最zui近jin幾ji年nian，非fei接jie觸chu式shi智zhi能neng卡ka已yi越yue來lai越yue多duo地di應ying用yong於yu支zhi付fu和he識shi別bie領ling域yu。除chu了le當dang前qian智zhi能neng卡ka使shi用yong最zui為wei廣guang泛fan的de公gong交jiao行xing業ye之zhi外wai，越yue來lai越yue多duo的de國guo家jia開kai始shi考kao慮lv將jiang非fei接jie觸chu式shi應ying用yong推tui廣guang至zhi其qi他ta全quan國guo性xing項xiang目mu。鑒jian於yu非fei接jie觸chu式shi智zhi能neng卡ka應ying用yong的de全quan球qiu性xing增zeng長chang
，同tong時shi考kao慮lv到dao不bu同tong產chan品pin的de技ji術shu要yao求qiu以yi及ji終zhong端duan客ke戶hu的de不bu同tong需xu求qiu
，設she計ji滿man足zu不bu同tong應ying用yong需xu求qiu的de智zhi能neng卡ka天tian線xian則ze成cheng了le一yi項xiang極ji富fu挑tiao戰zhan性xing的de工gong作zuo。本ben文wen將jiang討tao論lun智zhi能neng卡ka天tian線xian設she計ji過guo程cheng中zhong需xu要yao考kao慮lv的de各ge種zhong因yin素su，以yi及ji在zai不bu同tong應ying用yong領ling域yu中zhong麵mian臨lin的de挑tiao戰zhan。

智能卡天線設計需要考慮的因素

智能卡天線是一種電氣組件，可通過讀卡器產生的射頻（RF）磁場的電磁感應，向智能卡集成電路（IC）供電。它同時也是智能卡IC與讀卡器之間的通訊媒介。設計不當的天線會極大地降低IC卡的性能，而設計合理的天線則會幫助IC卡實現其設計的最佳性能，實現以下特性：

符合ISO/IEC 14443/10373-6規定的工作場域和負載調製要求
符合PayPass-ISO/IEC 14443執行規範- V1.1 和 EMV非接觸式通訊協議規範V2.0相關要求, 兼容現有通過認證的讀寫器
優化工作距離：為指定應用帶來最佳工作距離，而不影響智能卡功能
支持多卡，即使這些卡相互疊放

天線在卡中的準確定位：為wei了le保bao證zheng智zhi能neng卡ka與yu采cai用yong小xiao型xing天tian線xian的de讀du卡ka器qi協xie同tong應ying用yong，天tian線xian必bi須xu設she計ji在zai卡ka上shang的de一yi個ge特te定ding的de區qu域yu內nei。因yin為wei隻zhi有you這zhe樣yang，智zhi能neng卡ka和he讀du卡ka器qi的de天tian線xian才cai能neng實shi現xian預yu定ding的de磁ci耦ou合he。

圖題：雙接口非接觸式智能卡的典型構造

additional overlay-coating foil, thickness 50-100um：附加覆蓋層，厚度50-100微米
printed overlay foil, thickness 100-150um：印刷覆蓋層，厚度100-150微米
basic foil with coil: 200-300um, PVC, surface glueless：帶線圈的基層：200-300微米
，PVC材質，脫膠表麵
Module: 540um total thickness：模塊：總厚度540微米

在智能卡天線設計中需要考慮三個會影響卡諧振頻率的主要元器件。為了使智能卡的工作距離和RF通訊穩定性等性能指標達到最佳狀態
，必須充分考慮到這些元器件的影響。

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集成電路(IC)

這是核心部分，芯片的輸入電容和最小工作電壓將決定智能卡的最大工作距離和多卡同時工作等特性。

IC模塊

智能卡IC置於模塊之內。模塊使得IC易於處理
，同時保護IC免受到外來壓力（如過度彎折等）和紫外線的損害。另外模塊設計擴大了天線連接區域
，為采用不同的天線連接方式提供了方便。在智能卡封裝工序中，模塊比裸裝的IC更常使用。從電氣角度看，模塊給IC卡的諧振電路增加了額外的電容。

智能卡封裝材料

由於其介電性能

，封裝材料也為最終ICkadexiezhendianluzengjialeewaidedianrong。zhinengkatianxianshejijiqiduitedingyingyonglingyudeyingxianglianghaoshejidezhinengkatianxianshifoujiukeyishihesuoyoudeyingyonglingyuerbuhuifashengrenhexiaoguzhang
？shishibingfeiruci。zaixishejidetianxianduifeijiechuyingyongchanpindezonghexingnengjuyoujiqizhongyaodezuoyong，danshibutongdeyingyongqijishuyaoqiuwanquanbutong。yinci，yaoshejichuyikuantongyongtianxian
，shiyixiangjifutiaozhanxingdegongzuo。yixianeirongjiangjianyaomiaoshuyixiedianxingyingyongzhongmianlindetiaozhan。

