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| 更新时间： | 2014-08-20 17:25:42 |
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南京邮电大学硕士研究生学位论文
NFC 天线作为手机支付系统的一个不可缺少的重要部分，已经伴随着手机支付功能的发展而日益受到非常广泛的研究和应用，国内外早已经开始专门研究用于手机支付功能的NFC 天线，并提出了多种天线模型。
本文是基于天线基本理论以及天线仿真软件HFSS 进行了大量的实验仿真，主要是研究NFC 天线的设计方法及其小型化技术。本文共设计了三款天线，分别是双面矩形天线、双面螺旋天线、单面圆角矩形天线，同时仿真出天线的电感随天线各个参数的变化关系，主要是天线绕线数、绕线宽度及间隔与天线等效电感之间的变化关系，讨论并分析各个参数的变化趋势，总结规律，结合实际的需求，得到一款理论上性能最好的天线，并使用网络分析仪中进行了电感测试，测试结果与理论结果较一致。本文还通过串并联电容和电阻的方式，对着三款天线分别进行了阻抗匹配，使得在13.56MHz 处回波损耗达到最小，并且都达到了很好的匹配效果。本文的研究为各种不同尺寸、不同形状的小型天线设计奠定了理论基础，具有实际意义。
目录
摘要 . I
Abstract .............. II
目录 .................... III
第1 章 绪论 ...... 1
1.1 课题背景 . 1
1.2 国内外NFC 技术的使用现状 ............... 1
1.3 仿真工具HFSS 介绍 ....... 3
1.4 本文的研究内容 ............... 4
第2 章 NFC 的工作原理............ 5
2.1 引言 ........ 5
2.2 天线的基本参数 ............... 5
2.3 NFC 的工作原理 ............ 8
2.3.1 简介 ... 8
2.3.2 通信模式 ................. 9
2.4 线圈天线 ... 11
2.4.1 磁场分析 ............... 11
2.4.2 激励加载 ............... 12
2.5 电感耦合原理 ................. 12
2.6 天线电感的计算 ............. 14
2.7 小结 ...... 15
第3 章 双面矩形天线的设计 ... 17
3.1 前言 ...... 17
3.1.1 天线尺寸的选择 ... 17
3.1.2 天线电感值的大小 ..................... 17
3.1.3 天线变量的选择 ... 17
3.2 天线模型及参数 ............. 18
3.2.1 建模 . 18
3.2.2 天线模型 ............... 19
3.3 天线的电感随参数的变化分析 ........... 19
3.4 阻抗匹配 ... 24
3.4.1 阻抗匹配方法 ....... 24
3.4.2 主要参数值 ............ 24
3.4.3 回波损耗图 ............ 25
3.4.4 电感变化图 ............ 25
3.5 变化规律总结 ................. 26
第4 章 单面圆角矩形螺旋天线 ..................... 27
4.1 天线建模 ... 27
4.1.1 天线总体结构图 ... 27
4.1.2 参数表示 ............... 27
4.2 天线参数变化分析 ......... 27
4.3 匹配方法及分析 ............. 35
4.3.1 匹配方法 ............... 35
4.3.2 匹配参数值 ........... 35
4.3.3 回波损耗图 ............ 35
4.3.4 电感的变化 ........... 36
4.4 规律总结 ... 37
第5 章 双面螺旋天线 ............... 46
5.1 天线模型与参数 ............. 46
5.1.1 天线建模 ................ 46
5.1.2 参数表示 ................ 46
5.2 天线电感随参数的变化分析 ............... 47
5.3 匹配实现方法及分析 ..... 51
5.3.1 匹配方法 ............... 51
5.3.2 主要参数值 ........... 51
5.3.3 回波损耗图 ........... 52
5.3.4 电感变化图 ............ 52
5.4 结论总结 53
5.4.1 双面螺旋天线结论总结 ............. 53
5.4.2 三副天线的比较 .... 53
第6 章 测试结果 . 54
6.1 前言 ...... 54
6.2 测试结果 ... 54
6.2.1 材质为FPC 的单面矩形天线 .... 55
6.2.2 材质为PCB 矩形双面天线 ....... 57
6.2.3 材质为PCB 双面螺旋天线 ....... 60
6.3 总结 ...... 62
6.3.1 测试结果比较 ....... 62
6.3.2 总结 . 63
致谢 .................... 64
参考文献 ............ 65
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