正版新书--NFC设备设计宝典：天线篇 法]Dominique Paret 机械工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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法]Dominique Paret 著

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• 嵌入式系统
• 机械工业出版社
• Dominique Paret
• 技术
• 专业书籍

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111589464

商品编码：29487879524

包装：平装-胶订

出版时间：2018-04-01

基本信息

书名：NFC设备设计宝典：天线篇

定价：69.00元

作者：法]Dominique Paret

出版社：机械工业出版社

出版日期：2018-04-01

ISBN：9787111589464

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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天线是近场通信（NFC）设备中的关键部件。本书从理论和实践的角度，对NFC设备不同种类天线的设计技术从标准层面到实际匹配层面都进行了详细讲解，并给出了大量实用数据，对于NFC设备的研发设计与调试有较强的指导意义。

目录

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译者序
原书前言
第１ 部分 背 景
第１ 章 回顾ＮＦＣ 设备天线设计的约束条件 ２
１. １ 规范性约束 ３
１. １. １ 从发起者到接收者的上行链路 ３
１. １. ２ 从接收者到发起者的下行链路 ４
１. １. ３ 非接触式标准与ＮＦＣ 设备天线 ５
１. １. ４ 技术 ６
１. １. ５ “ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 设备” 和“ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 标签” ７
１. １. ６ ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 设备通信的“模式” ８
１. １. ７ ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 设备的角色 ９
１. １. ８ 注意虚假广告 １０
１. ２ 监管约束 １０
１. ２. １ ＲＦ 法规 １０
１. ３ ＮＦＣ 市场的规范 １１
１. ４ ＮＦＣ 技术规范 １１
１. ４. １ 应用成果及其直接约束 １２
１. ５ 天线设计应用约束 １５
第２ 章 ＮＦＣ 内部原理的介绍和概述 １６
２. １ “非接触式” 的物理基础与ＮＦＣ １６
２. １. １ 传播和辐射的现象 １６
２. １. ２ 场与空间区域的分类 １６
２. １. ３ 空间区域 １６
２. １. ４ 远场: ｒ >> λ /２π (Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ 区) １７
２. １. ５ 中场: ｒ≈λ (Ｆｒｅｓｎｅｌ 区) １７
２. １. ６ 近场: ｒ << λ /２π (Ｒａｙｌｅｉｇｈ 区) 和ＮＦＣ 的起点 １７

