一種符合iso14443typeb協議的大功率射頻天線的製作方法

2023-10-29 19:16:12 1

專利名稱：一種符合iso14443typeb協議的大功率射頻天線的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種符合IS014443TYPE B協議的大功率射頻天線。
背景技術：
射頻卡是射頻識別技術和ID卡技術有機結合的產物。它解決了無源和免接觸這一難題，具有更加方便、快捷的特點，廣泛用於電子支付、通道控制、公交收費、停車收費、食堂售飯、考勤和門禁等多種場合。射頻卡與條碼卡、磁卡、非接觸式ID卡比較具有高安全性、高可靠性、使用方便快捷。這主要是由其技術特點決定，在近距耦合應用中主要遵循的標準是IS0/IEC14443。根據信號發送和接收方式的不同，IS0/IEC14443中定義了 Type A、Type B兩種卡型。TypeA類通信標準是目前廣泛運用的一種標準，即MIFARE標準，採用100%ASK調製、同步時序以及經過修改的米勒(Miller)編碼方式，使用的是間斷式調製方式，即當表示信息「I」時，表示有信號到卡，當表示信息「0」時，沒有信號到卡，當然這個間隔相當短，不會影響到正常工作。這種方式的優點是信息區別明顯，受到幹擾的機會少，不容易誤操作，缺點是需要能量持續不斷供能量到卡的時候會有能量波動。Type B類通信標準是則採用10%ASK調製、非同步時序和不歸零(NRZ)編碼方式，使用了一種調幅的調製方式，信息「I」和「0」的區別是在於信號的強弱，這一點容易受到外界幹擾，可以採用冗餘校驗來解決。其優點在於持續不斷的信號傳遞，不會出現能量波動的情況。由上面的比較可以看出，兩種技術很難區分出優劣，也是ISO組織確定了兩種標準的原因之一。雖然在應用層面的技術上沒有明顯的區別，但是在應用推廣層面上講，Type A類有著比Type B類更多的廠商支持，Type A類在公共運輸方面市場推廣比Type B類成功，是市場上的主流應用·技術，其後續支持較好。在價格上由於Type A類的廣泛性和晶片本身的低端設計性，使得Type A類有更大的優勢。此外，目前市場上符合IS0/IEC14443TYPEB協議的射頻天線都是小功率天線，功率通常在0.1ff 0.2W，對應讀寫器的讀卡距離都小於10cm，無法將現有的讀寫器直接應用到需要遠距離讀卡的應用場合，因此限制了此類讀寫器的應用範圍。

