CN204928825U - 天线系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种天线系统，包括：选通模块、主天线、控制模块以及N个扩展天线构成的扩展天线单元，N为正整数；主天线和N个扩展天线都集成在印刷电路板上；扩展天线单元与主天线连接；选通模块分别与控制模块和主天线连接，控制模块，用于控制选通模块从IC卡的射频模块的至少两个射频接口中选择要连接的射频接口，并控制选通模块接通要连接的射频接口；控制模块，还用于控制扩展天线单元中各扩展天线的接通或者断开。采用本实用新型的技术方案，能够根据选通模块接通的要连接的射频接口对应的通讯芯片的工作频率，对该通讯芯片提供相应频率的天线，减少了天线的种类和数量，使天线占用空间较小，提高了IC卡的天线系统的集成度。

Description

天线系统

技术领域

本实用新型涉集成电路卡技术领域，尤其涉及一种天线系统。

背景技术

随着电子科技的不断进步，带有蓝牙、无线保真(Wireless-Fidelity；WIFI)等无线通讯功能的集成电路(IntegratedCircuit；IC)卡被广泛的使用在各种刷卡场合，如：公交车、地铁、食堂、停车场等等。

目前大多数带有无线通讯功能的IC卡的天线系统，通常采用陶瓷天线等辅助天线作为无线通讯用的天线，印刷电路板(PrintedCircuitBoard；PCB)走线作为普通IC卡的天线，以实现无线通讯IC卡的各种功能。

但是，现有技术中，带有无线通讯功能的IC卡的天线系统由于采用不同种类的天线，每种天线独立作为特定频率的天线，使天线种类和数量较多，导致天线占用空间较大，降低了无线通讯IC卡的天线系统的集成度。

实用新型内容

本实用新型提供一种天线系统，以解决现有技术中带有无线通讯功能的IC卡的天线系统由于采用不同种类的天线，使天线种类和数量较多，导致天线占用空间较大，降低了无线通讯IC卡的天线系统的集成度的问题。

本实用新型提供一种天线系统，包括：选通模块、主天线、控制模块以及N个扩展天线构成的扩展天线单元，所述N为正整数；所述主天线和所述N个扩展天线都集成在印刷电路板上；所述扩展天线单元与所述主天线连接；

所述选通模块分别与所述控制模块和所述主天线连接，所述控制模块，用于控制所述选通模块从集成电路卡的射频模块的至少两个射频接口中选择要连接的射频接口，并控制所述选通模块接通所述要连接的射频接口；

所述控制模块，还用于控制所述扩展天线单元中各所述扩展天线的接通或者断开。

进一步地，上述所述的天线系统，还包括与各所述扩展天线对应的开关模块；各所述开关模块设置在对应的所述扩展天线的上游；所述控制模块，与各所述开关模块连接，用于通过控制各所述开关模块的打开或者关闭，控制各所述开关模块对应的所述扩展天线的接通或者断开。

进一步地，上述所述的天线系统中，当所述N等于1时，所述扩展天线通过对应的所述开关模块与所述主天线串接。

进一步地，上述所述的天线系统中，当所述N等于2时，所述扩展天线单元中的两个所述扩展天线串接。

进一步地，上述所述的天线系统中，当所述N等于2时，所述扩展天线单元中的两个所述扩展天线并接。

进一步地，上述所述的天线系统中，当所述N大于或者等于3时，所述扩展天线单元中的N个所述扩展天线串接、并接或者通过串接和并接的混合连接方式连接在一起。

进一步地，上述所述的天线系统中，所述开关模块采用开关器件、MOS管、第一门电路或带模拟开关的集成电路卡主芯片实现。

进一步地，上述所述的天线系统中，所述选通模块采用选通器、第二门电路或者带选通开关的集成电路卡主芯片实现。

进一步地，上述所述的天线系统中，所述控制模块采用控制芯片或者集成电路卡主芯片实现。

本实用新型的天线系统，通过将主天线和N个扩展天线都集成在PCB上，并由控制模块控制各扩展天线的接通或者断开，实现了将主天线与扩展天线组合成多频段天线，满足了不同射频接口对应的通讯芯片的工作频率。采用本实用新型的技术方案，能够根据选通模块接通的要连接的射频接口对应的通讯芯片的工作频率，对该通讯芯片提供相应频率的天线，减少了天线的种类和数量，使天线占用空间较小，提高了IC卡的天线系统的集成度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型天线系统一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型天线系统另一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型天线系统又一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型天线系统再一实施例的结构示意图；

图5为本实用新型天线系统再另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型天线系统一实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例的天线系统包括选通模块1、主天线2、控制模块3以及N个扩展天线构成的扩展天线单元4，其中N为正整数。将主天线2和N个扩展天线都集成在PCB上且使扩展天线单元4与主天线2连接，选通模块1分别与控制模块3和主天线2连接，且选通模块1还能够与IC卡的射频模块5中任意一个射频接口连接，其中射频模块5中包括至少两个射频接口，如图1所示的第一射频接口51至第n射频接口5n，n≥2。