２. １. ７ 非接触式. ＲＦＩＤ 和ＮＦＣ 应用的注释说明 １７
２. ２ ＮＦＣ 的概念 １８
２. ２. １ Ｂｉｏｔ￣Ｓａｖａｒｔ 定律 １９
２. ２. ２ 圆形天线轴上一点的场Ｈ １９
２. ２. ３ 作为“ｄ” 一个函数的场Ｈ 的衰减 ２１
２. ２. ４ 矩形天线的轴上一点的场Ｈ ２２
第２ 部分 ＮＦＣ 设备天线的方案与设计
第３ 章 发起者天线: 具体计算 ２５
３. １ 介绍 ２５
３. １. １ 这里有一些发起者..还有一些发起者 ２５
３. ２ 发起者天线的设计(不考虑外部环境的影响) ２６
３. ２. １ 操作模式 ２７
３. ２. ２ 扼要概述 ２８
３. ２. ３ 集成电路的选择 ３５
３. ２. ４ 法律约束方面与ＥＭＣ 污染 ３８
３. ２. ５ ＥＭＣ 滤波 ３９
３. ２. ６ 接收者的选择和其阈值Ｈ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ４８
３. ２. ７ 发起者天线的电感值的确定 ４９
３. ２. ８ 简单天线 ５４
３. ２. ９ 天线阻抗匹配电路 ５８
３. ２. １０ 计算发起者天线线圈中的电流 ６１
３. ２. １１ 总结和举例 ６３
３. ２. １２ 模拟 ６５
３. ２. １３ 天线辐射场Ｈ 的值 ６７
３. ２. １４ 工作距离的计算与取值 ６８
３. ３ 发起者天线的大品质因数质量系数Ｑ ６９
３. ３. １ Ｑ 和场的截止 ６９
３. ３. ２ 在ＩＳＯ 字段 ７１
３. ３. ３ 在应用中测量Ｑ ７２
３. ３. ４ 应用中带宽的测量 ７３
３. ４ 关于发起者过程的简要手册 ７４
第４ 章 发起者天线的应用实例 ７６
４. １ 大天线 ７６
４. １. １ 在“卡仿真￣有电池” 模式下与单ＮＦＣ 设备通信 ７６
目 录 Ⅸ
４. １. ２ 在“标签￣无电池” 模式下与多个ＮＦＣ 设备通信 ７７
４. ２ 单设备中的大天线 ７７
４. ２. １ 接收者的机械格式 ７７
４. ２. ２ “形状因子” 和接收者的天线尺寸 ７７
４. ２. ３ 操作时需要的应用距离 ７８
４. ２. ４ 估计由于距离或工作范围所产生的“负载效应” ７８
４. ２. ５ 环境(铜、铁氧体、电池等) ７８
４. ２. ６ 说明我们建议的几个措施 ７８
４. ２. ７ 接收者必要的Ｈ＿ｄ 场 ８０
４. ２. ８ 发起者的天线级创建所必需的Ｈ＿０ ８０
４. ２. ９ 功率Ｐ ８１
４. ２. １０ 场Ｈ. 必须由特定接收者的发起者生成 ８１
４. ２. １１ 发起者的定义: 读取器“着陆区域” 的格式
(放置接收者的区域) ８１
４. ２. １２ 应用“系统” 注意事项 ８１
４. ２. １３ 直接驱动天线的商用集成电路 ８２
４. ２. １４ ｂｏｏｓｔｅｒ 放大器 ８３
４. ２. １５ 逆调制值的问题 ８６
４. ３ 多天线中的大型天线 ８７
４. ３. １ 同步模式(暂时非复用) ８７
４. ３. ２ 暂时多路复用模式 ８８
４. ４ 多设备中的大型天线 ９０
４. ５ 发起者的其他示例 ９１
第５ 章 接收者和标签的天线: 详细计算 ９４
５. １ 简介: 接收者 ９４
５. ２ ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍ 标签 ９５
５. ２. １ “技术子集” ９５
５. ３ 天线接收者/标签问题介绍 ９７
５. ３. １ 接收者/标签的调谐 ９７
５. ３. ２ 电感Ｌ ９８
５. ３. ３ 电容Ｃ ９８
５. ３. ４ 应用领域和额外功能的使用 １０１
５. ４ 好的天线尺寸 １０３
５. ４. １ 接收者天线的尺寸 １０３
５. ４. ２ ＩＳＯ 接收天线类别的应用示例 １０５
Ⅹ ＮＦＣ 设备设计宝典: 天线篇
５. ５ ＮＦＣ 接收者和标签的工艺特性 １０９
５. ５. １ ＮＦＣ 接收者使用的集成电路数据规范 １０９
５. ５. ２ 外置电容的数据规范 １１０
５. ５. ３ 天线技术的工业数据规范 １１０
５. ５. ４ 技术要点 １１０
５. ５. ５ 保证无线供电的接收者的天线线圈小数量的估算 １１３
第６ 章 接收者天线设计的详细示例 １１４
６. １ 小天线的情况 １１４
６. １. １ ４、５、６ 类或相近的示例 １１５
６. １. ２ ５ 类天线设计示例 １１５
６. １. ３ 举例 １１８
６. １. ４ ６ 类天线的设计示例 １２１
６. ２ 非常小的天线的情况 １２５
６. ２. １ １１、１２、１３ 类天线的设计示例 １２５
６. ３ 大型ＮＦＣ 天线或标签: Ａ４ 格式 １３３
６. ３. １ 在马拉松和铁人三项运动中应用ＮＦＣ 号码比赛服 １３３
６. ３. ２ ＮＦＣ 标签的技术特性 １３４
６. ４ 特别大的天线的情况: Ａ３ 格式天线 １３５
６. ４. １ 大型天线的内容与技术框架 １３５
６. ４. ２ 传统概念 １３５
６. ４. ３ ４ 天线网络示例 １４０
６. ４. ４ 等式的简化 １４２
第７ 章 发起者—接收者天线对及其耦合 １５４
７. １ 电路与耦合 １５５
７. １. １ 互感 １５５
７. １. ２ 完全互感 １５７
７. １. ３ 不完全的互感 １５７
７. １. ４ 耦合系数ｋ １５９
７. ２ 通过互感耦合的调谐电路 １６１
７. ２. １ 为什么说“几乎” １６１
７. ２. ２ 耦合指数ｎ １６２
７. ２. ３ 小结 １６３
７. ３ 调谐到相同频率的同相耦合电路 １６４
７. ３. １ 转换函数 １６４
７. ３. ２ 转移系数Ｋｔ １６５
目 录 Ⅺ
７. ３. ３ 主要参数总结 １６６
７. ３. ４ 当频率临近谐振频率的操作 １６８
第８ 章 发起者—接收者耦合和负载效应 １８０
８. １ 由耦合所导致的负载效应 １８０
８. ２ 耦合调谐天线的主电流 １８１
８. ２. １ 发起者. 无负载(磁场中不存在接收者) １８１
８. ２. ２ 发起者磁场中存在负载(接收者) 的情况 １８２
８. ２. ３ 环境因素对Ｒ２ 的影响 １８４
８. ３ 一些改进想法 １８４
８. ４ 负载效应 １８６
８. ４. １ 定义和解释 １８６
８. ４. ２ 负载效应中涉及的参数 １８７
８. ４. ３ 工作距离的变化以及因此产生的耦合情况的变化 １８９
８. ４. ４ 磁耦合及其后果 １８９
８. ４. ５ 发起者的要求: 对接收者远程供电的电源的负载效应 １８９
８. ４. ６ 发射磁场的质量 １９０
８. ４. ７ 耦合系数和负载效应的例子 １９５
８. ４. ８ ＮＦＣ 中的分流电路 ２００
８. ５ 如何进行一个ＮＦＣ 项目 ２０４
总 结
参考文献 ２１１