實用新型內容本實用新型針對現有技術中存在不足之處提供一種符合IS014443TYPE B協議的大功率射頻天線，以解決了在13.56MHz頻段下大功率射頻輸出的應用問題,該天線可承受最大為8W的射頻功率。為了實現上述目的，本實用新型提供一種符合IS014443TYPEB協議的大功率射頻天線，所述大功率射頻天線包括以下組成部件:若干個矩形耦合線圈，用於輻射射頻功率及接受返回信號功率。天線匹配與諧振電路，用於和多圈耦合線圈相匹配且形成調諧電路。[0010]射頻線纜，用於傳送信號，且射頻線纜對所述天線阻抗進行變換以形成和射頻讀卡器阻抗匹配。所述若干個矩形耦合線圈在與天線匹配與諧振電路連接處並聯到一起。在本實用新型提供的優選實施例中，其中所述大功率射頻天線中包括兩個矩形耦合線圈，所述兩個矩形耦合線圈並聯在與天線匹配電路的連接處。在本實用新型提供的優選實施例中，其中所述兩個矩形耦合線圈的形狀分別為31cmX 45cm 和 28cmX42cm。在本實用新型提供的優選實施例中，其中所述大功率射頻天線中包括三個矩形耦合線圈，所述三個矩形耦合線圈並聯在與天線匹配電路的連接處。在本實用新型提供的優選實施例中，其中所述三個矩形耦合線圈的形狀分別為29cmX 43cm、30cmX 44cm 和 31cmX45cm。在本實用新型提供的優選實施例中，其中所述矩形耦合線圈採用多股銅線作為基材，多股銅線的直徑可米用1.25cm、0.5cm、0.75cm等規格。在本實用新型提供的優選實施例中，其中所述天線匹配與諧振電路為電容電路。在本實用新型提供的優選實施例中,其中所述天線諧振頻率設定在13.56MHz。與現有技術相比，本實用新型提供的大功率射頻天線具有以下優點:利用射頻線纜與天線阻抗的變換，實現與射頻讀寫器進行的最佳阻抗匹配，實現輸出大功率射頻信號，增大讀寫器的讀卡距離，該天線可承受最大為8W的射頻功率。
圖1是本實用新型的第一實施例的結構圖。圖2是本實用新型的第二實施例的結構圖。
具體實施方式
本實用新型提供的符合IS014443TYPE B協議的大功率射頻天線利用射頻線纜與天線阻抗的變換，實現與RFID讀寫器進行的最佳阻抗匹配，實現輸出大功率射頻信號，增大讀寫器的讀卡距離。以下通過實施例本實用新型提供的符合IS014443TYPEB協議的大功率射頻天線作進一步詳細說明，以便更好說明本發明創造的內容，但實施例的內容並不限制本發明創造的保護範圍。實施例1如圖1所示，射頻天線由第一矩形耦合線圈(I)、第二矩形耦合線圈(2)、天線匹配與諧振電路(3)、射頻線纜(4)四部分組成。第一矩形耦合線圈(I)、第二矩形耦合線圈(2)是天線的主體結構，同樣也是輻射射頻功率及接收返回信號功率的部件，第一矩形耦合線圈(I)的尺寸為31cmX45cm的矩形框結構,第二矩形稱合線圈(2)的尺寸為28cmX42cm的矩形框結構。第一矩形耦合線圈(I)、第二矩形耦合線圈(2)都採用1.25cm直徑的多股銅線作為基材。第一矩形耦合線圈(I)、第二矩形耦合線圈(2)是調諧電感，第一矩形耦合線圈
(I)、耦合第二矩形線圈(2)在與天線匹配與諧振電路(3)連接處並聯到一起，可以將第一矩形耦合線圈(I)、第二矩形耦合線圈(2)看成為一個整體的耦合線圈。天線匹配與諧振電路(3)為電容電路，與調諧電感進行匹配，第一矩形耦合線圈(I)、第二矩形耦合線圈(2)與天線匹配與諧振電路(3)形成調諧電路。當將天線諧振頻率調整到13.56MHz，天線的回波損耗為-5.5dB。通過直徑為0.5cm的3米射頻線纜(4)對天線阻抗進行變換，以實現與射頻讀寫器進行最佳阻抗匹配。實施例2如圖2所示,射頻天線由第三f禹合線圈(5)、第四f禹合線圈(6)、第五f禹合線圈(7)、天線匹配與諧振電路(3)及射頻線纜(4)五部分組成。第三耦合線圈(5)、第四耦合線圈
(6)和第五耦合線圈(7)是天線的主體結構，也是輻射射頻功率及接收返回信號功率的部件。第三稱合線圈(5)的尺寸為29cmX43cm的矩形框結構，第四稱合線圈(6)的尺寸為30cmX44cm的矩形框結構,第五稱合線圈(7)的尺寸為31cmX45cm的矩形框結構。第三耦合線圈(5)、第四耦合線圈(6)和第五耦合線圈(7)都採用0.5cm直徑的多股銅線作為基材。第三耦合線圈(5)、第四耦合線圈(6)和第五耦合線圈(7)是調諧電感，第三耦合線圈(5)、第四耦合線圈(6)和第五耦合線圈(7)在與天線匹配與諧振電路(3)連接處並聯到一起，可以將第三耦合線圈(5)、第四耦合線圈(6)和第五耦合線圈(7)看成為一個整體的耦合線圈。天線匹配與諧振電路(3)為電容電路，與調諧電感進行匹配，第三耦合線圈
(5)、第四耦合線圈(6)和第五耦合線圈(7)與天線匹配與諧振電路(3)形成調諧電路。當將天線諧振頻率調整到13.56MHz，天線的回波損耗為-5.5dB。通過直徑為0.5cm的3米射頻線纜(4)對天線阻抗進行變換，以實現與射頻讀寫器進行最佳阻抗匹配。由於本實施例採用三線圈模式，故本實施例提供的射頻天線結構優於實施例1所提供的天線結構。以上對本實用新型的具體實施例進行了詳細描述，但其只作為範例，本實用新型並不限制於以上描述的具體實施例。對於本領域技術人員而言，任何對該實用進行的等同修改和替代也都在本實用新型的 範疇之中。因此，在不脫離本實用新型的精神和範圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本實用新型的範圍內。
權利要求1.一種符合IS014443TYPEB協議的大功率射頻天線，其特徵在於，所述大功率射頻天線包括以下組成部件: 若干個矩形耦合線圈，用於輻射射頻功率及接受返回信號功率； 天線匹配與與諧振電路，用於和多圈耦合線圈相匹配且形成調諧電路； 射頻線纜，用於傳送信號，且射頻線纜對所述天線阻抗進行變換以形成和射頻讀卡器阻抗匹配； 所述若干個矩形耦合線圈在與天線匹配與諧振電路連接處並聯到一起。
2.根據權利要求1所述大功率射頻天線，其特徵在於，所述大功率射頻天線中包括兩個矩形耦合線圈，所述兩 個矩形耦合線圈並聯在與天線匹配電路的連接處。
3.根據權利要求2所述大功率射頻天線，其特徵在於，所述兩個矩形耦合線圈的形狀分別為 31cmX45cm 和 28cmX42cm。
4.根據權利要求1所述大功率射頻天線，其特徵在於，所述大功率射頻天線中包括三個矩形耦合線圈，所述兩個矩形耦合線圈並聯在與天線匹配電路的連接處。
5.根據權利要求4所述大功率射頻天線，其特徵在於，所述三個矩形耦合線圈的形狀分別為 29cmX43cm、30cmX44cm 和 31cmX45cm。
6.根據權利要求1所述大功率射頻天線，其特徵在於，所述矩形耦合線圈採用多股銅線作為基材。
7.根據權利要求1所述大功率射頻天線，其特徵在於，所述天線匹配與諧振電路為電容電路。
8.根據權利要求1所述大功率射頻天線，其特徵在於，所述天線諧振頻率設定在.13.56MHz ο
專利摘要本實用新型提供一種符合ISO14443TYPEB協議的大功率射頻天線，所述大功率天線包括以下組成部件若干個矩形耦合線圈，用於輻射射頻功率及接受返回信號功率；天線匹配與諧振電路，用於和多圈耦合線圈相匹配且形成調諧電路；射頻線纜，用於傳送信號，且射頻線纜對所述天線阻抗進行變換以形成和射頻讀卡器阻抗匹配。本實用新型提供的大功率射頻天線具有以下優點利用射頻線纜與天線阻抗的變換，實現與射頻讀寫器進行的最佳阻抗匹配，實現輸出大功率射頻信號，增大讀寫器的讀卡距離，該天線可承受最大為8W的射頻功率。
文檔編號G06K7/00GK203150692SQ20122066047
公開日2013年8月21日 申請日期2012年12月5日 優先權日2012年12月5日
發明者趙烽, 馬一兵 申請人:公安部第三研究所