具体地，控制模块3用于控制选通模块1从IC卡的射频模块5的至少两个射频接口中选择要连接的射频接口，并控制选通模块1接通要连接的射频接口，以使IC卡中的要连接的射频接口对应的通讯芯片工作。当选通模块1接通要连接的射频接口之后，控制模块3还用于控制扩展天线单元4中各扩展天线的接通或者断开，以根据要连接的射频接口对应的通讯芯片的工作频率，从而对该通讯芯片提供相应频率的天线。

例如，不同的通讯芯片的工作频率不同，对应的天线结构不同，本实施例的天线系统中，可以由主天线2提供一种通讯芯片相应频率的天线。同时由于扩展天线单元4中存在N个扩展天线，且可以通过控制模块3控制各扩展天线接通或者断开，从而形成不同的天线结构，并使各天线结构与主天线2连接在一起，为IC卡中的各种通讯芯片提供相应频率的天线。具体地，当要连接的射频接口对应的通讯芯片的工作频率确定以后，可以根据通讯芯片的工作频率接通需要的扩展天线，或者断开不需要的扩展天线，形成该通讯芯片需要的部分天线结构，之后再与主天线2连接，组合形成该通讯芯片需要的整体天线结构。

本实施例的天线系统，通过将主天线2和N个扩展天线都集成在PCB上，并由控制模块3控制各扩展天线的接通或者断开，实现了将主天线2与扩展天线组合成多频段天线，满足了不同射频接口对应的通讯芯片的工作频率。采用本实施例的技术方案，能够根据选通模块1接通的要连接的射频接口对应的通讯芯片的工作频率，对该通讯芯片提供相应频率的天线，减少了天线的种类和数量，使天线占用空间较小，提高了IC卡的天线系统的集成度。

进一步可选地，在上述所示施例的基础上，本实施例的天线系统还包括与各扩展天线对应的开关模块；各开关模块设置在对应的扩展天线的上游，即使控制模块3与各开关模块串联连接，控制模块3具体用于通过控制各开关模块的打开或者关闭，从而控制各开关模块对应的扩展天线的接通或者断开。

图2为本实用新型天线系统另一实施例的结构示意图。如图2所述，本实施的天线系统在上述所示实施例的基础上，具体以N＝1为例对本实用新型的技术方案进行描述。

如图2所示，本实施例的天线系统中，当N等于1时，扩展天线40通过对应的开关模块401与主天线2串接，此时射频模块5存在两个射频接口，即第一射频接口51和第二射频接口52。本实施例具体以带用蓝牙功能的IC卡为例说明，具体地，主天线2为2.4Ghz天线，设定第一射频接口51对应的频率为2.4Ghz；扩展天线40通过对应的开关模块401的打开或者关闭，实现与主天线2能够接通或者断开，当开关模块401关闭时，扩展天线40与主天线2接通，组合成13.56Mhz的天线，设定第二射频接口52对应的频率为13.56Mhz。需要说明的是在本实施例中第一射频接口51和第二射频接口52对应的频率值作为举例说明，各自的频率不作限制。

例如，当控制模块3控制选通模块1连接第一射频接口51时，控制模块3会控制开关模块401打开，使得只有主天线2通过选通模块1与第一射频接口51接通，提供蓝牙用通讯芯片的天线。当控制模块3控制选通模块1连接第二射频接口52时，控制模块3会控制开关模块401关闭，使得主天线2和扩展天线40作为组合天线通过选通模块1与第二射频接口52接通，提供普通IC卡用通讯芯片的天线。其中开关模块401可以采用开关器件、金属氧化物半导体(MetalOxidSemiconductor；MOS)管、第一门电路或带模拟开关的IC卡主芯片实现；选通模块1可以采用选通器、第二门电路或者带选通开关的IC卡主芯片实现，其中选通器为多路选通器，可以根据射频接口的具体数量选择合适选通器；控制模块3可以采用带有微控单元以及第三门电路等电器元件的控制芯片或者IC卡主芯片实现。

需要说明的是，上述所述的开关模块401的实现方式只是开关模块401的部分实现方式，本实施例的技术方案，不限制其它具有开关功能的开关模块401。同理本实施例的技术方案，不限制其它具有选择开关功能的选通模块1，以及其它具有控制功能的控制模块3。

本实施例的天线系统，通过将主天线2和一个扩展天线40集成在PCB上，并由控制模块3控制开关模块401的打开或关闭，以控制扩展天线40与主天线2的接通或者断开，实现了将主天线2作为蓝牙用通讯芯片的天线，主天线2与扩展天线40组合普通IC卡用通讯芯片的天线。采用本实施例的技术方案，能够根据选通模块1接通的要连接的射频接口对应的通讯芯片的工作频率，对该通讯芯片提供相应频率的天线，减少了天线的种类和数量，使天线占用空间较小，提高了IC卡的天线系统的集成度。

