【经验】基于RFID/NFC收发器的天线匹配网络如何实现最大功率传输？
MLX90130/MLX90132为13.56MHz RFID/NFC收发器系列，为了实现与RF存储转发器进行良好的通信，连接感性阻抗天线时需要设计相应的外部匹配网络，从而调整收发器的驱动输出，最终实现最大功率传输。
大多数情况下，感性天线负载只是印制在PCB的方形或圆形环路，匹配网络由外部电容组成，并且确保谐振频率稳定在13.56MHz。转发器消息接收通过RX1和RX2引脚连接的两个外部电阻，匹配网络计算还需考虑它们的阻值以及接收链内部的等效阻抗。此外，在两个驱动器的输出端添加EMI滤波器，可进一步降低13.56MHz发射信号的高次谐波发射，同时不会影响匹配网络的基本结构。
图1 MLX90130/MLX90132实物图
MLX90130/MLX90132输出阻抗
MLX90130/MLX90132采用双驱动的拓扑结构，可产生两路13.56MHz的反相方波信号。当电源电压VDD=3V、VDD_TX为纯电阻时，测得每个驱动器的等效阻抗为13.5Ω，那么输出可以简化为单个电阻ROUT=27Ω，其阻值等于驱动器输出阻抗的两倍，如图2所示。
图2 MLX90130/MLX90132等效输出阻抗
感性天线阻抗
以图3的设计为例，天线为印制在PCB的一个2匝方形环路（外观尺寸为48mm×34mm）。那么，该天线的等效阻抗可以表示为：
ZLOAD：负载阻抗
RA：天线等效串联电阻
LA：天线等效串联电感
图3 天线板等效电路
阻抗匹配要求
当满足条件ZOUT=ZLOAD*时，该元件和天线负载之间实现最大功率传输，其中ZLOAD*表示ZLOAD的共轭复数。如图4所示，通常感性天线的等效阻抗不满足上述条件，因此需要匹配网络。
图4 阻抗匹配
匹配网络
匹配网络由串联电容（C2和C7）和并联电容（C4和C5）组成，通过连续阻抗变换简化天线的等效电路，从而轻松地计算出C2、C4、C5、C7的电容值。
RRX：用于RX1和RX2限压的反馈电阻
RPA：天线等效并联电阻
LPA：天线等效并联电感
CINPUT：RX1和RX2之间的集成电容为22pF
图5 天线电路（并联接收回路）
天线电路简化
C2和C7等效为串联电容C11=C2/2=C7/2，C4和C5等效为并联电容C22=（C4+C5），CINPUT和RRX可以变换为并联等效电路，简化后的电路如图6所示。
图6 天线电路简化
结合所有的并联电阻和电容获得最终等效电路，如图7所示。
图7 天线最终等效电路
RRXP：RRX等效并联电阻
REQ：RRX和RPA等效并联电阻
CINPUT-P：CINPUT等效并联电容
C11：C2和C7等效串联电容
C22：C4和C5等效串联电容
通过最终等效电路计算C11和C22组成的匹配网络，应满足条件ZOUT=ZEQ*，其中ZEQ*表示ZEQ的共轭复数，完整计算公式为：
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