13-56MHz天线匹配网络快速设计

：2012-10-22Smith13.56MHz，，，，(，350007)：NXP13.56MHz，，。NXP，、、、，13.56M。：Smith；13.56MHz；；；RapidDesignof13.56MHzAntennaMatchingNetworkBasedonSmithChartCHENYin-yan，CAIJian-yong，DAICai-yan，LINLi-jin，ZHUYu(CollegeofPhotonicandElectronicEngineering,FujianNormalUniversity,Fuzhou,350007,China)Abstract：Accordingtothe13.56MHzreaderantennamatchingnetworktopologygivenbyNXPcompanies，thepapergivedetaileddesignprocessofthisnetworkparameterswiththeaidofSmithchart.ComparedwiththetheoreticalformulacalculationmethodwhichNXPcompanyputforward,Smithchartmethodismorerapid,simple,intuitive,easytounderstand.Anditisbettertoachievethe13.56Mhighfrequencyreaderloadimpedanceandsourceimpedanceconjugatematching.Keywords：SmithChart;13.56MHz;Antenna;Matchnetwork;conjugatematchin、、、、[1]。，，[2]。，。，，，。1[3]。，Γ。z。τ(z)=τr+jτi(1)z=1+τ(z)1-τ(z)=r+jx(2)r，x。（1）（2）(τr-r1+r)2+τi2=(11+r)2(3)(4)（3）(11+r,0)，11+r。（4）(1,1r)，1r。。，180°，。。213.56M2.1[4]1。Lpa，fnat。（5）Cpa。fnat=12π（Lpa·Cpa）姨（5）Q，（）。。Q，，。Mifare，T=3μsMiller[5]。B=fQ，：B·T≥1，Q≤f·T，Q≤13.56MHZ·3μs，Q≤40.68[6]。Q，（9）RQ。RQ=0.5·(ωLaQ-Ra)（6）2.2[7]2，L0C0，13.56MHz、，。C1C2，，。EMC，L0390nH1μH，13.56MRFID847KHz[8]，L0C0fr14.408MHz。C0=1(2πfr)2·L0（7）L0C0，Ztr。Ztr=Rtr+Xtr（8）Rtr=Rmatch(1-ω2L0C0)2+(ω·Rmatch2·C0)2（9）Xtr=2·ωL0·(1-ω2L0C0)2-Rmatch4C0(1-ω2L0C0)2+(ω·Rmatch2·C0)2（10）Rtr，（14）（15），C1C2。C1≈1ω·(Rtr·Rpa4姨+Xtr2)(11)1213.56MC2≈1ω·Lpa2-1ω·Rtr·Rpa4姨-2Cpa(12)2.33，Rpa=7148Ω，Cpa=11pF，Lpa=2.9μH。L0560nH，14.3MHz，(7)，C0=220pF。(9)(10)，Rtr=217Ω，Xtr=-58Ω。Ztr=（217-j58）Ω。RpaXtr，(11)(12)，C1=19.8pF，C2=54.1pF。3Smith，A（A），A。，A。，，，[9]。3.1L0C0SmithEMC，Ztr=(216.67-j57.92)Ω。2，L0，C0Rmatch/2，L0，C0Rmatch/2=25ΩZtr2=(108.3-j28.96)Ω。Z0=50Ω，Y0=150s。Zs=zsz0=0.5，ZL*=2.17+j0.58。，yL*=0.42-j0.11。Smith。2，C0L0。Load（yL*=0.42-j0.11）（y=0.42+j0.82，z=0.5-j0.96），Source（Zs=0.5）。4。Load，C0，jωC0Y0=j［(0.82-(-0.11)］=j0.93，C0=216pF。Source，L0，jωL0Z0=j［0-(-0.96)］=j0.96，L0=563nH。3.2C1C2Smith，Zant=14.45+j321.12Ω，2，C1C2，C1，C2ZtrzZant2=7.23+j160.56Ω。Zs=2.17-j0.58，Zs*=2.17+j0.58,ys*=0.42-j0.11。ZL=7.23+j160.550=0.145+j3.21，yL=0.014-j0.31。。2，346SmithC2C1。Load（yL=0.014-j0.31）（y=0.014-j0.08，z=2.18+j13.10），Source（Zs*=2.17+j0.58）。Load，C2，jωC2Y0=j［-0.08(-0.31)］=j0.23，C2=54pF。Souce，C1，-jωC1Z0=j(0.58-13.10)=-j12.523.3C1=18pFC2=56pF。5，6。40.66Ω+j0.01Ω，0，。13.56MRC522，40Ω[10]，13.56M。4，Smith。13.56MSmith，，Smith，，13.56M。[1]，.ISO1443ARFID[J]..2011，11(7)：4-6[2]K-CChan.[J]..2001，31(12)：51-53[3]，，.[M].：，2005[4]NXP.AN1425_AN166510-RFAmplifierforNXPCon-tactlessNFCReaderICs.20110802.[5]ISO/IECFDIS14443-2:2000E(S).1999[6].MFRC500[EB/OL].[7]NXP.AN1445_AN1444-AntennadesignguideforMFRC52x,PN51xandPN53x.20101011.[8]SchochiMasui，EiichiIshii，TakanoriIwawaki，etal.A13.56MHzCMOSRFIdentificationTransponderInte-gratedCircuitWithADedicatedCPU[C].ISSCC1999.[9].[M].：，2008.[10]PhilipsSemiconductors.MFRC522（1989），，，，，。5