20.500.12556/DKUM-82262 Faktor sklopitve NFC forum WLC anten master's thesis Coupling factor of the NFC forum WLC antennas Brezžična tehnologija kratkega dosega oz. tehnologija NFC se uporablja že v mnogih dandanašnjih napravah. To tehnologijo je namreč mogoče uporabiti za najrazličnejše namene, kot so: identifikacija osebe, odpiranja vrat, plačevanja s kreditno kartico itd. Tehnologija NFC že leta pridobiva na pomenu. Ustanovil se je tudi forum NFC z namenom razvijati nove specifikacije in prilagajanja arhitekture NFC novim ciljem. V okviru tega je nastala tudi nova tehnologija WLC – specifikacija brezžičnega polnjenja, ki omogoča majhnim elektronskim napravam NFC brezžično polnjenje s prenosi moči do 1 W. V magistrski nalogi smo se osredotočili na antene, ki izhajajo iz standarda NFC Forum WLC. Cilj naloge je bilo določiti vrednosti faktorja sklopitve po celotnem območju delovanja anten iz standarda NFC Forum WLC. Pri raziskovnaju magnetno sklopljenega sistema smo preučevali medsebojno induktivnost, ki je ključni parameter za izračun faktorja sklopitve, ter tudi induktivnosti obeh anten. Vse opravljene meritve smo s pomočjo programskega jezika Python predstavili na grafih, ki prikazujejo vrednosti faktorja sklopitve v vseh izmerjenih točkah specificiranega delovnega volumna. Dodali smo tudi tehnični prikaz uvoza podatkov v programsko opremo PathWave Advanced Design System (ADS), ki jo lahko uporabimo v primeru uporabe izmerjenih podatkov za simuliranje. Odločili smo se za tri načine, kako izmeriti karakteristiko zračno sklopljenega sistema, sestavljenega iz dveh anten s standardom NFC Forum WLC. Tako smo prikazali naslednje tri metode merjenja faktorja sklopitve: – dvo-vhodno meritev z napravo VNA, – eno-vhodno meritev z napravo VNA, z metodo Odprt-Zaprt, – osciloskop in frekvenčni generator. Vse postavitve delovnega prostora smo pomerili s štirimi različnimi pozicijskimi kombinacijami med sprejemnikom in oddajnikom. Ker ima antena sled natisnjeno le na eni površini tiskane plošče, je merilni proces pokazal razliko. Če sta bili anteni obrnjeni ena proti drugi s tiskano stranjo, je bila vrednost faktorja sklopitve visoka. Če pa sta bili anteni obrnjeni s hrbtno stranjo ena proti drugi, je bila vrednost faktorja sklopitve veliko nižja. V primeru, da sta bili anteni obrnjeni v enako smer in je bila spodnja antena sprejemnik, zgornja pa oddajnik ali obratno, je bila vrednost faktorja sklopitve enaka. Vse merilne procese in ugotovitve smo želeli tudi teoretično ovrednotiti. Prikazali smo tri različne načine uvoza podatkov v programsko opremo za razvijanje in simuliranje radio-frekevenčnih sistemov ADS. Glede na rezultate merjenja bi bilo mogoče faktor sklopitve v določenih pozicijah delovnega prostora izboljšati, če bi bila antena koncentrična – s tem bi namreč povečali vrednost faktorja v smereh, kjer je sedaj antena krajša. V primeru simetrije bi v vse smeri definiranega delovnega prostora dobili tako enake vrednosti. Če bi bila antena koncentrične oblike, bi bila posledično večja, s tem pa bi imeli težavo za vgradnjo v manjše električne naprave. Za konec smo v magistrski nalogi podali še meritve z CNC-robotom. V tem primeru smo antene postavili v referenčne pozicije in definirali nov, večji delovni volumen. Iz rezultatov meritve pa smo nato raziskovali spreminjanje faktorja sklopitve izven definiranega delovnega volumna. Short-range wireless technology, or NFC, has been already used in several electronic devices. This technology can be used for several purposes, such as personal identification, door openers, credit card payments, etc. In the last few years, NFC technology has been gaining a lot of attention. NFC Forum has been set up to develop new specifications and adapt the NFC architecture to the new objectives. This has led to the development of a new technology, WLC - the Wireless Charging Specification, which allows small NFC electronic devices to be wirelessly charged with a transmission power of up to 1W. In this master thesis, we are focused on antennas derived from the NFC Forum WLC standard. The aim is to determine the coupling factor values over the entire operating range of these antennas. During the research of a magnetically coupled system, we have studied especially effects related to mutual inductance, which is a key parameter in the calculation of the coupling factor, as well as the inductance of two antennas in the setting, where one of the antennas is a transmitter, while the other is the receiver. All measurements are presented in graphs using the Python programming language. These graphs present coupling factor values at all points measured in the specified operating volume. We have also presented a theoretical demonstration about how to import data into the PathWave Advanced Design System (ADS) software that can be used, when necessary, to simulate the measured data. We also presented three methods on how to measure characteristics in an air-coupled system consisting of two antennas with the NFC Forum WLC standard. NFC WLC oddajnik sprejemnik medsebojna induktivnost faktor sklopitve iso površina. NFC WLC transmitter receiver mutual inductance coupling factor operating volume ADS. true true false [J. Pleterski] Angleški jezik Slovenski jezik Magistrsko delo/naloga 2022-08-08 20:08:19 2022-10-17 13:07:05 2022-11-18 03:06:25 0000-00-00 00:00:00 2022 0 Maribor 0 Maribor 1 spletni vir (1 datoteka PDF (XIX, 101 f.)) 0000-00-00 NiDoloceno NiDoloceno NiDoloceno 0000-00-00 0000-00-00 0000-00-00 2025-08-30 621.395.721.5:004.77(043.2) 129736195 MAG_Pleterski_Jan_2022.pdf MAG_Pleterski_Jan_2022.pdf 1 B8429E2AD4EEA259C9FF27352CF8CB64 0264e0538a2a13b500bfaf2230bf8dedb7cf79192201fc636dc674a616cd8948 d384c919-17b4-11ed-bb1e-00155d000105 https://dk.um.si/Dokument.php?lang=slv&id=159837 Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko 0 0 0