一种用于近场射频通信的读卡装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于近场射频通信的读卡装置，包括天线、阻抗匹 配电路、射频收发电路、MCU微处理器；MCU微处理器与射频收发电路相连接， 前者对后者的工作状态进行控制，控制发射信号的功率强度和信号接收的灵敏 度；阻抗匹配电路连接在天线与射频收发电路之间，使射频收发电路与天线形 成匹配，其中天线为功率衰减天线。该结构的读卡装置，能够有效地实现与有 源射频收发的射频智能卡进行符合要求的近场通信，并具有结构简单、实现效 果好、成本低的特点。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及近距离无线传输
，特别是涉及一种用于近场射频通 信的读卡装置。
技术介绍
NFC (即Near Field Communication)是一种非接触式识别和互联技术，可 以在移动设备、消费类电子产品、PC和智能控件工具间进行近距离无线通信。通 过2个支持NFC技术的移动装置，可以在几厘米的距离内启动连接，并相互传递 信息。NFC提供了一种简单、触控式的解决方案，可以让消费者简单直观地交换 信息、访问内容与服务。NFC技术应用最广泛的就是RFID领域。与RFID (即Radio Frequency Identification)技术不同的，还有一种采 用有源射频收发的射频智能卡也开始得到了应用。这种射频卡它的工作原理与 RFID不同，它通过与之连接的设备(如手机)提供电源，并可以直接发射或接收 无线电信号与外部的读卡器进行通信工作。这样的射频卡在一些刷卡的场景使用，其关键的一点，就是NFC近场通信问 题，必须保证刷卡的操作，移动设备与读卡器之间的距离，不能太远， 一般保持 在10CM以内。这就对射频卡与读卡器之间的匹配提出了新的要求，由于安装在移 动设备内的射频卡(如手机SIM卡)受到尺寸的限制，在天线的尺寸和形态上有 一定的限制，因此，如何通过读卡器来实现与有源射频收发的射频智能卡的通信 匹配就是急待解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种用于近场射频通信的 读卡装置，能够有效地实现与有源射频收发的射频智能卡进行符合要求的近场通 信，并具有结构简单、实现效果好、成本低的特点。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是 一种用于近场射频通信的 读卡装置，包括 一天线；一阻抗匹配电路； 一射频收发电路； 一MCU微处理器；MCU微处理器与射频收发电路相连接，前者对后者的工作状态进行控制，控 制发射信号的功率强度和信号接收的灵敏度；阻抗匹配电路连接在天线与射频收 发电路之间，使射频收发电路与天线形成匹配。所述的天线为功率衰减天线。进一步的，天线包括用于正常信号传递的一个微带天线和用于系统握手的第 一功率衰减天线、第二功率衰减天线；射频收发电路包括第一射频收发电路、第 二射频收发电路、第三射频收发电路；阻抗匹配电路包括第一阻抗匹配电路、第 二阻抗匹配电路、第三阻抗匹配电路；MCU微处理器分别与第一射频收发电路、 第二射频收发电路、第三射频收发电路相连接；第一射频收发电路与第一阻抗匹 配电路相连接，第一阻抗匹配电路与微带天线相连接；第二射频收发电路与第二 阻抗匹配电路相连接，第二阻抗匹配电路与第一功率衰减天线相连接；第三射频 收发电路与第三阻抗匹配电路相连接，第三阻抗匹配电路与第二功率衰减天线相 连接。进一步的，天线包括用于正常信号传递的一个微带天线和用于系统握手的第 一功率衰减天线、第二功率衰减天线；阻抗匹配电路包括第一阻抗匹配电路、第 二阻抗匹配电路、第三阻抗匹配电路；还包括一射频开关；MCU微处理器分别与 射频收发电路、射频开关相连接；射频收发电路与射频开关相连接，射频开关分 别与第一阻抗匹配电路、第二阻抗匹配电路、第三阻抗匹配电路相连接，第一阻 抗匹配电路与微带天线相连接，第二阻抗匹配电路与第一功率衰减天线相连接， 第三阻抗匹配电路与第二功率衰减天线相连接。所述的功率衰减天线为采用PCB工艺制作而成的天线结构，该天线结构包括 一金属材料构成的天线条体、一PCB介质材料体，该天线条体被包覆于PCB介质 材料体中，在PCB介质材料体的上、下端面分别覆有上金属层、下金属层，在该 上金属层中对应于天线条体沿着长度方向的两侧分别设有一条形的缝隙窗口。