CN101763496B - 用于移动通信终端的射频读卡器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于移动通信终端的射频读卡器，包括射频收发模块、微控制器MCU和射频天线；所述射频天线是包括n个子天线的射频天线阵列(n≥2)，各该子天线借助至少一个射频切换开关与所述射频收发模块电连接，所述各射频切换开关由所述微控制器MCU控制切换，以使所述各子天线支路轮流导通。同现有技术相比较，本发明可准确判断出手机(射频智能卡)与读卡器之间的距离，有效地杜绝错读卡和误读卡的现象，保证射频通信的安全性。

Description

用于移动通信终端的射频读卡器
技术领域
本发明涉及射频无线通信装置，特别是涉及用于移动通信终端针对射频智能卡的射频读卡器。
背景技术
随着射频识别技术的发展和移动通信终端(常称作“手机”)的日益普及，在手机中嵌入射频智能卡，使人们能够利用手机中的射频智能卡处理购物消费、小额支付和考勤等日常事务，已经成为移动通信业界的一个新的研究和发展方向。所述射频智能卡安装在手机内包括两种方式：一种是与现有普通SIM卡(Subscriber Identity Model)合为一体成为射频SIM卡(关于射频SIM卡，申请人已经提交了中国发明专利申请，申请号为：200710124354.7)后，再行安装；另一种是与现有的普通SIM卡仍然相互独立，分别安装。由于射频智能卡嵌入在手机壳体内，加之手机的个体差异很大，射频信号透过手机壳体之后，其方向性不确定，不同手机内的射频智能卡辐射功率的方向不一样，如果用现有技术只具有单个天线的普通射频读卡器来捕捉信号的话，很难顺利对准手机内射频智能卡的辐射方向，因此，难以准确地判断出手机(射频智能卡)与读卡器之间的距离，容易出现错读卡和误读卡的现象，射频通信的安全性得不到可靠的保障。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种用于移动通信终端的射频读卡器，使用该射频读卡器，能够准确地接收到手机内射频智能卡所发出的射频信号并判断该信号的强度，进而准确地判断出手机(射频智能卡)与读卡器之间的距离，有效地杜绝错读卡和误读卡的现象，保证射频通信的安全性。
本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：
设计、使用一种用于移动通信终端的射频读卡器，包括射频收发模块、微控制器MCU和射频天线；所述射频天线是包括n个子天线的射频天线阵列(n≥2)，各该子天线借助至少一个射频切换开关与所述射频收发模块电连接，所述各射频切换开关由所述微控制器MCU控制切换，以使所述各子天线支路轮流导通。
所述各子天线在平面上均匀布置，每相邻两子天线的间隔距离不大于天线工作频率的四分之一波长。
所述各子天线布置所覆盖的面积大于所述移动通信终端的正面或背面的面积。
所述各子天线借助射频切换开关组与所述射频收发模块电连接，所述射频切换开关组包括m个射频切换开关(m≥3)，该m个射频切换开关又分为y级(y≥1)，且自各子天线端至射频收发模块端，每级的射频切换开关数量逐级减少，至连接射频收发模块端最后一级时，只有一个射频切换开关。
所述射频收发模块及射频天线阵列工作在超高频SHF频段、甚高频VHF频段，或者特高频UHF频段。
同现有技术相比较，本发明用于移动通信终端的射频读卡器的有益效果在于：1.设置包括多个子天线的射频天线阵列，并控制各子天线支路轮流导通，从而不论手机有什么样的外型，都能保证至少有一个子天线对准所述手机内射频智能卡信号辐射的方向，所述各子天线接收到手机内射频智能卡的信号后经射频收发模块上传给微控制器MCU，该微控制器MCU再根据各子天线信号强度进行数据分析，即可准确判断出手机(射频智能卡)与读卡器之间的距离，有效地杜绝错读卡和误读卡的现象，保证射频通信的安全性；2.每相邻两子天线的间距不大于天线工作频率的四分之一波长，且各子天线布置所覆盖的面积大于所述移动通信终端的正面或背面的面积，使读卡器端形成一个足够大且连续的接收面，进一步确保读卡器的判断及读卡的准确性；3.采用多级射频切换开关，保证各子天线支路能更为准确地被轮流切换导通。
附图说明
图1是本发明用于移动通信终端的射频读卡器的电原理示意图；
图2是所述射频读卡器读卡工作时的示意图。
具体实施方式
一种用于移动通信终端的射频读卡器，如图1所示，包括射频收发模块100、微控制器MCU 200和射频天线300；所述射频天线300是包括n个子天线301的射频天线阵列(n≥2)，所述各子天线301均匀布置，每相邻子两天线301的间距不大于天线工作频率的四分之一波长(保证整个射频天线阵列接收面是连续的保读卡器的判断及读卡的准确性)，且各子天线301布置所覆盖的面积大于所述移动通信终端500的正面或背面的面积(参见图2，这样保证了读卡器能够完整地接收到手机内射频智能卡发出来的信号，图中，手机500中内含射频智能卡)；所述各子天线301借助射频切换开关组400与所述射频收发模块100电连接，所述射频切换开关组的各射频切换开关401由所述微控制器MCU 200控制切换，以使所述各子天线301支路轮流导通，避免各子天线之间相互干扰。
所述射频切换开关组400将各子天线301与所述射频收发模块100电连接可采用多种连接形式，图1只是示意出其中一种。如图1所示，所述射频切换开关组400包括m个射频切换开关401(m≥3)，该m个射频切换开关401分为y级(y≥1)，且自各子天线301端至射频收发模块100端，每级的射频切换开关401数量逐级减少，至连接射频收发模块100端最后一级时，只有一个射频切换开关401。所述射频切换开关401的总量个数和分级连接可以根据射频切换开关的类型及微控制器MCU 200的具体情况做相应连接设计，只要确保各子天线301支路轮流切换导通即可。例如，在图1中，各射频切换开关采用二极管的形式，通过微控制器MCU 200控制二极管的导通与否，来控制各子天线301支路的通断。此种控制属传统技术，这里不再赘述。
本发明中，所述射频收发模块100及射频天线阵列工作在超高频SHF频段、甚高频VHF频段，或者特高频UHF频段。
本发明用于移动通信终端的射频读卡器工作时，所述微控制器MCU 200控制所述射频切换开关组400，使各子天线301支路轮流导通以感应射频智能卡发出的信号，所述射频收发模块100在接收到各子天线301的信号上报给微控制器MCU 200，微控制器MCU 200再根据各信号强度进行数据分析后对射频智能卡(手机)与读卡器之间的距离作出准确地判断，然后再确定读卡，避免错读和误读的现象。
本发明中，对于所述微控制器MCU根据各信号强度进行数据分析后对射频智能卡(手机)与读卡器之间的距离作出准确地判断然后再确定读卡的具体控制是：假设有n个子天线，轮流导通这个n子天线，每个天线收到信号的场强值对应A1、A2、A3......An，微控制器MCU将每个子天线收到的场强值A1、A2、A3......An相加，得出整个射频天线阵列接收到的总场强B；微控制器MCU中预设一个门限场强值C，当总场强值B大于C，就可以判断手机(射频智能卡)低于门限距离，然后命令读卡；当总场强值B小于C，就认为手机(射频智能卡)离得很远，不允许读卡。