支付應用

卡和讀卡係統之間的臨界耦合效應當讀卡器比智能卡小時，RF 通tong訊xun就jiu遇yu到dao了le挑tiao戰zhan。出chu於yu簡jian化hua和he設she計ji方fang便bian的de考kao慮lv
，目mu前qian流liu行xing的de標biao準zhun是shi將jiang非fei接jie觸chu式shi讀du卡ka器qi設she計ji得de盡jin可ke能neng小xiao，盡jin可ke能neng緊jin湊cou。這zhe意yi味wei著zhe讀du卡ka器qi的de天tian線xian要yao小xiao於yu一yi般ban常chang見jian的deID1 的尺寸。然而
，由於業內普遍接受的大多數支付卡（例如Visawave, Paywave, JCB）仍然執行ISO/IEC 7810 標準(ID1,85mm*54mm)的規定製式
，使用較小尺寸的讀卡器就對RF 通訊提出了挑戰。

以上情形導致卡和讀卡器係統之間產生臨界耦合效應，這種臨界耦合效應通常會使卡和讀卡器之間的RF 通訊變得極不穩定。盡管看似不合理
，但這種耦合效應確實有違基本的邏輯

，即
，卡離讀卡器越近，耦合效應就越強！

但是，采用如下一些方法，可以最大限度減輕這個問題的影響：

為(wei)了(le)克(ke)服(fu)因(yin)卡(ka)片(pian)天(tian)線(xian)和(he)讀(du)卡(ka)器(qi)天(tian)線(xian)的(de)尺(chi)寸(cun)不(bu)匹(pi)配(pei)而(er)造(zao)成(cheng)的(de)負(fu)麵(mian)影(ying)響(xiang)，一(yi)種(zhong)方(fang)法(fa)是(shi)設(she)計(ji)者(zhe)可(ke)以(yi)調(tiao)整(zheng)卡(ka)片(pian)天(tian)線(xian)和(he)讀(du)卡(ka)器(qi)天(tian)線(xian)的(de)尺(chi)寸(cun)，使(shi)得(de)讀(du)卡(ka)器(qi)天(tian)線(xian)的(de)尺(chi)寸(cun)比(bi)卡(ka)片(pian)天(tian)線(xian)的(de)大(da)。根(gen)據(ju)支(zhi)付(fu)係(xi)統(tong)的(de)限(xian)製(zhi)條(tiao)件(jian)，可(ke)對(dui)讀(du)卡(ka)器(qi)天(tian)線(xian)加(jia)以(yi)調(tiao)整(zheng)或(huo)者(zhe)改(gai)變(bian)智(zhi)能(neng)卡(ka)天(tian)線(xian)的(de)設(she)計(ji)。事(shi)實(shi)上(shang)，尺(chi)寸(cun)隻(zhi)有(you)ID1 一半的支付卡在市場上已經越來越普遍。這種方法雖然解決了上述難題，但它也帶來了其他問題。這些尺寸隻有ID1 一半的卡很難滿足ISO14443 規定的關於最小負載的調製要求。盡管如此
，業內已經找到一些采用較小外形尺寸（ID1/2 和ID1/3），並滿足ISO14443 規定的負載調製限製的設計方案。

改變卡片天線的設計（例如感應係數、線圈材料等）以達到調整Q 值或諧振頻率的目的。如果線圈的Q zhijiaodi
，tachuandigeikadenengliangouhejiubijiaoxiao，jiangkaquxieyihuodejiaogaodexiezhenpinlvyehuiqudetongyangxiaoguo。zheliangzhongfangfadoukeyijianshaokapiantianxianhedukaqitianxianzhijiandexianghuyingxiang，jinerjiangditamenzhijiandeouhexiaoying。zhezhongfangfadehaochushibuxuyaogaibiandukaqidesheji，keyibimianyindukaqixitongshengjierdailaidegaoangchengben。dangran
，zhezhongfangfadequexianshibunengwanquanmanzumouxiexiangmuduiyugongzuojulideyaoqiu。jinguanbunengwanquanjiejuewenti，danzhezhongfangfarengrankeyidafujiangdiouhexiaoyingdefumianyingxiang。

電磁幹擾（EMD）

設計者麵臨的另外一個問題是電磁幹擾（EMD）。作為一種無源設備，非接觸式智能卡從讀卡器產生的RF 場獲取全部能量。IC 在進行內部操作期間，例如進行密碼計算、EEPROM 編程等操作時

，會對向其供應能量的RF 場產生電磁幹擾（EMD）
，這種幹擾會使讀卡器的接收電路偵測到“虛假的”通tong訊xun信xin息xi，從cong而er在zai卡ka和he讀du卡ka器qi係xi統tong之zhi間jian引yin起qi通tong訊xun問wen題ti。卡ka離li讀du卡ka器qi越yue近jin，這zhe種zhong影ying響xiang就jiu越yue大da。雖sui然ran通tong過guo對dui卡ka片pian天tian線xian係xi統tong的de微wei調tiao可ke以yi部bu分fen減jian輕qing幹gan擾rao(例如調整線圈的調諧電感)，但是不能完全解決問題。通過對IC 時鍾技術的改進

