原创 有源天线放大技术助手机轻松实现移动支付

日前，在国际物联网与智慧中国博览会上，奥地利微电子（AMS）介绍了用于MicroSD/SIM卡、可穿戴设备、零售终端的NFC（近场通信）产品。天线放大技术能够将天线的性能提升100倍以上（图1），这意味着在达到相同性能的情况下，相对于采用无源天线的信用卡，它能使天线尺寸大幅缩小，从而嵌入到MicroSD当中。

图1：天线放大技术能够将天线的性能提升100倍以上

奥 地利微电子公司事业部营销总监Mark Dickson（图2）介绍说，天线放大器在移动支付中的应用案例包括三种模型：在嵌入式应用模型中，板上包括NFC控制器及安全单元；移动网络运营商应 用模型中采用内嵌SWP（单线协议）或天线的外部安全单元；在银行应用模型中，采用外部安全单元及前端（图3）。现有模型的问题及难处包括：手机环 境对NFC应用是一个挑战；至2016年，NFC在手机市场应用的饱和度预计无法达到60%；市场上数以亿计的旧式手机依旧不具有NFC功能；SIM及 uSD卡的形式限制了天线的大小，而天线大小恰是无源负载调制性能好坏的关键；如今基于uSD及SIM卡的方案必须使用天线放大器；没有一种模型能够真正 实现即插即用；以及如何兼顾旧式手机用户？

图2：奥地利微电子公司事业部营销总监Mark Dickson

图3：天线放大器在移动支付中的三种应用模型（从上至下依次为嵌入式应用模型、移动网络运营商应用模型和银行应用模型）

microSD移动支付解决方案需遵循EMVCo移动要求范围。microSD卡采用无源调制方案无法满足EMVCo对距离的要求，采用奥地利微电子有源调制技术的microSD卡可超过EMVCo移动要求范围，主要针对手机应用。

在 可穿戴设备应用上，传统天线解决方案的问题包括：铁氧体膜可能导致NFC天线的成本较高；天线的安装限制原始设备制造商（OEM）的设计；工作在卡模拟方 式时在接近金属时无法高效运行；与低性能的读写器的互操作性差，成功率可能低于80%；性能不佳读写器可能会导致用户体验不佳。AMS天线放大技术能缩小 NFC天线尺寸，线性减少方案成本；提供更灵活的天线安装，更简单的产品设计；在运行时，信号比无源负载调制时高700多倍，能在金属附近正常运作，使材 料选择和工业设计更灵活；放大器首次读写成功率可高于95%。

天线放大技术有助于提升用户体验。传统的NFC天线位于手表的 表面或表带上（手腕的上方或底部），用户需调整手的位置，使天线靠近POS机以被识别；POS机时而水平放置，时而垂直放置，这会对用户造成困难。使用天 线放大技术的NFC，方便天线被安装在表身内，识别时无需调整手的位置。缺少有源天线放大器时难以寻找最佳识别位置，有源天线放大器能帮助用户快速进行读 写操作。此外，与蓝牙和WiFi不同，连接到一个WiFi热点，性能上10%的差异很难被察觉到；NFC低效识别能被用户迅速察觉。

AMS 公司高频读写器IC AS3911独特的性能使其在竞争中脱颖而出。该芯片具有天线自动调谐功能，能够自动适应环境，实现更简易的设计，确保成功率。内置的电容式低功耗系统唤 醒功能，由IC自身实现唤醒的轮询。其高比特率特性得以快速传输数据（较无源方案速度更快，达8倍）。1W的输出功率能够提供更大的余量，实现更小型的天 线设计，同时无需外部功放，能够实现超过85%的更高效率。

AS3911仅推出一年就成为了市场上第二大最受欢迎的高频读写 器IC产品，目前在10大顶尖零售终端厂商中有8家就选用AS3911进行产品设计。它能使客户更快速地通过EMVco认证。采用低阻抗的1W驱动电路和 集成错误处理机制，使得即使采用更小的天线也很容易获得EMCco认证。目前，有许多MCU厂商正与奥地利微电子进行合作，同时，AS3911也是游戏市 场的理想之选。此外，AS391x可广泛应用于零售终端、电子政务、汽车、消费、交通、门锁和游戏等市场中。