作者介绍

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文摘

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序言

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《NFC设备设计宝典：天线篇》 是一本深入探讨近场通信（NFC）技术核心环节——天线设计的专业参考书。本书以其严谨的理论基础、详实的工程实践和清晰的结构，为从事NFC设备研发、产品设计、天线工程以及相关领域研究的专业人士提供了一份不可多得的宝贵指南。 本书的价值与定位： 在物联网（IoT）和智能互联设备蓬勃发展的今天，NFC技术作为一种短距离、低功耗、高安全性的通信方式，其应用场景日益广泛，从移动支付、门禁控制、电子票务到产品溯源、智能家居，无不彰显着NFC的强大潜力。然而，NFC设备的性能高度依赖于其核心组件——天线的设计和优化。一个设计不当的天线，不仅会严重影响通信距离、数据传输速率和稳定性，甚至可能导致设备功能失效。 《NFC设备设计宝典：天线篇》正是瞄准了这一关键技术瓶颈，为读者提供了系统、全面的天线设计解决方案。它并非泛泛而谈NFC的宏观概念，而是将目光聚焦于NFC天线这一具体而至关重要的技术层面。本书的出发点是为工程师提供解决实际问题的工具和思路，帮助他们克服设计过程中的重重挑战，设计出高性能、可靠的NFC天线。 本书的核心内容与深度解析： 本书的结构安排严谨且逻辑清晰，从基础理论到工程应用，层层递进，确保读者能够循序渐进地掌握NFC天线设计的精髓。 第一部分：NFC天线基础理论与关键参数 NFC技术原理回顾： 虽然本书侧重于天线，但一个简要的回顾有助于读者建立整体认知。这里会梳理NFC的工作模式（读卡器模式、卡模式、点对点模式）、通信协议基础，以及其与RFID技术的联系和区别，为理解天线在整个通信链路中的作用打下基础。 电磁场理论基础： 天线的设计本质上是应用电磁场理论。本书会提炼出与NFC天线设计最相关的电磁场基本概念，例如电场、磁场、麦克斯韦方程组的简化应用，以及波的传播特性。这部分内容将以易于理解的方式呈现，避免过于深奥的数学推导，重点在于建立物理概念。 天线基本参数详解： 这是本书的基石。读者将深入理解以下关键参数的含义、影响因素以及优化方向： 阻抗（Impedance）： 包括天线的辐射阻抗和匹配阻抗。理解阻抗失配对信号传输的影响，以及如何通过匹配网络（Matching Network）实现最大功率传输，是设计的重中之重。 辐射方向图（Radiation Pattern）： 阐述天线在空间中能量辐射的分布情况，分析不同方向图对NFC通信的影响，以及如何根据实际应用需求选择或设计合适的方向图。 增益（Gain）： 天线将能量定向辐射或接收的能力。虽然NFC工作距离短，但增益仍然是影响通信链路预算的关键因素。 带宽（Bandwidth）： 天线能够有效工作的频率范围。NFC工作在特定的ISM频段（13.56 MHz），因此带宽的考量更多体现在对频率偏移和工艺公差的容忍度上。 效率（Efficiency）： 天线将输入功率转换为辐射功率的比例。高效率的天线意味着更低的功耗和更好的通信性能。 S参数（Scattering Parameters）： 特别是S11（回波损耗）和S21（传输系数），这些参数是表征天线性能和匹配状态的关键指标，本书将详细解释如何解读和利用这些参数进行设计和调试。 第二部分：NFC天线的设计与实现 NFC天线类型： 本部分将详细介绍几种常见的NFC天线类型，并分析它们的优缺点及适用场景： 线圈天线（Coil Antenna）： 这是NFC中最普遍的天线形式，通常由铜线绕制而成。本书将深入探讨线圈的形状（圆形、矩形、方形）、线径、匝数、绕线方式等对天线性能的影响。 PCB天线（Printed Circuit Board Antenna）： 利用印刷电路板上的铜箔直接蚀刻形成天线。详细介绍PCB天线的设计流程、材料选择（如FR-4、高频板材）、铜箔厚度、蚀刻精度等关键工艺因素。 集成天线（Integrated Antenna）： 探讨将天线设计与设备外壳、内部结构紧密结合的技术，以优化空间利用率和整体美观度。 材料选择与工艺考量： 导电材料： 铜、银的性能差异，以及它们在不同工艺下的选择。 介质材料： PCB基板的介电常数（εr）和介质损耗（tanδ）对天线性能的影响。 制造工艺： 蚀刻精度、表面处理、焊接等工艺对天线性能的实际影响，以及如何通过工艺控制来保证设计结果。 匹配网络设计： 匹配网络的重要性： 深入阐述阻抗匹配是实现高效NFC通信的关键。 匹配网络拓扑： 介绍L型、Pi型、T型等常见的匹配网络拓扑结构。 