適用於手機背蓋之近場標籤天線的研究

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姓名

黃明煜(ming-yu huang) 查詢紙本館藏

畢業系所

通訊工程學系在職專班

論文名稱

適用於手機背蓋之近場標籤天線的研究
(Design of NFC Tag Antenna for Mobile Phone)

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摘要(中)

本論文以行動支付所用的NFC標籤天線進行研究，當NFC標籤天線置入於手機背蓋與電池的中間空隙，如何讓NFC標籤天線達到最大電磁感應距離為本文研究重點。
本文依據天線和電磁學原理，用HFSS(High Frequency Structure Simulator)進行軟體模擬。選用軟性印刷電路板(Flexible Print Circuit, FPC)製作標籤天線，最後使用Agilent E5061A頻譜分析儀進行近場標籤天線的參數量測，過程紀錄了標籤天線外型、匹配電容值、吸波材(Absorber)對電磁感應距離的影響。本論文研究的數據及經驗可供NFC無線充電系統設計使用。

摘要(英)

This thesis designed NFC tag antennas embedded in the middle of mobile phone back cover and battery, and we used NFC tag to reach the maximum distance of electromagnetic induction.
Based on antenna and electromagnetic theory, we used high frequency structure simulator (HFSS) software to do emulations. We chose flexible printed circuit board (FPCB) to make the NFC tag antenna and measured the bandwidth by using Agilent E5061A spectrum analyzer.
At the same time, we had also recorded the influence of the shape of NFC tag antenna, match capacitance value, and absorbing material relationship on the distance of electromagnetic induction.
Based on the research results, we can apply to the development and the reference of design of NFC wireless charging hardware in the future.

關鍵字(中)

★ 近場通訊
★ 天線線圈
★ 互感效應
★ 阻抗匹配
★ 史密斯圖
★ 吸波材

關鍵字(英)

★ Near Field Communication
★ Antenna coil
★ Mutual inductance
★ Impedance Matching
★ Smith Chart
★ Ferrite Sheet

論文目次

摘要 i
Abstract ii
目錄 iii
圖目錄 iv
表目錄 v
第一章緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的 1
1-3 論文架構 2
第二章 NFC組織與傳輸原理 3
2-1 NFC簡述 3
2-1-1主動模式 3
2-1-2被動模式 4
2-2 NFC組織規定 5
2-2-1 NFCIP-1標準 5
2-2-2 NFCIP-2標準 6
2-2-3 NFC傳輸原理 7
2-3 NFC 天線與手機結合 9
2-3-1手機與NFC結合的技術 9
2-3-2 NFC手機的安全機制 10
2-3-3 NFC手機的感應原理 11
2-3-4 NFC與SIM卡連接介面 11
第三章 NFC的天線型態 13
3-1 NFC天線外形 13
3-1-1 環形天線電感值 13
3-1-2 螺旋天線電感值 13
3-1-3 方環天線電感值 14
3-2 NFC的天線參數 15
3-3 NFC電路設計 17
第四章天線模擬分析與量測 21
4-1 NFC軟板天線 21
4-2 實測結果及分析 22
4-2-1 Return Loss及Smith Chart量測 22
4-2-2 場強量測 23
4-2-3 電容值量測 24
4-2-4 吸波材量測 27
第五章結論 28
附錄 29
參考文獻 31

參考文獻

[1] 繆嘉新，NFC (Near Field Communication)技術於電信應用服務，2008年。http://www.gs1tw.org/twct/gs1w/download/7.pdf.
[2] TOPPAN ,Ranges supported by NFC, http://www.toppan-tl.co.jp/en/sp/nfc.html.
[3] ECMA-352,羅德史瓦茲,Near Field Communication Interface and Protocol -2 (NFCIP-2),
http://www.ecma-international.org/publications/standards/Ecma-352.html.
[4] 鄭耀齡，使用R&S儀器來實現NFC裝置測試，2013年7月9日。
[5] 游資芸，TSM商用服務將上路NFC行動支付市場熱燒，2013年3月。http://www.mem.com.tw/article_content.asp?sn=1303150007.
[6] NXP,“PN544”, NXP Semiconductors, 2009.
[7] GEBHART, Michael, et al. Design of 13.56 MHz smartcard stickers with ferrite for payment and authentication. In: Near Field Communication (NFC), 2011 3rd International Workshop on. IEEE, 2011. p. 59-64.
[8] LISOWSKI, Mateusz; UHL, T. Wireless passive RFID-based sensor for crack detection. Pomiary, Automatyka, Kontrola, 2012, 58: 724-727.
[9] B. Lee, B. Kim, F. J. Harackiewicz, B. Mun and H. Lee, “NFC Antenna Design for Low-Permeability Ferromagnetic,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 13, pp. 59-62, Jan. 2014.
[10] Habraken, R., Dolron, P., Poll, E., & de Ruiter, J. An RFID Skimming Gate Using Higher Harmonics.

指導教授

賀嘉律(Chia-Lu Ho)

審核日期

2015-6-25

推文