所述的PCB介质材料体内还设有与上、下端面相平行且以金属材料构成的上、 下隔离层，在该上隔离层中设有一框形的且没有金属材料体的让位部，该让位部 的相对面分别包容于所述天线条体和所述缝隙窗口 。本技术的一种用于近场射频通信的读卡装置，微带天线是信号传输天线， 采用常规的微带天线，用于正常的信号传递。功率衰减天线采用多层PCB工艺， 天线条体被顶层即上金属层、底层即下金属层和中间隔离层即上隔离层、下隔离 层所包围着，根据信号的强弱，中间隔离层即上隔离层、下隔离层可以省略；顶 层面留有缝隙窗口；顶层，底层和中间隔离层，分别信号接地；从天线条体的空 间上看，信号电磁场集中在被顶层，底层和中间隔离层所围成的腔体之中，由于 在顶层面留有2条缝隙，所以通过这2条缝隙窗口向外界发射和接收到的电磁场 信号，将受到极大的衰减。由于PCB工艺的一致性的保证，信号的衰减量可以得 到精确的保证。射频收发电路采用专用IC电路构成，通过阻抗匹配电路与天线连 接，天线的尺寸，可以根据PCB的介电常数、PCB的厚度等相关参数，按l/4波 长计算获得。射频收发电路一般由MCU微处理器控制，MCU微处理器根据程序的 设定，控制射频收发的工作，其中包括，控制发射信号的功率强度和信号接收的 灵敏度；MCU微处理器通过SPI或GPIO接口与射频收发电路连接，并控制整个的读卡过程o本技术的一种用于近场射频通信的读卡装置，可以根据设计上的方便和 系统时续的要求，在不同的要求场合下选择使用单组天线即一个功率衰减天线或 选择使用多组天线即包括用于正常信号传递的一个微带天线和用于系统握手的第 一功率衰减天线、第二功率衰减天线。本技术的有益效果是，由于采用了天线、阻抗匹配电路、射频收发电路、MCU微处理器来构成用于近场射频通信的读卡装置，且天线为一个功率衰减天线 或包括用于正常信号传递的一个微带天线和用于系统握手的第一功率衰减天线、 第二功率衰减天线，MCU微处理器与射频收发电路相连接，前者对后者的工作状 态进行控制，控制发射信号的功率强度和信号接收的灵敏度；阻抗匹配电路连接 在天线与射频收发电路之间，使射频收发电路与天线形成匹配，该结构能够有效 地实现与有源射频收发的射频智能卡进行符合要求的近场通信，并具有结构简单、 实现效果好、成本低的优点。以下结合附图及实施例对本技术作进一步详细说明；但本技术的一 种用于近场射频通信的读卡装置不局限于实施例。附图说明图1是实施例一本技术的原理框图2是实施例一本技术的微带天线的构造示意图3是沿图2中A^A线的剖视图4是实施例一本技术的功率衰减天线的构造示意图； 图5是沿图4中B—B线的剖视图6是实施例一本技术的另一种功率衰减天线的构造示意图； 图7是沿图6中C~C线的剖视图； 图8是有源射频收发的射频智能卡的构造示意图； 图9是实施例一本技术的电路原理图； 图IO是实施例二本技术的原理框图； 图11是实施例三本技术的原理框图。具体实施方式实施例一，参见图1所示，本技术的一种用于近场射频通信的读卡装置， 包括一天线；天线包括用于正常信号传递的一个微带天线11和用于系统握手的第 一功率衰减天线12、第二功率衰减天线13;8一阻抗匹配电路；该阻抗匹配电路包括第一阻抗匹配电路21、第二阻抗匹配 电路22、第三阻抗匹配电路23;一射频收发电路；该射频收发电路包括第一射频收发电路31、第二射频收发 电路32、第三射频收发电路33;一MCU微处理器4;MCU微处理器4分别与第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于近场射频通信的读卡装置，其特征在于：包括：　一天线；　一阻抗匹配电路；　一射频收发电路；　一ＭＣＵ微处理器；　ＭＣＵ微处理器与射频收发电路相连接，前者对后者的工作状态进行控制，控制发射信号的功率强度和信 号接收的灵敏度；阻抗匹配电路连接在天线与射频收发电路之间，使射频收发电路与天线形成匹配。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝先春，王占琪，邵威烈，赵成武，
申请(专利权)人：厦门盛华电子科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：92