Determinación de la impedancia compleja de la carga
La impedancia compleja de la carga se puede determinar mediante medición y cálculo. La impedancia compleja para el rango de 13,56 MHz se puede medir con un analizador de redes vectoriales, que mide los parámetros S del objeto de comprobación.
Los parámetros S describen el comportamiento complejo de las redes eléctricas lineales cuando se exponen a distintas señales estacionarias. Para la adaptación de la impedancia se emplea el parámetro S11, denominado factor de reflexión de entrada. El factor de reflexión de entrada es una magnitud compleja cuyo valor absoluto es un indicador de señal reflejada. |S11| = 0 significa que el circuito está perfectamente adaptado y que no se refleja ninguna de las «ondas de potencia» generadas. |S11| = 1 significa que el 100 % de las «ondas de potencia» generadas se reflejan de vuelta a la entrada.
En el caso de las aplicaciones NFC, la carga es una antena. Para los cálculos prácticos y las simulaciones, las propiedades eléctricas de la antena se representan en un diagrama de circuito equivalente En la figura 3 se muestra el diagrama de circuito equivalente en serie simplificado de una antena NFC.
La es la reactancia inductiva y Ra es la resistencia en serie equivalente, que representa todas las pérdidas óhmicas de la antena. Ca es la reactancia capacitiva equivalente en paralelo de la antena. Los valores La y Ra se pueden medir directamente con un analizador de red o un medidor LCR.
El valor Ca es un valor parásito y debe determinarse mediante medición y cálculo. Las dependencias de frecuencia de La, Ca y Ra no se tienen en cuenta en los cálculos y simulaciones. Si se conoce la inductancia La, se puede calcular la capacitancia equivalente en paralelo Ca para la frecuencia de resonancia propia fS con la fórmula (2). [8]
La frecuencia de resonancia propia fS se halla en el primer punto de medición en el que la impedancia de carga compleja es real.
La impedancia de la antena ZL, necesaria para la adaptación de la impedancia, se puede calcular del siguiente modo:
El factor de calidad QL de la antena se define por la relación de la parte imaginaria XL y la parte real RL de la impedancia de la antena y, por tanto, se puede calcular con la ecuación (4).
