CN108108798A - 天线及电子标签通信装置 - Google Patents

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Abstract

一种天线，设置于包含多个平面的几何体中包括第一天线，第二天线和第三天线。其中，第一天线设置于几何体的第一平面中；第二天线，设置于几何体的第二平面中；第三天线，设置于几何体的第三平面中；第一平面，第二平面和第三平面相交于几何体的同一个顶点，且第一平面，第二平面和第三平面两两相互垂直。本发明还提供了一种电子标签通信装置。用户在使用本发明时，仅需将要用到的天线平行靠近读卡器，本发明较大程度减少了其他天线的信号干扰，也极大地方便用户使用。

Description

天线及电子标签通信装置
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种天线及电子标签通信装置。
背景技术
RFID(Radio Frequency Identification)是一种无线射频识别技术，采用该技术的RFID读卡器和RFID标签，利用射频信号传送信息。RFID标签又称为ID/IC卡，分为无源ID/IC卡、半有源ID/IC卡和有源ID/IC卡。其中，无源ID/IC卡发展最早、最成熟，由于其可移动、方便携带，市场应用最广。比如，公交卡、银行卡、食堂餐卡、宾馆门禁卡、二代身份证等。无源ID/IC卡没有供电源，必须依赖RFID读卡器发射的电磁场获得能量。
随着社会的不断进步，由于刷卡消费，刷卡获取权限等行为日益频繁，用户往往需要携带多张标签卡(ID/IC卡)，以便日常使用。但在用户需要用到特定的标签卡进行通信时，用户需要从很多标签卡中选取特定的卡使用，给用户带来极大不便。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种方便用户使用的天线及电子标签通信装置，以解决上述缺点。
本发明实施方式提供的一种天线，设置于包含多个平面的几何体中包括第一天线，第二天线和第三天线。其中，第一天线设置于几何体的第一平面中；第二天线设置于几何体的第二平面中；第三天线设置于几何体的第三平面中；第一平面，第二平面和第三平面相交于几何体的同一个顶点，且第一平面，第二平面和第三平面两两相互垂直。
优选地，第一天线、第二天线和第三天线皆为平面天线。
优选地，第一天线为呈螺旋形的第一微带线，第一天线的第一端处于第一微带线的最内侧，第二端亦处于第二微带线的最内侧，且第二端通过导体连接第一微带线的最外圈。
优选地，第二天线为呈螺旋形的第二微带线，第二天线的第一端处于第二微带线的最内侧，第二端亦处于第二微带线的最内侧，且第二端通过导体连接第二微带线的最外圈。
优选地，第三天线包括第三微带线和第四微带线，第三微带线呈弯折形且第三微带线的内侧形成包围空间，第四微带线呈矩形且收纳于包围空间中。
优选地，第三微带线与第四微带线形成间隙。
本发明还提供了一种电子标签通信装置，包括上述之天线及处理电路。其中，处理电路，与第一天线、第二天线和第三天线连接，处理电路分别通过第一天线、第二天线和第三天线独立收发电磁波信号，以与其他装置进行通信。
优选地，处理电路包括存储器和处理器。其中，存储器以保存电子标签通信装置的信息；处理器用于读写存储器的信息和处理电磁波信号。
用户在使用本发明时，仅需将要用到的天线平行靠近读卡器，本发明较大程度减少了其他天线的信号干扰，也极大地方便用户使用。
附图说明
图1为本发明电子标签通信装置一实施方式的立体示意图。
图2为本发明电子标签通信装置一实施方式的第一天线示意图。
图3为本发明电子标签通信装置一实施方式的第二天线示意图。
图4为本发明电子标签通信装置一实施方式的第三天线示意图。
图5为本发明电子标签通信装置一实施方式的原理图。
主要元件符号说明
顶点 0
第一平面 1
第二平面 2
第三平面 3
端部 E1、E2、E4、E5、E7、E8
最外圈 E3、E6
包围空间 B1
第一微带线 L1
第二微带线 L2
第三微带线 L3
第四微带线 L4
天线 C1-C2
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，图1为本发明电子标签通信装置一实施方式的立体示意图。
电子标签通信装置将天线设置于一个包含多个平面几何体中。在本实施方式中，以立方体作为实施例进行说明。在其他实施方式中，电子标签通信装置亦可将天线设置于其他几何体中，如长方体等一些包含多个平面的几何体中。
在本实施方式中，立方体的第一平面1、第二平面2和第三平面3相交于立方体的同一个顶点0，因此，第一平面1，第二平面2和第三平面3两两相互垂直。
几何体的平面可以为常用的印制电路板(PCB，Printed Circuit Board)，其电气特性可以根据所要抑制的信号频率进行选择。如选择最常用的玻璃纤维环氧树脂覆铜板(FR-4覆铜板)等的多层板。
本实施方式中的天线包括第一天线、第二天线和第三天线。其中，第一天线设置于立方体的第一平面1中；第二天线设置于立方体的第二平面2中；第三天线设置于立方体的第三平面3中。第一天线、第二天线和第三天线皆为平面天线，如金属蚀刻天线、印刷天线、镀铜天线等。第一天线、第二天线和第三天线也就是平常所述的电子标签(Tag)。第一天线的应用频段为低频段，如134.2kHz，主要用于门禁控制的通信。第二天线的应用频段为高频段，如13.56MHz，主要用于公共交通支付的通信。第三天线的应用频段则为甚高频段，如960MHz，主要用于停车场通道控制的通信。且由于本实施方式的第一天线、第二天线和第三天线分别设置在相互垂直的平面当中，故其收发电磁波的场形能够最低限度减少信号干扰。
本实施方式的电子标签通信装置除了包括上述的多个天线外，还包括处理电路。处理电路与第一天线、第二天线和第三天线连接，处理电路分别通过第一天线、第二天线和第三天线独立收发电磁波信号，以与其他装置进行通信。处理电路可以设置在上述的几何体平面中，也可以设置于其他主板中。处理电路可以包括存储器或处理器。其中，存储器用于保存电子标签通信装置的信息；处理器用于读写存储器的信息和处理电磁波信号。存储器和处理器通过独立的线路与第一天线、第二天线和第三天线连接，以单独收发和处理电磁波信号。
在其他实施方式中，亦可将第一天线、第二天线和第三天线设置于其他夹角较大(如接近90度夹角)的平面中，以减小天线间的干扰。也可以根据通信的需要，相应设置成不同的应用频段。具体的，可以实测天线间的相互干扰程度，并且调整天线的工作频段及平面间的夹角，以降低天线间的干扰，如在实测天线的干扰程度很大时，增大天线间的夹角，加大天线工作频率的间距，减小干扰。
请一并参阅图2至图4，图2为本发明电子标签通信装置一实施方式的第一天线示意图，图3为本发明电子标签通信装置一实施方式的第二天线示意图，图4为本发明电子标签通信装置一实施方式的第三天线示意图。
如图所示，在本实施方式中，第一天线为呈螺旋形的第一微带线L1，第一天线的第一端E1处于第一微带线L1的最内侧，第二端E2亦处于第二微带线L2的最内侧，且第二端通过导体连接第一微带线L1的最外圈E3(图未示出)。第二天线为呈螺旋形的第二微带线L2，第二天线的第一端E4处于第二微带线L2的最内侧，第二端E5亦处于第二微带线L2的最内侧，且第二端E5通过导体连接第二微带线L2的最外圈E6(图未示出)。第三天线包括第三微带线L3和第四微带线L4，第三微带线L3呈弯折形且第三微带线L3的内侧形成包围空间B1，第三微带线L3的两个端部E7和E8的连线平行于其端部所在直线。第四微带线L4呈矩形且收纳于包围空间B1中。其中，第三微带线L3与第四微带线L4形成间隙。在其他实施方式中，立方体的每一个平面都可以设置多层板，根据需求，可以将天线设置于特定层里面。
在本实施方式中，天线的体积可以设计得非常小，当天线整合到立方体的多个平面中之后，用户可以很容易选取其中的天线作为电子标签使用，极大地提高了用户体验。
请参阅图5，图5为本发明电子标签通信装置一实施方式的原理图。
如图所示，本实施方式的电子标签通信装置包括天线C1和处理电路，其中天线C1指的是上述的第一天线、第二天线和第三天线中的其中一个，仅用于说明通信时的状态，并不限制本发明所要求保护的范围。与电子标签通信装置配套的是读卡器，由于读卡器为现有技术，本实施方式对其工作原理不作详细阐述，仅简单标注了读卡器中的读卡电路、调节电路及天线C2。
在本实施方式中，电子标签通信装置为被动模式，也就是说只有靠近读卡器才能获取能量并进行相关通信。当天线C1靠近天线C2且两者基本平行时，天线C1较大程度地接收到天线C2发送过来的能量，电子标签通信装置开始工作。当天线C1与天线C2呈一定角度(如接近或等于90度)时，由于天线C1仅能接收天线C2发送过来的小部分能量，电子标签通信装置无法工作。也就是说当第一天线与天线C2呈平行状态时，第二天线和第三天线与天线C2呈垂直状态，仅有第一天线能够接收到足够大的能量，以开启电子标签通信装置中与第一天线相关的工作电路(即处理电路中与第一天线连接的部分电路)。因此，在本实施方式中，仅有一个天线及其相关工作电路工作，而其他部分不工作。用户在使用本发明时，仅需将要用到的天线平行靠近读卡器，本发明较大程度减少了其他天线的信号干扰，也极大地方便用户使用。

