NFC通信基本原理
近场通信原理
对于天线产生的电磁场，根据其特性的不同，划分为三个不同的区域：感应近场、辐射近场和辐射远场。它们主要通过与天线的距离来区分。感应近场区指最靠近天线的区域。在此区域内，由于感应场分量占主导地位，其电场和磁场的时间相位差为90°，电磁场的能量是振荡的，不产生辐射。辐射近场区介于感应近场区与辐射远场区之间。在此区域内，与距离的一次方、平方、立方成反比的场分量都占据一定的比例，天线方向图与离开天线的距离有关，也就是说，在不同的距离上计算出的天线方向图是有差别的。辐射近场区之外就是辐射远场区，它是天线实际使用的区域。在此区域，场的幅度与离开天线的距离成反比，且天线方向图与离开天线的距离无关，天线方向图的主瓣、副瓣和零点都已形成。
由于远场和近场的划分相对复杂，具体要根据不同的工作环境和测量目的来划分。一般而言，以场源为中心，在三个波长范围内的区域，可称为感应近场区；以场源为中心，半径为三个波长之外的空间范围称为辐射场 。
NFC称为近场通信，其工作原理就是基于感应近场。在近场区域中，离天线或电磁辐射源越远，场强衰减越大，因此它非常适合短距离通信，特别是与安全相关的应用，如支付、门禁等。
NFC被动通信
发起NFC通信的一方称为发起方，通信的接收方称为目标方。被动通信是指在整个通信的过程中，由发起方提供射频场，选择106Kbps、212Kbps或424Kbps其中一种速率发送数据；目标方不必产生射频场，而从发起方的射频场中获取能量，使用负载调制的方式，以相同的速率将数据回传给发起方，如图1-11所示。这里的目标方可以是有源设备，如处于卡模拟模式或点对点通信模式的智能手机，或者是无源标签，如NFC标签、RFID标签等。本书中将通信的接收方，如有源设备和无源的标签，统一称为目标方。
NFC主动通信
主动通信是指通信的发起方和目标方在进行数据传输时，都需要产生自己的射频场。当发起方发送数据时，它将产生自己的射频场，而目标方关闭射频场，并以侦听模式接收发起方的数据。当发起方发送完数据后，将关闭自己的射频场并处于侦听模式，等待目标方发送数据；目标方发送数据时，需要产生自己的射频场来发送数据。
主动通信要求通信的目标方是有源设备，即具有电源供给的设备。在通信过程中，发起方与目标方之间的关系是平等的，不存在主从关系，在发送数据的时候需要自己产生射频场；而另一方在没有数据发送或检测到周围空间有射频场的情况下，会关闭自己的射频场，在侦听模式下接收数据。因此，主动通信的方式一般适用于点对点的数据传输。
主动通信与被动通信相比较，由于主动通信的射频场分别由通信双方产生，因此在通信距离上比被动通信稍远。另外，在被动通信方式下，射频场由发起方提供，如果通信双方均为移动设备，将导致电源消耗不均衡，因此主动通信可以解决移动设备NFC通信过程中电源消耗的不平衡问题。
负载调制
在NFC被动通信中，通信的发起方产生射频场，而目标方通过负载调制将数据发送给发起方。
近距离通信系统的射频接口实际上是一个电感耦合系统，即一种变压器耦合系统。作为初级线圈的发起方和作为次级线圈的目标方之间的耦合，只要线圈距离不大于0.16倍波长，该变压器耦合模型就是有效的。NFC的工作频率为13.56MHz，波长为22m，因此只要NFC通信的发起方和目标方之间的距离不大于3.52m，就遵循变压器耦合模型的定义。
如果目标方固有的谐振频率与发起方的发送频率相符合，那么把目标方放入发起方天线的交变磁场，目标方就能从磁场中获取能量。目标方天线的电阻成为发起方天线回路的负载。当负载电阻发生变化时，发起方天线的电流在内阻上的电压将变化。目标方通过待发送的数据控制负载电阻的接通和断开，可以实现目标方对发起方天线电压的振幅调制，数据就在NFC发起方和目标方之间传输。这种传输方式称为负载调制。
