一种抗复杂电磁干扰的NFC天线设计方法

摘要

本发明公开了一种抗复杂电磁干扰的NFC天线设计方法，包括步骤：a、选用NXP半导体公司的MFRC52X系列IC做读卡器，读卡器连接控制器；b、对读卡器进行LAYOUT布局，所有模块相关的元器件布在同一面；c、进行NFC天线圈的设计，根据仿真计算结合实际的结构设置PCB线圈圈数及印制线圈天线线径；d、进行吸波天线设计，在NFC天线的背面设计长短不一的吸波天线，吸波天线与NFC天线垂直布置；本发明通过简单的极低成本的线路处理，解决了NFC天线在复杂电磁环境下的抗干扰能力，特别是干扰来自DC‑DC转换，D类数字功放等频段工作在100KHZ到20MMHZ的工作电路，屏弃了传统NFC天线使用高成本铁氧体，吸波材料抑制干扰的处理方法，解决了刷卡距离近，跳点，不稳定，甚至不能工作的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子技术，具体是一种抗复杂电磁干扰的NFC天线设计方法。

背景技术

随着车联网技术飞速发展与不断成熟，在网络环境下，行车安全技术也是车联网的核心，基于车主身份信息与驾驶人身份识别的RFID(射频识别）技术越来越多地运用在车联网终端设备之上，其中满足ISO/IEC 14443 A/B标准的13.56MHz+/-1MHz的NFC信息采集与识别技术在车载终端上得到广泛运用，（相应的NCF/NFC天线是NFC技术运用的核心/），NFC天线设计对于NFC的应用有着重要的作用，常见的NFC天线在车载复杂的电磁环境下存在距离短，作用区域半径小且常常需要使用昂贵的铁氧体材料贴在天线背面用于抑制车载内的电磁干扰，设计的成败取决于NFC天线的设计，在复杂的汽车电子系统中，开发设计中会遇到各种各样的电磁信号对NFC天线产生干扰，导致NFC不能正常工作，给终端用户带来使用的困扰。

传统的NFC天线一般包括铁氧体和印制在铁氧体上表面的NFC线圈以及输入端和输出端，NFC线圈的外端与输入端相连接，NFC线圈的内端通过导电金属与输出端相连接，但是此种连接方式需要在NFC线圈的内端与输出端之间设有绝缘层，用于为NFC线圈与导电金属提供绝缘环境，利用此种连接方式，使NFC天线的制作工艺较为复杂，一致性差，可靠性低，成本高，抗干扰能力低等缺点，不满足汽车电子设备高可靠性，抗干扰能力强的特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗复杂电磁干扰的NFC天线设计方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种抗复杂电磁干扰的NFC天线设计方法，包括步骤：a、选用NXP半导体公司的MFRC52X系列IC做读卡器，读卡器连接控制器；b、对读卡器进行LAYOUT布局，所有模块相关的元器件布在同一面；c、进行NFC天线圈的设计，根据仿真计算结合实际的结构设置PCB线圈圈数及印制线圈天线线径；d、进行吸波天线设计，在NFC天线的背面设计长短不一的吸波天线，吸波天线与NFC天线垂直布置，吸波天线出线端连接NFC模块的工作地GND，吸波天线布满NFC天线背面的全部位置。

读卡器上的铜皮为吸波天线的导线，从模块工作参考地GND端引出作为吸波天线馈点，导线的长度与NFC天线长度相同，并以NFC天线线圈中线为准分布呈两条8木天线或对数天线。

作为本发明的优选方案：所述导线的线宽为0.2mm-1mm，相邻导线的线距为0.3mm-1mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过简单的极低成本的线路处理，解决了NFC天线在复杂电磁环境下的抗干扰能力，特别是干扰来自DC-DC转换，D类数字功放等频段工作在100KHZ到20MMHZ的工作电路，屏弃了传统NFC天线使用高成本铁氧体，吸波材料抑制干扰的处理方法，解决了刷卡距离近，跳点，不稳定，甚至不能工作的问题。

附图说明

图1为本发明的电路连接方式示意图。

图2为本发明LAYOUT的布局图。

图3为本发明印制线圈的安装方式图。

图4为本发明吸波天线的安装方式图。

图5为吸波天线和印制线圈的电路连接图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，本发明实施例中，一种抗复杂电磁干扰的NFC天线设计方法，包括步骤：a、选用NXP半导体公司的MFRC52X系列IC做读卡器，读卡器连接控制器；b、对读卡器进行LAYOUT布局，所有模块相关的元器件布在同一面；c、进行NFC天线圈的设计，根据仿真计算结合实际的结构设置PCB线圈圈数及印制线圈天线线径；d、进行吸波天线设计，在NFC天线的背面设计长短不一的吸波天线，吸波天线与NFC天线垂直布置，吸波天线出线端连接NFC模块的工作地GND，吸波天线布满NFC天线背面的全部位置，这样来自于NFC天线背面的所有频段的电磁干扰信号都将被不同波长的吸波天线吸收导入NFC模块的工作地GND，从而保护了NFC天线不受来自设备内部的电磁干扰，这样能确保NFC模块能够稳定的工作。

进一步的，读卡器C上的铜皮为吸波天线的导线，从模块工作参考地GND端引出作为吸波天线馈点，导线的长度与NFC天线长度相同，并以NFC天线线圈中线为准分布呈两条8木天线或对数天线。

本发明通过简单的极低成本的线路处理，解决了NFC天线在复杂电磁环境下的抗干扰能力，特别是干扰来自DC-DC转换，D类数字功放等频段工作在100KHZ到20MMHZ的工作电路，屏弃了传统NFC天线使用高成本铁氧体，吸波材料抑制干扰的处理方法，解决了刷卡距离近，跳点，不稳定，甚至不能工作的问题。

实施例2：

在实施例1的基础之上，所述导线的线宽为0.2mm-1mm，相邻导线的线距为0.3mm-1mm。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。