NFC線圈設計計算

????????對工作于13.56MHz的電感耦合的NFC系統,針對小距離的傳統天線通常是環形或者矩形的扁平線圈。

圓形扁平線圈計算評估

對于二階估計,我們可以由匝數決定的電感等式為

$L=2*l*[ln(1/D)-k]*(N^p)$
$L=L_{0}*N^p$
考慮到線圈的物理參數,設置平均直徑:D_aver=D0-N(g+w)
線圈周長:
$l=\pi *D_{aver}$ ；d=2*(w +t)/π
初始設置中的這種電感值為? $L=2*l*[ln(1/D)-1.07]*(N^2)$ ，其中1和D單位是cm,L是nH。
在這些等式中:
L是線圈中的總體電感(nH);
$L_{0}$ 是每匝的電感;
L是周長(cm);
D是印制電路板的中導體的長度或者金屬線直徑;
N是線圈的匝數;
k是校正因子,其值依賴于天線的幾何形狀,對于環形天編線,其值在1.07~1.26之間。

p是完全依賴于線圈技術的指數值,完全依賴于一匝又一匝的線圈；p的取值依據：
p=1.8~1.9,對于繞線的天線;
p=1.7~1.85,對于風化天線;
p=1.5~1.75,對于印刷天線。

對于扁平舉行線圈的計算評估

對于矩形線圈/天線有關電感的等式值如下:

關于矩形天線的線圈電感計算工具，如下鏈接已經釋放，可在此獲得：

https://download.csdn.net/download/2401_84691632/91758919

注-小知識點

天線阻抗計算

DC中的電阻:我們可以計算天線的DC阻抗:

???????? $R_{antdc}=(p*N_{ant}*l)/s$
式中,p是使用的導線的電阻率,銅(Cu)和鋁(Al)的電阻率是

???????? $p_{Cu}=1.7*10^-8\Omega\cdot m$ ? ?? $p_{Al}=3*10^-8\Omega\cdot m$
$N_{ant}$ 是天線匝數;
l是線圈的平均長度;
s是導線的均方誤差。
$R_{antdc}$ 的值總是低于需要與品質因數匹配的值。結果,我們四配應用需要的最終值(大概為20~35)。

趨膚深度計算

????????由于趨膚效應,在13.56MHz下的阻抗:趨膚深度 $\delta$ 是本質上電流集中的導體區域的深度和寬帶。在給定的頻率下,能讓我們計算阻抗的均方誤差。它的值能夠由下述方程給出:

$\delta =sqrt(2/wu\sigma )=1/sqrt(\sigma \mu \pi f)$

式中：

$\delta$ 為趨膚深度(m);
ω為每秒的震動(rad/s)(ω=2mf);
f為電流頻率(Hz);
μ為磁導率(H/m);
p為電阻率(Ω·m)(p=1/0)。

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