一种用于车载复杂电磁环境的NFC天线设计方法技术

本发明专利技术公开一种用于车载复杂电磁环境的NFC天线设计方法。本发明专利技术通过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，特别来自DC TO DC转换、D类数字功放等频段工作在100KHZ到20MHZ的工作电路的干扰，摒弃了传统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，甚至是不能工作的问题。提供一种设计合理、结构简单、制作工艺较为简单、抗干扰能力强、生产效率高、整体结构稳定可靠、生产成本低的NFC天线设计方法，满足复杂的汽车电子系统下高可靠性工作的要求。统下高可靠性工作的要求。统下高可靠性工作的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于车载复杂电磁环境的NFC天线设计方法


[0001]本专利技术涉及车载联网终端设备
，尤其涉及一种用于车载复杂电磁环境的NFC天线设计方法。

技术介绍

[0002]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 14443A/B标准的13.56MHz+/
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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。
[0003]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天线的制作工艺具有较为复杂、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、抗干扰能力强的要求。
[0004]因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种用于车载复杂电磁环境的NFC天线设计方法。
[0006]本专利技术的技术方案如下：提供一种用于车载复杂电磁环境的NFC天线设计方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1：设计NFC功能模块的电路原理图，对NFC功能模块进行电路布局；
[0008]步骤2：进行LAYOUT布局，将所有模块相关的元器件分布在同一面上；
[0009]步骤3：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；
[0010]步骤4：进行吸收电磁干扰信号的天线设计，在NFC天线的背面设计长短不一的吸波天线，所述吸波天线与NFC天线垂直布置，吸波天线出线端连接NFC模块的工作地GND。
[0011]进一步地，所述吸波天线布满NFC天线背面的所有位置。
[0012]进一步地，采用NFC功能模块中采用MFRC52X系列IC作为读卡器。
[0013]进一步地，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。
[0014]进一步地，所述导线的长度与NFC天线长度相同。
[0015]进一步地，所述导线的线宽为0.2mm
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1mm。
[0016]进一步地，相邻所述导线的线距为0.3mm
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1mm。
[0017]进一步地，以所述NFC天线线圈中线为准分布呈两条八木天线或对数天线。
[0018]采用上述方案，本专利技术通过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，特别来自DC TO DC转换、D类数字功放等频段工作在100KHZ到20MHZ的工作电路的干扰，摒弃了传统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，甚至是不能工作的问题。提供一种设计合理、结构简单、制作工艺较为简单、抗干扰能力强、生产效率高、整体结构稳定可靠、生产成本低的NFC天线设计方法，满足复杂的汽车电子系统下高可靠性工作的要求。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的电路连接示意图。
[0020]图2为本专利技术的LAYOUT的布局图。
[0021]图3为本专利技术印制线圈的安装示意图。
[0022]图4为本专利技术吸波天线的安装示意图。
[0023]图5为吸波天线和印制线圈的电路连接图。
具体实施方式
[0024]以下结合附图和具体实施例，对本专利技术进行详细说明。
[0025]本专利技术提供一种用于车载复杂电磁环境的NFC天线设计方法，包括如下步骤：
[0026]步骤1：请参阅图1，设计NFC功能模块的电路原理图，对NFC功能模块进行电路布局，对NFC功能模块进行电路布局，对NFC功能模块进行电路布局。
[0027]步骤2：请参阅图2，进行LAYOUT布局，将所有模块相关的元器件分布在同一面上。
[0028]步骤3：请参阅图3，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。
[0029]步骤4：请参阅图4，进行吸收电磁干扰信号的天线设计，在NFC天线的背面设计长短不一的吸波天线，所述吸波天线与NFC天线垂直布置，吸波天线出线端连接NFC模块的工作地GND。
[0030]所述吸波天线布满NFC天线背面的所有位置。
[0031]采用NFC功能模块中采用MFRC52X系列IC作为读卡器。
[0032]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。
[0033]所述导线的长度与NFC天线长度相同。
[0034]所述导线的线宽为0.2mm
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1mm。
[0035]相邻所述导线的线距为0.3mm
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1mm。
[0036]以所述NFC天线线圈中线为准分布呈两条八木天线或对数天线。
[0037]本专利技术解决了NFC天线在复杂的车载电子终端产品上受到电磁干扰的问题，采用MFRC52X系列IC作为读卡器，并设计抗干扰能力强的天线。通过在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天线背面的所有位置，使得来自于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。
[0038]请参阅图5，采用具有NFC功能的IC卡、手机或其他设备的NFC天线与MFRC52X模块天线之间通过近场耦合方式进行数据交换，MFRC52X芯片将采集的数据处理后通过I2C传输到MCU数据处理器，MCU处理器将数据进行筛选处理，最终通过人机交互界面显示出来。在此过程中，由于MFRC52X模块天线处于车载主机内部，受到来自主机其他多种模块的电磁干扰，此时置于NFC天线背面的吸波天线(宽带多频段天线)将接收并传入地线GND并回流到主机工作参考地GND，这样阻止了来自主机其他模块的干扰信号与NFC天线耦合的路径，起到屏蔽干扰的效果。
[0039]本专利技术通过极低成本的线路处理，解决了NFC天线在复杂电磁环境下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车载复杂电磁环境的NFC天线设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：设计NFC功能模块的电路原理图，对NFC功能模块进行电路布局；步骤2：进行LAYOUT布局，将所有模块相关的元器件分布在同一面上；步骤3：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；步骤4：进行吸收电磁干扰信号的天线设计，在NFC天线的背面设计长短不一的吸波天线，所述吸波天线与NFC天线垂直布置，吸波天线出线端连接NFC模块的工作地GND。2.根据权利要求1所述的用于车载复杂电磁环境的NFC天线设计方法，其特征在于，所述吸波天线布满NFC天线背面的所有位置。3.根据权利要求1所述的用于车载复杂电磁环境的NFC天线设计方法，其特征在于，采用NFC功能模块中采用MFRC52X系列IC作...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷志军，周忠波，
申请(专利权)人：深圳市易甲文技术有限公司，
类型：发明
国别省市：