CN202167040U - 射频卡读写装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种射频卡读写装置，该读写装置包括读卡控制模块和天线模块，读卡控制模块用来设置射频模块的工作模式，控制射频驱动信号的输出和基带数据的收发，天线模块由两组天线和各自对应的阻抗匹配电路组成，其读卡控制模块的射频输出通过两组电容功分后分别与两路阻抗匹配电路相连，两路阻抗匹配电路的输出分别与天线模块中的两组天线相连，使得读卡控制模块含有读卡指令信息的射频输出信号由两个天线同时发送出去；两组天线也各自感应附近的RFID卡片的发出的射频信号，并通过串联电容耦合到读卡控制模块的接收端后解调处理成基带数据后传输给读卡控制模块。相对现有术而言，本实用新型的技术方案降低了需要两组天线的读卡装置的硬件复杂程度、成本和体积，同进增加产品的稳定性。

Description

射频卡读写装置

技术领域

本实用新型涉无线通信技术领域，特别涉及射频卡或非接触智能卡的读写装置。

背景技术

随着IC卡技术的发展，非接触智能卡或射频卡以其方便独特的操作性，在物流和消费领域应用越来越广泛，也起到越来越重要的作用，各种各样的需求随之应运而生，有射频卡片直接在短距离与读写装置通信感应即可操作使用的；也有需要将射频卡片插入读写装置的固定的卡座操作使用的，如在各种小额支付的自助系统上或公共服务终端上进行支付交易时，为了保证用户的操作是有意识的，往往需要用户将射频卡片插入上述产品读写装置的卡座中而不是贴近产品的读写装置。目前，现有生活中的产品如同时具有上述两种不同的操作使用方式时，一般设置两个分离的射频卡读写器，每个分离的射频卡读写器各自含一个独立的射频模块各自驱动一副天线，这样，无形之中会增加自助系统上或公共服务终端等产品的体积和成本，同样，对有此需求的、要求小巧的手持式读卡的设计则更显不便。且两个分离的射频读卡系统使得整个产品的可靠性降低，对产品质量也有影响。

发明内容

为了克服以上现有技术的不足，本实用新型目的在于提供一种硬件设计简单，成本降低，体积小、且更为稳定可靠的新型的射频卡读写装置。

本实用新型的目的是通过以下的技术方案来实现的：

本实用新型的射频卡读写装置包括读卡控制模块和天线模块，读卡控制模块用来设置射频模块的工作模式，控制射频驱动信号的输出和基带数据的收发，其天线模块由两组天线和各自对应天线匹配网络组成，读卡控制模块只有一个单端或差分的射频输出，通过功分器功分后，分别与两组阻抗匹配电路相连，两组阻抗匹配电路分别与天线模块中的两个天线相连，使得读卡控制模块含有读卡指令信息的射频输出信号可由两个天线同时发送出去；两组天线也各自感应附近的RFID卡片回应的调制信号，通过电路耦合至读卡控制模块的接收端，然后解调处理成基带数据，最后传输给读卡控制模块。

另外，组成天线模块的两组天线，其对应的天线平面可以任意角度不同位置组合放置，满足一台设备在不同区域的读卡的要求。

为了得到最佳的读卡效果，天线模块的两组独立天线设计安装应按照右手螺旋定理，即其中天线1在天线2平面垂直方向产生的磁场，与天线2自身在这个垂直方向产生的磁场方向相同。

本实用新型的有益效果：相对于现有技术，降低需要两组天线读卡装置的硬件复杂程度和成本，即通过在一个读卡装置的射频口上设计并驱动两组天线，每组天线都可以单独进行射频卡信号的接收与发送，从而满足产品不同区域均可操作使用非接触IC卡，并实现读写功能。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本发明的实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新进行详细地说明：

