一种远距离身份证读卡器天线的制作方法

1.本实用新型涉及读卡器的技术领域，尤其是一种远距离身份证读卡器天线。


背景技术：

2.二代身份证使用了符合iso14443 typeb协议的rfid技术，可以通过非接触的方式读取身份证中的数据信息。市面通常使用的二代身份证读卡器，一般读取距离都在10cm以下。为获得更大的读取距离，需要增加读卡器的发射功率，同时，需要有能够承受大功率的射频天线。
3.iso14443 typeb规定的载波频率是13.56mhz，前向链路的调制速率是106kbps (fc/128)，采用nrz编码；返向信号的速率是106kbps，使用847khz副载波调制（fc/16）。身份证返回的有用信息被调制在载波两侧各847khz的频率范围内。理想的读写器天线，带宽应该覆盖发射和接收的频谱范围，但是高频rfid天线一般采用lc谐振电路，只有单一谐振频率。如果要求天线在返向频率具有较好的特性，需要增加天线带宽，降低天线q值，发射效率会降低，在读写器输出功率过大时，会形成发热量大，辐射效率低等问题。
4.申请号是20122066047.1的专利，公开了一种符合iso14443typeb协议的大功率射频天线：包括若干个矩形耦合线圈，用于辐射射频功率及接受返回信号功率；天线匹配与谐振电路，用于和多圈耦合线圈相匹配且形成调谐电路；射频线缆，用于传送信号，且射频线缆对所述天线阻抗进行变换以形成和射频读卡器阻抗匹配。
5.上述专利所公开的射频天线，虽然能够承受最大8w的发射功率，但并没有解决天线发射和接收频率覆盖的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种远距离身份证读卡器天线，旨在解决现有技术中天线发射和接收的频率覆盖不全面的问题。
7.本实用新型是这样实现的，本实用新型提供一种远距离身份证读卡器天线，设置在读卡器上，包括：
8.第一lc谐振电路和第二lc谐振电路；
9.所述第一lc谐振电路包括第一电感线圈、第一谐振电容以及第一阻抗匹配电路，所述第二lc谐振电路包括第二电感线圈、第二谐振电容以及第二阻抗匹配电路；
10.所述第一电感线圈与所述第一谐振电容串联，所述第二电感线圈与所述第二谐振电容串联，所述第一电感线圈和所述第二电感线圈设置在同一平面上，且所述第一电感线圈与所述第二电感线圈具有重叠的部分，所述第一电感线圈和所述第二电感线圈互相耦合，以使得所述第一lc谐振电路和所述第二lc谐振电路均具有两个谐振频率；
11.所述第一阻抗匹配电路与所述第一电感线圈电连接，所述第二阻抗匹配电路与所述第二电感线圈电连接。
12.在一些实施例中，所述第一阻抗匹配电路和所述第二阻抗匹配电路均为变压器电
路；
13.所述第一阻抗匹配电路用于对所述第一lc谐振电路的低阻抗进行转换；
14.所述第二阻抗匹配电路用于对所述第二lc谐振电路的低阻抗进行转换。
15.在一些实施例中，所述第一阻抗匹配电路和所述第二阻抗匹配电路的转换结果为50欧姆特性阻抗。
16.在一些实施例中，所述第一阻抗匹配电路具有第一天线端口，所述第二阻抗匹配电路具有第二天线端口。
17.在一些实施例中，所述读卡器具有发射电路和接收电路；
18.所述发射电路与所述第一天线端口电连接，所述接收电路与所述第二天线端口电连接。
19.在一些实施例中，所述读卡器具有射频端口；
20.所述射频端口与所述第一天线端口或所述第二天线端口电连接。
21.在一些实施例中，所述第一天线端口和所述第二天线端口为射频电压器。
22.本实用新型提供了一种远距离身份证读卡器天线，具有以下有益效果：
23.本实用新型将两个电感线圈重叠，令两个电感线圈互相耦合，以使得两个lc谐振电路均具有两个谐振频率，而由两个lc谐振电路组成的天线具有两个频点，一个频点位于发射载波频率点，另一个频点位于接收信号上边带频点或下边带频点，即天线在发射和接收的频点均具有较好的驻波比特性，辐射效率较高，能够支持远距离读取，解决了现有技术中天线发射和接收的频率覆盖不全面的问题。
附图说明
24.图1是本实用新型实施例提供的一种远距离身份证读卡器天线的示意图。
25.附图标记：1-第一lc谐振电路、2-第二lc谐振电路、11-第一电感线圈、12-第一谐振电容、13-第一阻抗匹配电路、21-第二电感线圈、22-第二谐振电容、23-第二阻抗匹配电路、14-第一天线端口、24-第二天线端口。
具体实施方式
26.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。