匹配元件选择： 详细讲解电感（Inductor）和电容（Capacitor）的选择原则，包括寄生电感、寄生电容的影响。 匹配电路设计流程： 提供一步步的设计指导，包括计算、仿真和实际调试。 天线布局与耦合： 与其他电子元件的耦合： 分析NFC天线与其他电路（如电源线、数据线）、金属部件（如电池、屏幕边框）之间的电容耦合和电感耦合，以及如何采取措施减小不良耦合。 多天线系统设计： 如果设备包含其他无线通信天线（如蓝牙、Wi-Fi），则需要考虑NFC天线与其之间的互扰问题，并提供相应的隔离设计技术。 设备外形和结构对天线的影响： 探讨天线在不同形状、尺寸和材质的设备外壳内的性能变化，以及如何进行优化。 第三部分：NFC天线的设计工具与仿真技术 电磁仿真软件介绍： 推荐并简要介绍几款主流的电磁场仿真软件（如CST Studio Suite, HFSS, COMSOL Multiphysics），说明它们在NFC天线设计中的应用。 仿真流程与技巧： 模型建立： 如何准确地建立天线和周围环境的几何模型。 网格划分： 仿真精度与计算资源的关系，以及网格划分的优化技巧。 激励源与边界条件设置： 正确设置仿真所需的激励和边界条件。 后处理与结果分析： 如何解读仿真结果，包括S参数、辐射方向图、阻抗曲线等。 参数化扫描与优化： 利用仿真软件的参数化扫描功能，快速评估不同设计参数对天线性能的影响，并通过优化算法自动寻找最佳设计点。 现场可编程门阵列（FPGA）与可编程逻辑器件（PLD）在天线调谐中的应用： 探讨如何利用可编程器件实现动态天线调谐，以适应不同环境条件下的通信需求。 第四部分：NFC天线调试、测试与标准化 测量设备与方法： 介绍矢量网络分析仪（VNA）、近场探头、暗室等常用的天线测量设备，以及如何进行准确的天线性能测量。 实际调试技巧： 阻抗匹配调试： 如何在实际电路中微调匹配网络，达到最佳匹配效果。 性能优化： 基于测量结果，对天线设计进行迭代优化。 功耗与稳定性测试： 评估天线在不同工作状态下的功耗表现和通信稳定性。 NFC相关标准与合规性： 简要介绍与NFC天线设计相关的国际和行业标准（如ISO/IEC 14443, NFC Forum规范），以及如何确保设计符合这些标准要求。 本书的目标读者： RF/微波工程师： 专注于无线通信系统设计的工程师。 嵌入式系统工程师： 需要将NFC功能集成到各种嵌入式设备中的工程师。 硬件工程师： 负责电路板设计和硬件实现工程师。 产品设计师： 关注产品小型化、美观化，并需要考虑天线集成问题的设计师。 技术研究人员： 对NFC技术及其天线设计有深入研究需求的学者和科研人员。 对NFC技术感兴趣的学生和爱好者： 希望系统学习NFC天线设计理论和实践的学生。 总而言之，《NFC设备设计宝典：天线篇》是一本集理论深度、工程实用性和前沿技术于一体的专业著作。它将帮助读者全面掌握NFC天线的核心设计原理，熟练运用设计工具进行仿真与优化，并最终成功地设计出满足各种应用需求的、高性能的NFC设备。本书不仅是工程师案头的必备参考，更是推动NFC技术在更广泛领域落地应用的关键支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的印刷质量虽然整体尚可，但在某些细节的处理上，还是暴露出了商业出版的局限性。比如，在涉及大量图形符号和复杂的电磁场分布图时，如果能采用全彩印刷，哪怕只是在关键的耦合区域用不同颜色高亮显示，对于理解三维空间内的能量传输路径，将会起到事半功倍的效果。现在是单色印刷，导致很多本应直观的波形图和场分布图，需要花费额外的时间去解读那些黑白线条和阴影的深浅变化，这无疑增加了阅读的认知负担。我理解成本控制是出版社必须考虑的因素，但对于一本专攻“天线设计”这种高度依赖视觉信息的书籍来说，这种取舍确实有些可惜，希望未来的再版能在这方面有所改进，毕竟技术读者对清晰度的要求是非常苛刻的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计倒是挺出乎我意料的，封面色彩搭配得比较沉稳，没有那种过度花哨的感觉，看起来确实像一本技术类的工具书，挺适合放在书架上镇场面的。拿到手里掂了掂，分量感十足，这通常意味着内容厚实，而不是那种凑数的“薄本”。不过，说实话，拿到手的时候，我首先关注的是侧边书脊上的字体，印刷得比较清晰锐利，这一点对于需要经常查找特定章节的书来说非常重要，至少不用眯着眼去辨认那些技术名词。至于内容，我还没来得及深入阅读，但光看目录的排版，就能感受到作者在结构组织上的用心，条理似乎很清晰，从基础概念到深入应用，层次分明，这对于一个技术小白来说，是个不错的指引，希望能帮我少走一些弯路。总的来说，第一印象是专业且扎实，包装合格。

