱問題。我們可以看到3400毫安時(shí)容量的電池占據(jù)了很大一部分空間。
拆下主板和電池，可以注意到主板上方有個(gè)U型凹槽，而這部分對(duì)應(yīng)的就是MIX 2S的隱藏式聽筒單元的放置空間。
小米MIX 2S后置主攝采用了1200萬像素索尼旗艦IMX363傳感器，擁有1/2.55英寸的底和1.4μm的大像素，同時(shí)有四軸光學(xué)防抖。副攝鏡頭為1200萬三星的S5K3M3+傳感器。
雙攝模組背部銅膜。
拆下主板，主芯片位置的屏蔽籠子開孔很大，這樣做是為了更好散熱。但這會(huì)帶來工藝難題，比如對(duì)屏蔽框平整度控制和解決EMI的難度。
主板最重要的區(qū)域如CPU、RAM和閃存上方覆蓋了納米碳銅，兼容散熱和導(dǎo)電功能，能決散熱和屏蔽雙重需求。
主板A面的細(xì)節(jié)展示。左上角的白色方塊超聲波距離感應(yīng)器的發(fā)聲器件，與之相對(duì)應(yīng)右側(cè)半圓的部分是接收器。然后通過一系列算法綜合判斷臉部和手機(jī)距離。
主板B面展示。
主版B面的細(xì)節(jié)。
拆下8GB內(nèi)存后，才可以看到整機(jī)最核心的組件——驍龍845 SoC。
展開 “ABAQUS斷裂與失效”專題
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“ABAQUS斷裂與失效”報(bào)名回執(zhí)表
請(qǐng)認(rèn)真填寫此表回傳至17301357725或郵件3300429845@qq.com確認(rèn)，課程開始前一周將以書面通知具體行程安排，謝謝！
“ABAQUS斷裂與失效”專題
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“Ansys Workbench壓力容器有限元分析”高級(jí)培訓(xùn)
2、請(qǐng)學(xué)員準(zhǔn)備好電腦，安裝ANSYS2020R2軟件
已完成項(xiàng)目及內(nèi)訓(xùn)
1、中國航天科技某所Ansys Workbench結(jié)構(gòu)及Ansys Maxwell電磁仿真定制內(nèi)訓(xùn)
2、山東某企業(yè)Ansys Workbench結(jié)構(gòu)強(qiáng)度定制內(nèi)訓(xùn)
3、中國電子科技術(shù)集團(tuán)有限公司某所CAE仿真與產(chǎn)品設(shè)計(jì)定制內(nèi)訓(xùn)
4、北京某儀器研究所結(jié)構(gòu)間隙配合和螺紋預(yù)緊的靜力分析仿真報(bào)告
5、江蘇某企業(yè)NFC天線仿真計(jì)算報(bào)告
6、北京某設(shè)計(jì)院AIM定制內(nèi)訓(xùn)
7、浙江某電機(jī)有限公司Maxwell電機(jī)電磁及多場(chǎng)耦合定制內(nèi)訓(xùn).....
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