CN203932320U - 一种基于nfc定位标签的天线及nfc定位标签 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于射频通信领域，提供了一种基于NFC定位标签的天线及NFC定位标签，包括：多个天线介质、辐射基质和端口单元；天线介质为圆形金属线圈，均固定于辐射基质底层，端口单元包括多个输入触点和多个接地触点，均固定于辐射基质底层，多个天线介质外圈的一线端分别通过底层引线与端口单元的多个输入触点连接，多个天线介质内圈的一线端分别通过顶层跳线与端口单元的多个接地触点连接。本实用新型采用多天线结构实现同时对多个标签进行定位，并且多个天线采用圆形设计，磁场分布较为集中，克服了矩形天线边缘的互感较明显的缺点，在提高批量化操作效率的同时降低了天线之间的互感，减小了天线体积，提高了定位精准度及稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于射频通信领域，尤其涉及一种基于NFC定位标签的天线及NFC定位标签。
背景技术
在无线通信领域中，近场通信(Near Field Communication，NFC)是一种近距离的无线高频通信技术，它允许电子设备进行点对点数据交换，具备轻松、安全、迅速等特点，在门禁、公交、手机支付等领域得到广泛应用。
在传统的NFC设备中，通常采用矩形单天线对标签进行识别，以射频识别(Radio Frequency IDentification，RFID)技术为基础，采用变压器共耦匹配的原理实现硬件通信，并协作主控芯片的操作指令完成数据交换，数据交换过程需要由天线以及匹配电路通过RFID调制处理。
随着用户需求的不断提高，单天线由于无法同时对多个标签进行定位，难以满足用户对定位标签批量化操作的需求，然而，当多个矩形天线互相靠近时，边缘的互感较明显，降低了天线的性能。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种基于NFC定位标签的天线，旨在解决目前传统的矩形单天线无法同时对多个标签进行定位的问题。
本实用新型实施例是这样实现的，一种基于NFC定位标签的天线，包括：
多个天线介质、辐射基质和端口单元；
所述辐射基质具有多层导线结构，所述天线介质为圆形金属线圈，均固定于所述辐射基质的底层，所述端口单元包括多个输入触点和多个接地触点，所述输入触点和所述接地触点均固定于所述辐射基质的底层，多个所述天线介质外圈的一线端分别通过所述辐射基质的底层引线与所述端口单元的多个输入触点连接，多个所述天线介质内圈的一线端分别通过所述辐射基质的顶层跳线与所述端口单元的多个接地触点连接。
近一步地，所述天线介质呈一字排列，两所述天线介质之间具有第一间隔，所述第一间隔为避免天线间互扰的最小距离，所述第一间隔与所述天线的最终辐射功率成比例。
更近一步地，所述天线介质呈口字排列，任意两相邻的所述天线介质之间均大于或等于第二间隔，所述第二间隔为避免天线间互扰的最小距离。
更近一步地，所述端口单元位于所述辐射基质的中心位置，所述端口单元为NFC读头接口，所述接口的多个引脚分别与所述端口单元的多个输入端触点和接地端触点连接。
更近一步地，所述天线介质为覆铜或刻蚀铝。
更近一步地，所述辐射基质为FR-4。
更近一步地，所述天线介质通过胶片粘结在所述辐射基质上。
更近一步地，所述端口单元通过焊料焊接在所述辐射基质上。
本实用新型实施例的另一目的在于提供一种采用上述基于NFC定位标签的天线结构的NFC定位标签。
本实用新型实施例采用多天线结构实现同时对多个标签进行定位，满足了用户对定位标签批量化操作的需求，并且多个天线采用圆形设计，磁场分布较为集中，克服了矩形天线边缘的互感较明显的缺点，在提高批量化操作效率的同时降低了天线之间的互感，减小了天线体积，提高了定位精准度及稳定性。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的呈一字排列的基于NFC定位标签的天线的结构图；
图2为本实用新型实施例提供的呈口字排列的基于NFC定位标签的天线的结构图；
