CN106597127B - 一种nfc天线性能测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电子技术领域，具体涉及一种NFC天线性能测试系统。该NFC天线性能测试系统包括信号发生装置、匹配电路、磁感应探头和一个信号接收装置。信号发生装置与匹配电路相连接，匹配电路再与待测试的NFC天线相连接，组成一个NFC天线信号发射模块。磁感应探头与信号接收装置连接组成NFC天线信号接收模块。本发明可以快速测试不同方位NFC天线读写信息能力的优劣，方便天线工程师设计出符合NFC认证标准的NFC天线，减少进行NFC检测认证的次数，减少天线工程师设计NFC天线的研发时间和成本。

Description

一种NFC天线性能测试系统
技术领域
本发明属于电子技术领域，涉及近距离无线通讯技术(Near FieldCommunication,简称NFC)，具体涉及NFC天线性能的测试。
背景技术
NFC是Near Field Communication缩写，即近距离无线通讯技术。它是一种非接触式识别和互联技术，可以在移动设备、消费类电子产品、PC和智能控件工具进行近距离无线通讯。NFC提供了一种简单、触控式的解决方案，可以让消费者简单直观地交换信息、访问内容和服务。
NFC信息是通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方式进行传递的。NFC是一种提供轻松、安全、迅速通讯的无线连接技术，具有距离近、能耗低等特点。NFC与现有非接触智能卡技术兼容，目前已经成为越来越多的主要厂商支持的正式标准。
近年来，随着NFC系统的不断推广使用，为了快捷方便的测试NFC天线性能的优劣，在各设备中，尤其是对手持移动电子设备装载有NFC系统用的通讯天线进行测试.
每一款设计出来的NFC天线都必须通过各个地区所制定的NFC认证标准，在中国主要需要通过中国移动的CMCC和CMRC、ISO 10373-6(AT4)、NFC Forum PICC(UT3)，中国联通的NFC Forum PICC(UT3)，中国电信的NFC Forum PICC(UT3)以及银联的QPBOC PCD(ISO14443 A/B Type)NFC认证标准。
一款设计好的NFC天线如果需要通过NFC认证标准，必须通过制定NFC认证标准所授权的测试机构进行性能测试，一次NFC认证所需要的测试过程繁复，时间流程长，收费价格不菲。一款天线从设计出来到最终量产可能需要经过多次修改才能通过NFC认证。多次的NFC认证测试严重影响NFC天线的整体研发时间和成本。
现在市场上还没有一款专业仪器设备可以在进行NFC认证标准测试前，可以快速准确的进行对NFC天线性能进行一个全面的评估，以便在进行NFC认证测试之前可以最大程度的满足NFC的认证标准。这在很大程度上增加了天线工程师设计NFC天线的研发时间和成本。
发明内容
针对上述存在问题或不足，本发明提供了一种NFC天线性能测试系统。可对NFC天线性能进行快速测试，增加设计天线最后通过NFC检测认证的成功率，减少重复进行NFC检测认证的次数，减少天线工程师设计NFC天线的研发时间和成本。
该NFC天线性能测试系统，包括：信号发生装置、匹配电路、磁感应探头和信号接收装置。
信号发生装置：产生13.56M的正弦波和方波的装置，可以是信号发生器或者矢量网络分析仪。
匹配电路：利用电容、电感的串并联连接，将电路匹配到与待测天线所要求的阻抗大小，使得NFC天线可以获得最大传输功率。
磁感应探头：接收NFC天线所辐射出的电磁波信号。磁感应探头由印制了螺旋线圈的印制电路板和磁性材料层构成，磁性材料层为环状，并设置在螺旋线圈上与其大小相适应完全覆盖住螺旋线圈；螺旋线圈由3-6圈螺旋线组成，线宽0.5-1毫米，相邻线圈间隔0.5-1毫米，最外圈的线圈直径D＝10-15毫米。
信号接收装置：快捷、直观的显示NFC磁感应探头所接收电磁波信号的幅值、相位、频率大小的信息，通过所显示信号的幅值、相位、频率大小来直观的显示NFC天线性能的优劣，一般使用示波器。
所述信号发生装置与匹配电路相连接，匹配电路再与待测试的NFC天线相连接，共同组成一个NFC天线信号发射模块。磁感应探头与信号接收装置相连组成NFC天线信号接收模块。
进一步的，所述磁性材料为铁氧体磁环；其外径为10-16毫米，内径为5-7毫米，磁导率的实部200-280，磁导率虚部≤10。磁导率实部越高空间磁场还原能力就越好，磁导率虚部太高容易引入较大的电阻阻抗。
综上所述，本发明可以快速测试不同方位NFC天线读写信息能力的优劣，方便天线工程师设计出符合NFC认证标准的NFC天线，减少进行NFC检测认证的次数，减少天线工程师设计NFC天线的研发时间和成本。
附图说明
图1为实施例的装置使用示意图；
图2为实施例磁感应探头的3D结构示意图；
附图标记：1-印制电路板，2-印制电路板的螺旋线圈，3-铁氧体磁环。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，详述本发明的技术方案。
图1是实施例1所涉及的NFC天线性能测试系统的装置使用示意图。如图1所示，包括：信号发生装置、匹配电路、待测天线、磁感应探头和信号接收装置。
图2为实施例磁感应探头的3D结构细节示意图。如图2所示，磁感应探头由正方形印制电路板1，印制螺旋形线圈2和覆盖于印制螺旋形线圈2上方的磁性材料3构成。
如图2所示，制作20mm×20mm面积的正方形印制电路板，电路板印制螺线形线圈，线圈绕制3圈，线宽0.5mm，相邻线圈间隔0.5mm，最外圈的线圈直径D＝10mm；磁性材料为铁氧体磁环，其外径为16mm，内径为6毫米。磁环的磁导率的实部控制在220，磁导率实部较高空间磁场还原能力就越好。磁导率的虚部在8，磁导率虚部太高容易引入较大的电阻。
选用信号发生器作为信号发生装置，示波器为信号接收装置，按照图1所示方式连接组成本实施例的测试系统，对待测目标NFC天线进行测试。