27.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
28.以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。
29.参照图1所示，为本实用新型提供较佳实施例。
30.本实用新型提供一种远距离身份证读卡器天线，设置在读卡器上，包括：
31.第一lc谐振电路1和第二lc谐振电路2。
32.具体地，第一lc谐振电路1包括第一电感线圈11、第一谐振电容12以及第一阻抗匹配电路13，第二lc谐振电路2包括第二电感线圈21、第二谐振电容22以及第二阻抗匹配电路23。
33.更具体地，第一电感线圈11和第一谐振电容12串联，第二电感线圈21与第二谐振电容22串联，第一电感线圈11和第二电感线圈21设置在同一平面上，且第一电感线圈11与第二电感线圈21具有重叠的部分，第一电感线圈11和第二电感线圈21互相耦合，以使得第一lc谐振电路1和第二lc谐振电路2均具有两个谐振频率。
34.需要说明的是，第一lc谐振电路1和第二lc谐振电路2之间重叠区间的大小决定了天线整体输出的频点，通过对第一lc谐振电路1和第二lc谐振电路2之间重叠区间大小的调控，以及对第一谐振电容12和第二谐振电容22的大小的调控，可以使得天线输出的两个频点一个位于发射载波频率点，另一个位于接收信号上边带频点或下边带频点。
35.通过这种方式，可以解决天线发射和接收频率覆盖的问题。
36.更具体地，第一阻抗匹配电路13与第一电感线圈11电连接，第二阻抗匹配电路23与第二电感线圈21电连接，第一阻抗匹配电路13和第二阻抗匹配电路23的用途是对第一lc谐振电路1和第二lc谐振电路2的阻抗进行转换，以方便与读卡器进行连接，来进行信号的传输。
37.本实用新型提供了一种远距离身份证读卡器天线，具有以下有益效果：
38.本实用新型将两个电感线圈重叠，令两个电感线圈互相耦合，以使得两个lc谐振电路均具有两个谐振频率，而由两个lc谐振电路组成的天线具有两个频点，一个频点位于发射载波频率点，另一个频点位于接收信号上边带频点或下边带频点，即天线在发射和接收的频点均具有较好的驻波比特性，辐射效率较高，能够支持远距离读取，解决了现有技术中天线发射和接收的频率覆盖不全面的问题。
39.在一些实施例中，第一阻抗匹配电路13和第二阻抗匹配电路23均为变压器电路。
40.具体地，第一阻抗匹配电路13用于对第一lc谐振电路1的低阻抗进行转换，第二阻抗匹配电路23用于对第二lc谐振电路2的低阻抗进行转换。
41.更具体地，第一阻抗匹配电路13和第二阻抗匹配电路23的转换结果为50欧姆特性阻抗。
42.需要说明的是，将低阻抗转换为50欧姆特性阻抗是阻抗匹配电路的常规选择之一。
43.在一些实施例中，第一阻抗匹配电路13具有第一天线端口14，第二阻抗匹配电路具有第二天线端口24。
44.具体地，第一天线端口14和第二天线端口24用于供信号进行传输，并且第一天线端口14和第二天线端口24的谐振频率是相同的，而基于两个天线端口可以有两种信号传输方式。
45.第一种：当读卡器具有发射电路和接收电路，发射电路和第一天线端口14电连接，接收电路与第二天线端口24电连接。
46.第二种：当读卡器没有设置发射电路和接收电路时，可以将第一天线端口14或第二天线端口24与读卡器的射频端口电连接，来实现信号的传输，需要说明的是，未与射频端
口电连接的天线端口空置即可。
47.在一些实施例中，第一天线端口14和第二天线端口24为射频电压器。
48.具体地，射频变压器是现有技术中的一种电子器件，射频变压器可以实现阻抗的变化，在本实用新型中，射频变压器可以与读写器进行连接。
49.以下是本实用新型的一种实施例：
50.在印制电路板上设计两组lc谐振电路，lc谐振电路包括印制电感线圈、串联谐振电容以及射频变压器，其中，两个射频电压器的绕组比为1：5，将lc谐振阻抗匹配到50欧姆，并且，两个印制电感线圈的大小相同，并且在线路板上部分重复。
51.两个印制电感线圈的重合部分决定了两个频点的差值，通过多次试样获得经验值，通过调整串联谐振电容可以微调条线的两个谐振频率，使其中一个频点为13.56mhz，另一个频点为14.4075mhz，天线通过射频变压器输出，具有两个端口，可以分别接读写器的发射电路和接收电路，对收发一体的读写器，可以使用任意一个端口。
52.以上所述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。

