Mifare1IC卡的物理组成及卡片上天线的研究

在卡片上的微晶片外面一般封装了保护层。保护层可以防止微晶片被折叠，扭曲等众多对卡片实施非正常的物理性损坏。同时也防止微晶片受到紫外线的辐射，使卡片能长久地被使用。

但从电性能的角度来看，由于加入了保护层，使IC与卡片上的天线组成的振荡回路的频率将发生变化。因为，保护层给IC微晶片增加了一个输入回路电容Cmount。尽管这个电容只有几个pf 至几十个pf，但对于要求频率精度，稳定度等都很高的非接触式IC智能射频卡来说，也将是很重要的。

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Mifare 1 IC智能(射频)卡

 卡片上的等效电路如下：

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   (不带IC微晶片的天线 )     (IC 微晶片)

整个卡片的自由振荡频率计算方法：
    

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    说明：   

l       f_res  ：卡片的振荡频率，应为13.56MHz

l       Rcoil ：天线线圈的电阻，约6.07欧娒

l       Lcoil ：天线线圈的电感，约 3.6 μH

l       Ccoil ：天线线圈的电容，约 5pf

l       Cpack ：天线线圈的封装后引入的电容, 约 5pf

l       Cic ：IC微晶片的电容，约 16pf

l       Cmount ：IC微晶片的安装后引入的电容, 约 几个pf ~ 几十个pf

l       La ：天线线圈与IC微晶片的接触点a

l       Lb ：天线线圈与IC微晶片的接触点b

其中，

天线线圈的电感：
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l       L ： 天线线圈一圈的长度

l       N ：天线线圈圈数，一般为4圈

l       D ：天线线圈直径或导体的宽度

l       P ：由天线线圈的技术而定的N的指数因子，如下表所示：

P值：

天线线圈结构：

1.8

环绕线圈

1.7

Etched(蚀刻)线圈

1.5 ~~ 1.7

印刷电路板线圈

上述天线线圈的电感的公式只能作为**估测之用，实际的天线线圈的电感必须通过仪器测量而定，但偏差不会很大。

 一般 天线线圈的电感 :  Lcoil < 4.2μH, 实际中推荐在 3.6μH 左右为*优。

天线线圈的品质因数 Qcoil ：

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 般天线线圈的品质因数 30 < Qcoil < 60。

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实际中,品质因数Qcoil在>30后的增加量,对卡片的操作距离的增加无明显帮助;品质因数Qcoil必须<60 ,以确保数据通信稳定，可靠，否则天线的**工作距离内有死区，而不能可靠地进行数据通信。

         天线线圈的矩形面积S_总：

      S_总 必须 > 11200 mm²      S_总 = S _{平均  *}  N圈 

        所以S _平均    必须 > 11200 mm² / N圈 

 一般,S _平均 >= 2778 mm² (当卡片上的天线线圈的矩形面积的 长 X 宽 = 40mm X 70 mm时)。

实际中，推荐S _平均 在3330 mm²左右。即，实际设计时，卡片上的天线线圈的矩形面积的长和宽应为：74mm 和45mm，天线线圈的圈数N为4圈，则这样制作出的卡片将能保证通信的距离。