對於NFC系統而言,天線具有無線能量轉換和無線數據通信的作用。如果天線設計且制作的嚴謹,就能夠使得通信距離與通信效果獲得比較完美的狀態,這樣能夠提高NFC兩端在通信過程中的安全性與穩定性[13]。
RF430FRL152H射頻通信接口基於NFC的ISO15693協議。它用於讀寫器到標簽的通信,以及26 kbit/s的標簽到讀寫器的通信。
圖 RF430FRL152H射頻通信接口(圖源TI)
Fig. RF430FRL152H RF communication interface
射頻芯片與外界的接口是與天線連接的接口。NFC芯片的兩個引腳可以連接到天線,從天線調諧來的能量從引腳進入芯片內部,在芯片內部電路進行整流穩壓之后供給外部電路使用。天線的大小和相關參數取決於應用中實現的要求,比如通信距離等。
見圖,利用外部天線(電感L)、片內諧振電容器(CINT)產生諧振。必要時還需要一個外部電容器CEXT。外部諧振電容器一般要加上,以允許較低電感天線(L<3.8μH)的天線電感變化。由天線的特征模理論,天線及其匹配電路元件的等效電路就都能用RLC電路很好的表示出來。 諧振頻率采用以下公式計算。
f=1/(2π√LC)
其中,L為天線電感,C為總諧振電容值(C=C_INT+C_EXT), f為諧振頻率。
在NFC芯片內部已經有一個片內諧振電容。片內諧振電容與天線引腳ANT1和ANT2並聯,與連接在ANT1和ANT2引腳上的天線組成一個諧振電路。片內諧振電容值的誤差范圍為10%。為了獲得最佳性能,片上電容和外部電容與天線電感諧振之后推薦的工作諧振頻率(f)約為f≈13.7 MHz。為了穩定運行,超出該范圍的諧振電路會導致性能下降。
對於NFC標簽端,所設計的PCB天線的典型電感值為1.8uH,為了保證天線的匹配與良好的性能,在經過計算並且去除片內諧振電容值,則在片外仍然需要32pF的諧振電容。