，包括內置硬件EMD 抑製機製，這個問題現在已經基本得到解決。

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公交應用

公交行業是最早采用非接觸式技術的行業之一，但因其大多數讀卡設施都是六七年前安裝的
，有些甚至是在ISO14443 標biao準zhun製zhi訂ding之zhi前qian安an裝zhuang的de
，因yin此ci設she施shi都dou相xiang當dang陳chen舊jiu。該gai領ling域yu麵mian臨lin的de主zhu要yao挑tiao戰zhan是shi不bu符fu合he相xiang關guan標biao準zhun。公gong交jiao行xing業ye的de部bu分fen陳chen舊jiu的de讀du卡ka器qi生sheng成cheng的de調tiao製zhi參can數shu不bu能neng完wan全quan符fu合heISO14443 標準，從而在卡和讀卡器之間產生業內所稱的通訊“漏洞”。ISO14443 標準分別為卡和讀卡器規定了相應的RF 參數。這些參數給出了指定RF 信號的工作範圍
，保證卡和讀卡器在滿足這些參數要求時可以達到互通性。因此，如果讀卡器產生的調製RF 參數超出了ISO 標準規定的範圍，就很難實現讀卡器和卡之間的互通性。上麵所討論的參數與 ISO 標準不相符的問題，通常與ISO14443 標準所定義的“暫停形態”的生成相關，一般表現為讀卡器波形的上升時間、下降時間、過guo衝chong信xin號hao和he殘can餘yu載zai波bo等deng指zhi標biao不bu符fu合he規gui定ding。優you化hua卡ka片pian天tian線xian的de設she計ji並bing不bu能neng完wan全quan解jie決jue這zhe些xie問wen題ti
，因yin此ci更geng可ke靠kao的de解jie決jue辦ban法fa是shi更geng換huan那na些xie過guo時shi的de讀du卡ka器qi
，代dai之zhi以yi新xin的de符fu合heISO 標準的設備，但這種選擇不一定能夠實現，因為更換所有正在使用的設施代價高昂
，在某些情況下也不一定可行。

因此
，可行的解決方案是改善非接觸式智能卡IC 的設計，使其具有超強的容錯能力，以適應這些與ISO 標準不相符的讀卡係統。

身份識別應用

近些年來
，政府實施的身份識別工程已成為非接觸式技術發展的主要推動力，也促使業內更加關注ISO 標準的實施
，強調卡與讀卡器係統的互通性。

前(qian)麵(mian)討(tao)論(lun)過(guo)的(de)有(you)關(guan)支(zhi)付(fu)應(ying)用(yong)的(de)問(wen)題(ti)在(zai)身(shen)份(fen)識(shi)別(bie)應(ying)用(yong)中(zhong)也(ye)同(tong)樣(yang)存(cun)在(zai)，政(zheng)府(fu)的(de)身(shen)份(fen)識(shi)別(bie)係(xi)統(tong)與(yu)其(qi)他(ta)係(xi)統(tong)的(de)區(qu)別(bie)在(zai)於(yu)，政(zheng)府(fu)已(yi)經(jing)與(yu)業(ye)內(nei)的(de)主(zhu)要(yao)機(ji)構(gou)一(yi)起(qi)開(kai)發(fa)出(chu)基(ji)於(yu)該(gai)應(ying)用(yong)的(de)標(biao)準(zhun)，例(li)如(ru)ICAO LDS，RF 協議測試等，並且在整個產業鏈中得到嚴格的遵循和推廣。電子護照的鑲嵌設計的總體框架由ICAO “電子護照RF 協議與應用測試標準-第2 部分”（1 類天線）加以規範。

這zhe些xie標biao準zhun與yu美mei國guo有you關guan電dian子zi護hu照zhao的de強qiang製zhi性xing規gui定ding一yi起qi
，有you效xiao地di保bao證zheng了le卡ka與yu讀du卡ka器qi係xi統tong之zhi間jian的de互hu通tong性xing和he一yi致zhi性xing，迫po使shi那na些xie參can與yu的de國guo家jia加jia速su實shi施shi其qi電dian子zi護hu照zhao工gong程cheng。幾ji年nian以yi來lai，參can加jia美mei國guo“簽證互免計劃”（Visa Waiver Program）的大多數國家都一直在積極參與ICAO 電子護照互通性測試和跨國界的試驗性項目，這就為非接觸式讀卡器、inlay 以及芯片的製造商提供了一個平台，使他們可以一起製訂共同的標準
，並解決該特殊領域中麵臨的互通性問題。