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科普知識
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通用RF天線

NFC技術引領移動支付時代 金屬外殼磁場耦合難題解決方案

發布日期:2022-10-17 點擊率:57

 

近場通信(Near Field Communication,NFC)又稱近距離無線通信,是一種短距離的高頻無線通信技術,允許電子設備之間進行接觸式點對點數據傳輸交換數據。由于近場通訊具有天然的安全性,因此,NFC技術被認為在手機支付等領域具有很大的應用前景。

在亞洲,日本,韓國,香港等地區以手機移動支付為主的NFC應用早已普及。而在中國,隨著三大運營商和銀聯在支付上統一為13.56MHZ標準之后,NFC的應用很可能會將迎來爆炸式的發展。

目前,國際知名手機制造商三星,HTC,都發售了面向國內運營商的機型,國內的華為,中興,TCL,聯想的部分產品已經發行或者正在緊鑼密鼓進行具有NFC功能的項目的開發和研究,無一例外,都是針對國內NFC的應用。除此之外,北京公交,地鐵系統率先支持具有NFC功能的手機進行移動支付公交費用。

NFC的出現不僅是創新也是一種改革,隨著科技、手機行業的發展,我們有理由相信NFC的應用是一種發展趨勢。這種新興技術不僅限于手機移動支付,而且在終端配對,數據傳輸上會有更廣泛的應用。

擁有著六十多年歷史的村田制作所(以下簡稱:村田),是目前全球最領先,最強大的電子元器件制造商之一。從1944年創建至今,村田一直致力于成為生產和銷售電子元器件的專業制造廠商。在經歷多達六十余年的階梯式飛躍后,村田研發的高科技產品如今已被廣泛應用于電腦、電視、手機、汽車、醫療等各行各業中。如今,NFC領域中,基于設計優勢而成功解決了金屬后殼及狹小空間NFC功能實現等技術問題,村田再一次為無線通信行業的發展做出了巨大的貢獻。

NFC是“手機錢包”的重要一環,主要針對消費類電子設備間的相互通訊,此外在門禁、智能識別等領域內備受關注。盡管和RFID(Radio Frequency Identification,射頻識別技術)一樣,兩者都是建立在數據的交換和采集上,但毋庸置疑的是,NFC有著它獨無與倫比的不可替代性。它將非接觸讀卡器、非接觸卡和點對點功能合三為一,即具備了卡模式、R/W模式(讀寫模式)和P2P(手機間的數據傳輸)模式這三種模式的形態。這便讓具備NFC芯片的手機不僅可充當RFID無源標簽使用,同時也可作為讀寫器以采集和交換數據,而且還支持多個NFC手機之間的數據通信。而這些較為明顯的差異,便導致了它們在應用領域受到了區別性青睞。

不可否認,NFC在移動支付領域乃至通信領域上有著得天獨厚的優勢,但實際上NFC也存在一些限制,比如金屬后殼,狹小的NFC天線空間等,是村田通過技術研發規避了其中的漏洞,克服了這些限制,從而完善了NFC的技術應用。

如果在越來越小型化,layout越來越緊湊的手機終端和電子產品內增加NFC功能,就會使傳統的大面積的平面天線受到了嚴重挑戰。村田突破傳統,開發出“鐵氧體斜插進線圈的特殊構造”的天線,增加了NFC天線設計的靈活性,這樣就可以將天線放在手機的頂部和側面。與并且,和傳統大面積NFC天線同樣性能的基礎上可以減少天線的面積,在很大程度上降低了天線成本。

斜插式天線如下圖:

金屬環境是影響NFC天線性能的一個不可避免的因素,特別是使用金屬后殼的手機或者終端,NFC天線的性能很難實現。然而,金屬后殼的手機和終端以其獨特的質感備受用戶青睞。針對這種特殊的狀況,村田在不影響機身整體外觀的情況下,以攝像頭的孔區域作為booster,另外再開一條細槽,使NFC天線即便是金屬外殼的情況也也可以有很好的性能,使得體驗終端金屬質感的同時也可以享用NFC功能帶來的便利。

如下圖所示:

除此之外,村田突破了傳統的NFC 天線饋點通過pogo pin或者彈片等機械接觸的方式與芯片相連的規矩,開發了無觸點耦合式的接觸,只需芯片級大小的初級線圈在PCB直接與NFC芯片相連,而次級線圈可以使用更薄的線圈,更靈活的方式放置在后殼或者其他部位。使NFC功能的實現又多了一個選擇。

如下圖:

我們都需要認清的是,盡管NFC具有著無可比擬的市場前景以及多元化的技術支持,但并不意味著NFC的發展就一定是順風順水。新技術不僅直接影響的是當前的市場格局,更會很大程度上扭轉消費者們已然成型的消費行為,這就需要技術本身被賦予更多的價值,而這實屬不易。可喜的是,至少在諸如村田這樣的制造商協同建設中,NFC一直在朝著一個正確且可持續發展的方向在前行。我們也相信憑借著獨有的技術創意和研發熱情,村田在中國必將走的更遠。
 

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