图3为本实用新型天线系统又一实施例的结构示意图。如图3所述，本实施的天线系统在上述所示实施例的基础上，具体以N＝2为例对本实用新型的技术方案进行描述。

如图3所示，本实施例的天线系统中，当N等于2时，扩展天线单元4中的两个扩展天线通过对应的开关模块串接在主天线2的下游，即第二开关模块421设置在第二扩展天线42与第一扩展天线41之间，并且第一开关模块411设置在第一扩展天线41与主天线2之间。需要说明的是，第一扩展天线41与第二扩展天线42的连接顺序并不仅限与图2所示的连接顺序，实际中并不对第一扩展天线41与第二扩展天线42的连接顺序做限制。

本实施例的天线系统的实现机制与图1或者图2所示实施例的实现机制相同，详细过程、原理以及效果请参考图1或图2所示实施例的描述，在此不再赘述。

图4为本实用新型天线系统再一实施例的结构示意图。如图4所述，本实施的天线系统在上述所示实施例的基础上，具体以N＝2为例对本实用新型的技术方案进行描述。如图4所示，本实施例的天线系统与图3所示实施例的区别在于，当N等于2时，扩展天线单元4中的两个扩展天线通过对应的开关模块并接在主天线2的下游，即第一开关模块411设置在主天线2与第一扩展天线41之间，且与第二开关模块421设置在主天线2与第二扩展天线42之间。

本实施例的天线系统的实现机制与图1或者图2所示实施例的实现机制相同，详细过程、原理以及效果请参考图1或图2所示实施例的描述，在此不再赘述。

图5为本实用新型天线系统再另一实施例的结构示意图。如图5所述，本实施的天线系统在上述所示实施例的基础上，具体以N大于或者等于3为例对本实用新型的技术方案进行描述。如图5所示，本实施例的天线系统中，当大于或者等于3时，扩展天线单元4中的N个扩展天线串接、并接或者通过串接和并接的混合连接方式连接在一起。本实施例的天线系统具体以N＝3为例，且以N个扩展天线串接和并接的混合连接方式为例说明，即第一开关模块411设置在主天线2与第一扩展天线41之间，且与第二开关模块421设置在主天线2与第二扩展天线42之间，以及第三开关模块431设置在第二扩展天线42与第三扩展天线43之间。

需要说明的是，第一扩展天线41、第二扩展天线42以及第三扩展天线43的连接顺序并不仅限与图5所示的连接顺序，实际中并不对第一扩展天线41、第二扩展天线42以及第三扩展天线43的连接顺序做限制。当三个扩展天线采用串接或者并接的连接方式具体可以参考图3和图4所示实施例的记载，在此不再一一举例。当N>3时，其各扩展天线的连接与N＝3时实现机制相同，在此不再一一举例。

本实施例的天线系统的实现机制与图1或者图2所示实施例的实现机制相同，详细过程、原理以及效果请参考图1或图2所示实施例的描述，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种天线系统，其特征在于，包括：选通模块、主天线、控制模块以及N个扩展天线构成的扩展天线单元，所述N为正整数；所述主天线和所述N个扩展天线都集成在印刷电路板上；所述扩展天线单元与所述主天线连接；

所述选通模块分别与所述控制模块和所述主天线连接，所述控制模块，用于控制所述选通模块从集成电路卡的射频模块的至少两个射频接口中选择要连接的射频接口，并控制所述选通模块接通所述要连接的射频接口；

所述控制模块，还用于控制所述扩展天线单元中各所述扩展天线的接通或者断开。

2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述天线系统还包括与各所述扩展天线对应的开关模块；各所述开关模块设置在对应的所述扩展天线的上游；所述控制模块，与各所述开关模块连接，用于通过控制各所述开关模块的打开或者关闭，控制各所述开关模块对应的所述扩展天线的接通或者断开。

3.根据权利要求2所述的天线系统，其特征在于，当所述N等于1时，所述扩展天线通过对应的所述开关模块与所述主天线串接。

4.根据权利要求2所述的天线系统，其特征在于，当所述N等于2时，所述扩展天线单元中的两个所述扩展天线串接。

5.根据权利要求2所述的天线系统，其特征在于，当所述N等于2时，所述扩展天线单元中的两个所述扩展天线并接。

6.根据权利要求2所述的天线系统，其特征在于，当所述N大于或者等于3时，所述扩展天线单元中的N个所述扩展天线串接、并接或者通过串接和并接的混合连接方式连接在一起。

7.根据权利要求2-6任一所述的天线系统，其特征在于，所述开关模块采用开关器件、MOS管、第一门电路或带模拟开关的集成电路卡主芯片实现。

8.根据权利要求2-6任一所述的天线系统，其特征在于，所述选通模块采用选通器、第二门电路或者带选通开关的集成电路卡主芯片实现。

9.根据权利要求2-6任一所述的天线系统，其特征在于，所述控制模块采用控制芯片或者集成电路卡主芯片实现。