適合NFC天線系統設計的AWR軟件

　　近場通信(NFC)做為一種非接觸式的通信系統被廣泛的用于智能手機和平板設備。這種技術允許用戶在收銀臺處掃描他們的設備或者將其在另一個兼容設備移動即可快速共享信息，而不需要復雜的設備或者物理連接。

　　天線系統在NFC設備中至關重要。一般來講，對工作在13.56MHz的NFC系統進行成功設計不僅需要對發射和接收天線進行電磁仿真，還需要將分立元件(包括將射頻功率轉換為直流信號的整流橋)包含進設計中。需要進行的典型分析包括：隨發射/接收距離的變化進行射頻匹配，多種情況下的直流信號電平的檢測，線圈的電感值及DC端產生的諧波。

　　應用AXIEM進行電磁仿真

　　在此應用文檔中，NFC天線(下圖所示)是由Rohde&Schwarz公司——NFC論壇的長期成員，負責制定相關的NFC規格和技術所提供。開始，首先將設計以Gerber文件的形式導入AWR的Microwave Office/AXIEM環境。然后利用AXIEM，為版圖和相關的離散元件分配端口。最后，AWR的符號生成向導將用于產生一個與版圖類似的符號，不需要對一個60個端口的元件進行耗時、易出錯的人工布線。

圖1：AXIEM中發射/接收天線的版圖和端口(承蒙Rohde & Schwarz公司提供設計)。

　　AXIEM里另一個非常有用的新功能是參數化。發射接收線圈之間的距離是是參數化的，這樣一個單一的數值參數Z，可以從1毫米掃描到100毫米，使得線圈之間空氣層的厚度也可由參數進行控制。

圖2：整流的直流電壓與發射/接收距離(單位：mm)的關系。

　　雖然在原理圖中描述的電磁結構是以Z為參數的一個有限離散集合，但在通常情況下，Z是連續的。換言之，盡管電磁仿真模擬的離散步進為10mm(從1mm開始)，產生的掃描模型是以1mm進行插值計算所得。

　　一個需要注意的有趣的現象是，如果如果發射天線的射頻匹配是在接收天線不存在的情況下確定的，當接收天線接近時，匹配會顯著惡化。可在圖3史密斯圓圖中的非線性匹配中看出。

圖3：當接收天線接近時，發射天線的輸入端口的射頻匹配會惡化。如果發射/接收天線之間的距離小于18mm,則駐波比會大于2。

　　總結

　　綜上所述，AWR軟件是非常適合設計NFC天線系統。可方便的將電磁模型整合到非線性原理圖中，支持電磁模型的參數化與插值，AWR的Microwave Office/AXIEM軟件的結合使得NFC天線系統的設計者們更容易實現緊湊的設計以及使他們的設計和產品達到一個新的水平。