近年来随着移动支付技术的快速发展,近场通信尤其是基于手机SIM卡的近场通信技术由于诸多优点而成为研究热点。然而,由于受到SIM卡物理尺寸、手机电池功耗以及不同手机对系统通信影响差异较大等问题的限制,要想实现基于SIM卡的近场通信技术难度较大。本文通过对手机结构以及近场磁场在手机中的传输特点,提出了一种过桥通信方案,并对此进行了一系列的研究。首先,本文对基于SIM卡的NFC系统的通信信道进行了研究。根据手机中的电磁场传播特性,论文对三种常用的近场通信模型进行了分析,并提出了一种能够较好体现信道传输特点的多电感耦合变压器模型。在此基础上按照手机结构特点搭建了基于SIM卡的NFC信道仿真模型。这种模型建模简单,仿真精度较高,通过仿真可以获得基于不同手机结构的变压器耦合系数,能够较好的估算近场磁场在手机中的电磁能量传播。其次,本文根据信道仿真获得的耦合系数计算了系统通信所需的相关指标。并根据NFC协议、信号通信特点,确定了SIM卡和贴片卡上所需的收发机架构。针对外部读写器与SIM卡之问的通信特点,提出了一种提取载波时钟作为芯片本振的方法,以便消除零中频接收机可能存在的零点效应。而针对SIM卡与贴片卡的通信特点,则改用调节发射机载波相位的方法来消除零点效应。此外,论文还对不同操作模式下的SIM卡和贴片卡实现进行了探讨,并确定了贴片卡在不同操作模式中的电源管理问题。接着,本文对SIM卡收发机电路以及贴片卡接收电路进行了系统仿真。通过安捷伦公司的ADS软件分别对收发机电路在时域和频域中进行了仿真。给出了各个电路节点在包络分析和谐波平衡分析中的仿真结果。并根据仿真结果对收发机模块的电路设计指标进行了优化。最后,本文对影响NFC系统通信性能的两个关键模块进行了详细研究。设计了一种高精度连续载波恢复电路和一种高效多模调制的开关功率放大器。在上海坤锐公司的帮助下,在SMIC0.18-μm EEPROM CMOS工艺上进行了成功流片。并对芯片进行了详细测试,给出了完备的测试结果。