评分☆☆☆☆☆

这本书的篇幅看起来并不算特别庞大，但内容的密度却令人惊讶。我快速浏览了其中关于“近场耦合机制”的那一章，发现它没有像很多入门读物那样，只是简单提及“距离越近，信号越强”这种常识性的结论。相反，作者似乎更倾向于从麦克斯韦方程组的角度出发，深入剖析了不同天线拓扑结构在微米级别距离变化时，其互感系数和辐射效率是如何非线性变化的。这种深度分析的倾向，对于我这种已经掌握了基础NFC协议和硬件架构，现在想进入到“极限性能调优”阶段的工程师来说，是非常宝贵的财富。它提供的不是“怎么做”，而是“为什么这么做会是最佳选择”的底层逻辑支撑，这种硬核的理论基础，才是真正能推动设计方案突破瓶颈的关键所在。

评分☆☆☆☆☆

坦白地说，我买技术书通常是抱着一种“姑且一试”的心态，因为很多国内引进的翻译作品，在跨文化的技术术语转换上总会有些令人困惑的地方，有些词汇的表述，按照字面意思去理解，反而会和实际的硬件行为对不上号。这本书在这一点上表现得相当不错，阅读起来的顺畅度远超我的预期。虽然是法文原著翻译过来的，但译者似乎对射频工程领域有深刻的理解，没有出现那种僵硬的直译腔调，读起来非常“接地气”。例如，对某些特定耦合模式的描述，用词精准，没有模棱两可的感觉。这让我对后续章节中涉及的阻抗匹配和谐振回路的设计部分充满了信心，希望能看到更深入、更细致的数学推导和等效电路模型，而不是浮于表面的概念介绍。

评分☆☆☆☆☆

我最近在琢磨一个关于低功耗通信的优化方案，所以对这类偏向实践操作的书籍需求比较迫切。翻开这本书的扉页和前言部分，能感受到作者那种深入骨髓的工程师思维。他们没有过多地去渲染NFC技术的“高大上”，而是直接切入到实际操作中可能遇到的那些令人头疼的细节问题，比如电磁干扰的抑制，以及如何在有限的空间内实现最佳的耦合效率。我注意到其中有些图示，虽然是黑白的，但标注得极其精确，比如各种线圈的匝数、间距对场强分布的影响曲线，这些都是需要动手搭建电路板才能体会到的“坑”。这本书似乎就是想把这些前辈踩过的坑都提前标记出来，从这个角度看，它的价值已经超越了一本普通的教材，更像是一份经过实战检验的工程备忘录。这对于我这种需要快速落地项目的技术人员来说，简直是救星。