¿Cuál es el propósito de este extraño cableado dentro de esta tarjeta inteligente?

Question

Aquí hay un escaneo de una tarjeta inteligente MIFARE Ultralight despojada

Se trata de una película de plástico con un cableado de papel de aluminio que actúa como antena para alimentar el chip y proporcionar comunicaciones por radio.

Hay dos cosas que parecen sospechosas.

En primer lugar, hay una franja ancha a la derecha (señalada por la flecha), una franja ancha de metal cuidadosamente diseñada que no está conectada a nada.

En segundo lugar, fíjate en lo que ocurre entre los puntos A y B que he conectado con una línea de puntos. Hay una franja metálica que va desde B hacia la izquierda hasta el perímetro de la tarjeta, luego hacia abajo hasta el final del "túnel" que cruza los cables y ese final del túnel también está conectado a la franja que va al punto A. Así que parece que la franja que va desde el final del "túnel" hasta el punto B puede eliminarse simplemente conectando los puntos A y B y así ahorrar algo de metal.

¿Por qué están presentes en el circuito estos dos elementos de cableado aparentemente inútiles?

Answer 1

Esta franja es una antena de parche , que no es otra cosa que un cable, impreso en una placa de circuito impreso o similar, que irradia como una antena.

La franja no conectada de la derecha es probablemente un elemento reflector, que no recibe ninguna corriente de una conexión directa, sino que se acopla eléctricamente con el resto del parche para mejorar las propiedades de radiación o la impedancia de entrada (estas antenas son muy sensibles a resonancia ).

Aunque hay teoría sobre las antenas microstrip (de parche), no son tan fácil como los dipolos o las antenas "normales" para analizar para el ser humano, y gran parte en su diseño se hace numéricamente. Pueden considerarse fácilmente magia negra .

Estoy tratando de entender si los AB están realmente conectados o no:

• a primera vista diría que no están conectados, pero las zonas redondeadas son las almohadillas para conectar los extremos de la antena al transceptor. Sería coherente con el camino oscuro que va a A.

• O, pero esto puede ser o no ser: algunas antenas de parche están hechas de dos elementos radiantes "independientes", de los cuales uno o ambos son alimentados por la señal; estos elementos interactúan juntos como una antena Yagi, proporcionando una radiación más direccional. Así que también puede ser posible que haya dos bucles diferentes, pero es sólo una hipotetización.

Answer 2

Me sumo a los "quizás" de Clabacchio.

Como él dice, la franja de la derecha es probablemente un elemento resonante de algún tipo que se acopla al bucle principal y modifica sus propiedades de una manera que esperan que sea ventajosa.

El bucle de la esquina inferior izquierda (mostrado abajo) será un bucle de acoplamiento que proporciona una acción transformadora entre el bucle principal y la carga.

El devanado principal es de 6 vueltas (parece de 5+, pero la naturaleza no permite las vueltas parciales).
El acoplamiento entre el bucle de una vuelta (imagen extraída a continuación) y el bucle principal da una transformación de tensión de 6:1 y una transformación de impedancia de 36:1.
Es de suponer que a los diseñadores les resultó útil hacerlo.
El uso de un transformador de impedancia entre un circuito resonante y un conductor o receptor es común ya que permite más fácilmente circuitos resonantes de alta impedancia y alto Q con voltajes relativamente más altos.
El "punto de escucha" formará parte de la magia negra a la que se refiere Clabacchio. En estos diseños hay que tener en cuenta la inductancia y la capacitancia distribuidas, los efectos en la impedancia de la separación entre espiras y el material del sustrato, y muchas otras cosas. En los diseños de aspecto bastante sencillo suelen intervenir grandes cantidades de experiencia, habilidad, tiempo y algo de suerte.

Answer 3

simplemente conectando los puntos A y B y ahorrando así algo de metal

La cantidad de metal no es definitivamente la preocupación cuando se trata de enrutar las trazas en las placas de alta frecuencia. La longitud del trazado (en relación con la longitud de onda) es muy importante, ya que afecta al desplazamiento de fase. Y el área del bucle afecta al acoplamiento.

No se puede pensar en las trazas como conductores que conectan idealmente los nodos del esquema del circuito. Son antenas, retardos, microguías resonantes, inductores. En el diseño de las guías de ondas hay mucha teoría de RF.