技术特征：
1.一种远距离身份证读卡器天线，设置在读卡器上，其特征在于，包括：第一lc谐振电路和第二lc谐振电路；所述第一lc谐振电路包括第一电感线圈、第一谐振电容以及第一阻抗匹配电路，所述第二lc谐振电路包括第二电感线圈、第二谐振电容以及第二阻抗匹配电路；所述第一电感线圈与所述第一谐振电容串联，所述第二电感线圈与所述第二谐振电容串联，所述第一电感线圈和所述第二电感线圈设置在同一平面上，且所述第一电感线圈与所述第二电感线圈具有重叠的部分，所述第一电感线圈和所述第二电感线圈互相耦合，以使得所述第一lc谐振电路和所述第二lc谐振电路均具有两个谐振频率；所述第一阻抗匹配电路与所述第一电感线圈电连接，所述第二阻抗匹配电路与所述第二电感线圈电连接。2.如权利要求1所述的一种远距离身份证读卡器天线，其特征在于，所述第一阻抗匹配电路和所述第二阻抗匹配电路均为变压器电路；所述第一阻抗匹配电路用于对所述第一lc谐振电路的低阻抗进行转换；所述第二阻抗匹配电路用于对所述第二lc谐振电路的低阻抗进行转换。3.如权利要求2所述的一种远距离身份证读卡器天线，其特征在于，所述第一阻抗匹配电路和所述第二阻抗匹配电路的转换结果为50欧姆特性阻抗。4.如权利要求1所述的一种远距离身份证读卡器天线，其特征在于，所述第一阻抗匹配电路具有第一天线端口，所述第二阻抗匹配电路具有第二天线端口。5.如权利要求4所述的一种远距离身份证读卡器天线，其特征在于，所述读卡器具有发射电路和接收电路；所述发射电路与所述第一天线端口电连接，所述接收电路与所述第二天线端口电连接。6.如权利要求4所述的一种远距离身份证读卡器天线，其特征在于，所述读卡器具有射频端口；所述射频端口与所述第一天线端口或所述第二天线端口电连接。7.如权利要求4所述的一种远距离身份证读卡器天线，其特征在于，所述第一天线端口和所述第二天线端口为射频电压器。

技术总结
本实用新型涉及读卡器的技术领域，公开了一种远距离身份证读卡器天线，包括：第一LC谐振电路和第二LC谐振电路；本实用新型将两个电感线圈重叠，令两个电感线圈互相耦合，以使得两个LC谐振电路均具有两个谐振频率，而由两个LC谐振电路组成的天线具有两个频点，一个频点位于发射载波频率点，另一个频点位于接收信号上边带频点或下边带频点，即天线在发射和接收的频点均具有较好的驻波比特性，辐射效率较高，能够支持远距离读取，解决了现有技术中天线发射和接收的频率覆盖不全面的问题。线发射和接收的频率覆盖不全面的问题。线发射和接收的频率覆盖不全面的问题。


技术研发人员：高军
受保护的技术使用者：深圳市源启智能信息科技有限公司
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/7/28