图1所示为依照本实用新型的读卡装置的的原理框图。该原理框图包括两组天线，两组天线和各自对应的匹配电路，功分电路，推挽输出电路，射频信号被天线接收后的解调电路。读卡控制电路，用来设置射频模块的工作模式，控制射频信号的输出驱动和基带数据的收发，实现对ISO/IEC 14443标准的非接触IC卡的读写指令操作；天线匹配电路用来功分合成接收和发送射频感应信号，同时又作为阻抗匹配变换使天线读卡的效果最佳，具体表现在读卡距离上；感应天线采用平衡式输出天线，中心抽头，由于是双端天线，所以对应的射频输出采用推挽式驱动，推挽输出的两个信号相差180度，各通过串联电容耦合到天线上，天线两端对中心抽头各并有一个电容，和耦合的串联电容一起组成天线的阻抗匹配电路，这种电路可以使这种射频驱动方式支持两个天线，两个天线的平面可以任意角度不同位置放置，满足一台设备有多个读卡区域的要求。

如图2所示，图中的标记1与2分别为组成天线模块的天线1模块和天线2模块，3为读卡控制模块。ISO/IEC 14443标准的13.56M非接触读卡控制电路直接采用R6531或FM1722的芯片实现，两个芯片兼容，单颗芯片只有一个射频输出单元，通过TX1、TX2差分输出，射频输出为推挽式输出，信号为13.56MHz的方波信号，先通过LC谐振变为13.56MHz的正弦波再输出，由于射频信号是推挽输出，所以各通过两组功分电容C1、C2和C5、C6功分接两个天线，同时两组天线上分别设计有并联谐振电容，天线1的为C3、C4，天线2的为C7、C8，同时设计有改变天线Q值的匹配电阻，天线1的为R1、R2，天线2为R3、R4，即构成两组天线匹配网络。两个天线感应RFID卡片的射频信号后通过电容C11耦合到射频芯片的接收端，由射频芯片内部电路实现信号的解调处理。调整并联谐振电容C3、C4、C7、C8，功分电容C1、C2、C5、C6和Q值电阻R1、R2、R3、R4就可以调整天线的谐振频率点及带宽，以达到读卡所需的合适磁强强度和耦合系数。两个天线的安装位置，虽然可以以任意角度，平行或垂直安装，但是要注意一个原则，就是两个天线的绕向要一致，即按右手螺旋定理，两个天线产生的磁场方向是一样的。

在本实用新型实际应用中，读卡控制电路模块和天线模块的两组天线分别设计为三块PCB板，天线1模块和到天线2模块通过排线和读卡控制电路模块3相连。

本实用新型的技术方案，通过在一个射频口上设计接两组天线，且一组天线对应一个阻抗匹配电路，满足两个不同区域都可操作ISO1444313.56M非接触IC卡，实现读写功能，也适用于其他类似工作原理的电路或IC控制器的射频天线设计，降低含有双天线读卡装置的硬件复杂程度和成本。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (3)

1.一种射频卡读写装置，包括读卡控制模块和天线模块，读卡控制模块用来设置射频模块的工作模式，控制射频驱动信号的输出和基带数据的收发，其特征在于，其天线模块由两组天线和各自对应天线匹配网络组成，读卡控制模块只有一个单端或差分的射频输出，通过功分器功分后，分别与两组阻抗匹配电路相连，两组阻抗匹配电路分别与天线模块中的两个天线相连，使得读卡控制模块含有读卡指令信息的射频输出信号可由两个天线同时发送出去；两组天线也各自感应附近的RFID卡片回应的调制信号，通过电路耦合至读卡控制模块的接收端，然后解调处理成基带数据，最后传输给读卡控制模块。

2.根据权利要求1所述的射频卡读写装置，其特征在于：所述组成天线模块的两组天线，其对应的天线平面可以任意角度不同位置组合放置，满足一台设备在不同区域的读卡的要求。

3.根据权利要求2所述的射频卡读写装置，其特征在于：所述天线模块的两组独立天线设计安装应按照右手螺旋定理，即其中天线1在天线2平面垂直方向产生的磁场，与天线2自身在这个垂直方向产生的磁场方向相同。 

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