图3为本实用新型实施例提供的辐射基质的纵向剖面结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例采用多天线结构实现同时对多个标签进行定位，满足了用户对定位标签批量化操作的需求，并且多个天线采用圆形设计，磁场分布较为集中，克服了矩形天线边缘的互感较明显的缺点，在提高批量化操作效率的同时降低了天线之间的互感，减小了天线体积，提高了定位精准度及稳定性。
以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细描述：
图1示出了本实用新型实施例提供的呈一字排列的基于NFC定位标签的天线结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。
作为本实用新型实施例提供的基于NFC定位标签的天线可以应用在任何NFC定位标签中，包括：
多个天线介质11、辐射基质12和端口单元13；
辐射基质12具有多层导线结构，天线介质11为圆形金属线圈，均固定于辐射基质12的底层，端口单元13包括多个输入触点131和多个接地触点132，输入触点131和接地触点132均固定于辐射基质12的底层，多个天线介质11外圈的一线端分别通过辐射基质12的底层引线121与端口单元13的多个输入触点131连接，多个天线介质11内圈的一线端分别通过辐射基质12的顶层跳线122与端口单元13的多个接地触点132连接。
在本实用新型实施例中，圆形金属线圈经缠制后可以通过胶片粘结在辐射基质12上，再在表面覆以绝缘材料以便进一步固定以及防止腐蚀，并且多个天线介质应全部分布于辐射基质12的同一面。
端口单元13可以通过焊料将输入触点以及接地触点焊接在辐射基质12上。
由于圆形金属线圈内圈的引出会导致引线交叉的问题，因此在本实用新型实施例中，可以采用具有多层导线结构的辐射基质12，其中，多个圆形金属线圈外圈的一端分别通过辐射基质12的底层引线121或者金属布线连接到多个输入触点131，再通过多个输入触点131输入高频信号，而多个圆形金属线圈内圈的一端则分别通过辐射基质12的顶层跳线122连接到多个接地触点132，再通过多个接地触点132接地，该顶层跳线122的两端在顶层分别通过过孔123与底层的圆形金属线圈内圈的一端和底层的接地触点132连接，具体结构参见图3，可以理解地，顶层跳线122的长短和位置设置可以根据实际需求设置，而当圆形金属线圈内圈的一端通过顶层跳线122引出至圆形金属线圈外后，可以再通过过孔123重新引至辐射基质12的底层，并通过底层引线121连接至接地触点132。
作为本实用新型一优选实施例，多个圆形金属线圈可以采用一字排列，参见图1，也可以采用口字排列，参见图2，若圆形金属线圈的数量更多时，也可以采用N行M列的形式排列。
当天线介质11呈一字排列时，两天线介质11之间具有第一间隔L1，第一间隔L1为避免天线间互扰的最小距离，该第一间隔L1与天线的最终辐射功率成一定比例。例如，当天线功率为+23dBm时，第一间隔L1设置为40.0mm天线的效果比较好。
当天线介质11呈口字排列时，任意两相邻的所述天线介质之间均应该大于或等于第二间隔L2，第二间隔L2为避免天线间互扰的最小距离，该第二间隔L2与所述天线的最终辐射功率成一定比例。
若天线介质11的数量无法对称排列时，也可以任意排列排布，但应满足任意两相邻的所述天线介质之间均应该大于或等于避免天线间互扰的最小距离。
对于端口单元13在辐射基质12中的位置分布可以灵活变动，只要保证引线之间不重叠。若天线介质11的数量为偶数，且呈一字排列时，端口单元13优选分布在辐射基质12的中心位置，以便于引线排布。当圆形金属线圈的数量较多导致引线数量也增多，难以规划排布引线时，也可以增加辐射基质12的导线(布线)层数，以决绝引线排布问题。
作为本实用新型一优选实施例，该天线介质11可以采用覆铜或刻蚀铝。
作为本实用新型一优选实施例，辐射基质12可以采用环氧玻璃布层压板(FR-4)材料或纸基板(FR-2)。
作为本实用新型一优选实施例，端口单元13可以采用NFC读头接口实现，以接入一个或多个NFC射频信号，该接口的多个引脚分别与端口单元13的多个输入端触点和接地端触点连接。当NFC射频信号为差分信号时，也可以将差分信号分别输入端口单元13的输入端触点和接地端触点。
本实用新型实施例采用多天线结构可以实现同时对多个标签进行定位，满足了用户对定位标签批量化操作的需求，并且多个天线采用圆形设计，磁场分布较为集中，克服了矩形天线边缘的互感较明显的缺点，在提高批量化操作效率的同时降低了天线之间的互感，减小了天线体积，提高了定位精准度及稳定性。