Claims (3)

1.一种NFC天线性能测试系统，包括信号发生装置、匹配电路、磁感应探头和信号接收装置，其特征在于：
信号发生装置：产生13.56M的正弦波和方波；
匹配电路：利用电容、电感的串并联连接，将电路匹配到与待测天线所要求的阻抗大小，使得NFC天线获得最大传输功率；
磁感应探头：接收NFC天线所辐射出的电磁波信号；
信号接收装置：快捷、直观的显示NFC磁感应探头所接收电磁波信号的幅值、相位、频率大小的信息，通过所显示信号的幅值、相位、频率大小来直观的显示NFC天线性能的优劣；
所述磁感应探头由印制了螺旋线圈的印制电路板和磁性材料层构成，磁性材料层为环状，并设置在螺旋线圈上与其大小相适应完全覆盖住螺旋线圈；螺旋线圈由3-6圈螺旋线组成，线宽0.5-1毫米，相邻线圈间隔0.5-1毫米，最外圈线圈直径D＝10-15毫米；
所述的信号发生装置与匹配电路相连接，匹配电路再与待测试的NFC天线相连接，共同组成一个NFC天线信号发射模块；磁感应探头与信号接收装置相连组成NFC天线信号接收模块；
所述磁性材料为铁氧体磁环，其外径为10-16毫米，内径为5-7毫米，磁导率的实部200-280，磁导率虚部≤10。
2.如权利要求1所述NFC天线性能测试系统，其特征在于：所述信号发生装置为信号发生器或矢量网络分析仪。
3.如权利要求1所述NFC天线性能测试系统，其特征在于：所述信号接收装置为示波器。
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