Claims (9)

1.一种天线，设置于包含多个平面的几何体中，其特征在于，包括：
第一天线，设置于所述几何体的第一平面中；
第二天线，设置于所述几何体的第二平面中；及
第三天线，设置于所述几何体的第三平面中。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一平面，所述第二平面和所述第三平面相交于所述几何体的同一个顶点，且所述第一平面，所述第二平面和所述第三平面两两相互垂直。
3.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一天线、所述第二天线和所述第三天线皆为平面天线。
4.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一天线为呈螺旋形的第一微带线，所述第一天线的第一端处于所述第一微带线的最内侧，第二端亦处于所述第二微带线的最内侧，且所述第二端通过导体连接所述第一微带线的最外圈。
5.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第二天线为呈螺旋形的第二微带线，所述第二天线的第一端处于所述第二微带线的最内侧，第二端亦处于所述第二微带线的最内侧，且所述第二端通过导体连接所述第二微带线的最外圈。
6.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第三天线包括第三微带线和第四微带线，所述第三微带线呈弯折形且所述第三微带线的内侧形成包围空间，所述第四微带线呈矩形且收纳于所述包围空间中。
7.如权利要求5所述的天线，其特征在于，所述第三微带线与所述第四微带线形成间隙。
8.一种电子标签通信装置，其特征在于，包括：
如权利要求1-7任一项所述之天线；及
处理电路，与所述第一天线、所述第二天线和所述第三天线连接，所述处理电路分别通过所述第一天线、所述第二天线和所述第三天线独立收发电磁波信号，以与其他装置进行通信。
9.如权利要求8所述的电子标签通信装置，其特征在于，所述处理电路包括：
存储器，以保存所述电子标签通信装置的信息；及
处理器，用于读写所述存储器的信息和处理所述电磁波信号。
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