本实用新型实施例的另一目的在于提供一种采用上述基于NFC定位标签的天线的NFC定位标签。
作为本实用新型一优选实施例，该NFC定位标签包括：
MCU、读头芯片、射频开关、上述基于NFC定位标签的天线和标签；
读头芯片的输入端与MCU的数据输出端连接，射频开关的选择端与MCU的控制端连接，射频开关的数据端与读头芯片的输出端连接，天线的输入端与射频开关的输出端连接，天线与标签感应连接。
在本实用新型实施例中，可以通过MCU控制控制读头芯片产生13.56MH的高频信号，再通过射频开关将高频信号从端口单元输入给天线，令天线与携带唯一标识码的标签通过交变电磁场进行通信，以完成单片机(MicrocontrollerUnit，MCU)与标签的数据交换，实现标签定位。
由于上述基于NFC定位标签的天线具有多天线结构，因此可以同时对多个标签进行定位，有利于提高批量化操作效率。
在本实用新型实施例中，天线与标签之间的通信基于近场通信(Near FieldCommunication，NFC)技术，该技术是基于13.56MHz高频信号的射频识别(Radio Frequency IDentification，RFID)技术，目前日臻成熟，且性能稳定，价格合理。
本实用新型实施例采用多天线结构实现同时对多个标签进行定位，满足了用户对定位标签批量化操作的需求，并且多个天线采用圆形设计，磁场分布较为集中，克服了矩形天线边缘的互感较明显的缺点，在提高批量化操作效率的同时降低了天线之间的互感，减小了天线体积，提高了定位精准度及稳定性。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于NFC定位标签的天线，其特征在于，所述天线包括：
多个天线介质、辐射基质和端口单元；
所述辐射基质具有多层导线结构，所述天线介质为圆形金属线圈，均固定于所述辐射基质的底层，所述端口单元包括多个输入触点和多个接地触点，所述输入触点和所述接地触点均固定于所述辐射基质的底层，多个所述天线介质外圈的一线端分别通过所述辐射基质的底层引线与所述端口单元的多个输入触点连接，多个所述天线介质内圈的一线端分别通过所述辐射基质的顶层跳线与所述端口单元的多个接地触点连接。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线介质呈一字排列，两所述天线介质之间具有第一间隔，所述第一间隔为避免天线间互扰的最小距离，所述第一间隔与所述天线的最终辐射功率成比例。
3.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线介质呈口字排列，任意两相邻的所述天线介质之间均大于或等于第二间隔，所述第二间隔为避免天线间互扰的最小距离。
4.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述端口单元位于所述辐射基质的中心位置，所述端口单元为NFC读头接口，所述接口的多个引脚分别与所述端口单元的多个输入端触点和接地端触点连接。
5.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线介质为覆铜或刻蚀铝。
6.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述辐射基质为FR-4。
7.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线介质通过胶片粘结在所述辐射基质上。
8.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述端口单元通过焊料焊接在所述辐射基质上。
9.一种NFC定位标签，其特征在于，所述装置包括如权利要求1至8任一项所述的基于NFC定位标签的天线。
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| CN201420273913.6U CN203932320U (zh) | 2014-05-27 | 2014-05-27 | 一种基于nfc定位标签的天线及nfc定位标签 |
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