Claims (4)

1.一种用于移动通信终端的射频读卡器，包括射频收发模块、微控制器MCU和射频天线；其特征在于：所述射频天线是包括n个子天线的射频天线阵列，n≥2，所述各子天线在平面上均匀布置，每相邻两子天线的间隔距离不大于天线工作频率的四分之一波长；各该子天线借助至少一个射频切换开关与所述射频收发模块电连接，所述各射频切换开关由所述微控制器MCU控制切换，以使所述各子天线支路轮流导通以感应移动通信终端的射频智能卡发出的信号，所述射频收发模块在接收到各子天线的信号后上报给微控制器MCU，微控制器MCU根据各信号强度进行数据分析后，判断移动通信终端的射频智能卡与射频读卡器之间的距离，再确定是否读卡。
2.如权利要求1所述的用于移动通信终端的射频读卡器，其特征在于：所述各子天线布置所覆盖的面积大于所述移动通信终端的正面或背面的面积。
3.如权利要求1或2所述的用于移动通信终端的射频读卡器，其特征在于：所述各子天线借助射频切换开关组与所述射频收发模块电连接，所述射频切换开关组包括m个所述射频切换开关，m≥3，该m个所述射频切换开关又分为y级，y≥1，且自各子天线端至射频收发模块端，每级的射频切换开关数量逐级减少，至连接射频收发模块端最后一级时，只有一个所述射频切换开关。
4.如权利要求3所述的用于移动通信终端的射频读卡器，其特征在于：所述射频收发模块及射频天线阵列工作在超高频SHF频段、甚高频VHF频段，或者特高频UHF频段。
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