一種有源13.56MHz RFID裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種有源13.56MHz RFID裝置，包括本體(1)，本體(1)上設(shè)有SE芯片(2)、接口和內(nèi)部天線(3)，該裝置還包括射頻前端芯片(4)，所述接口包括電源接口(5)、用于對(duì)SE芯片(2)進(jìn)行操作的ISO/IEC7816接口(6)和用于對(duì)射頻前端芯片(4)進(jìn)行寄存器參數(shù)設(shè)置的SPI接口(7)，所述射頻前端芯片(4)通過(guò)內(nèi)部天線(3)或外部天線(8)與讀寫器天線(9)耦合，或者射頻前端芯片(4)通過(guò)內(nèi)部天線(3)和外部天線(8)的組合天線與讀寫器天線(9)耦合。該裝置可以通過(guò)內(nèi)部天線與外部天線的靈活切換或者共同使用，使裝置的非接觸性能最優(yōu)化，大大提升了不同應(yīng)用環(huán)境下的用卡需求。
【專利說(shuō)明】—種有源13.56MHz RFID裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及13.56MHz射頻通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種小型化的有源13.56MHz RFID 裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)下，小面積的13.56MHz (高頻)RFID無(wú)源非接觸1C卡在滿足復(fù)雜的非接觸使用環(huán)境的前提下，面積不可能無(wú)限小。但隨著13.56MHz RFID技術(shù)以及市場(chǎng)的日益發(fā)展，存在非接觸1C卡小型化的需求，例如放在腕帶里，但是由于卡片面積有限，無(wú)源非接觸1C卡存在非接觸性能不佳的問(wèn)題，很難滿足產(chǎn)品的使用要求，所以需要使用有源小型化非接觸1C卡來(lái)滿足要求。
[0003]現(xiàn)在的13.56MHz RFID有源方案主要應(yīng)用在移動(dòng)支付領(lǐng)域，如手機(jī)支付卡SMPASS，或者在傳統(tǒng)的SIM卡上放置射頻前端芯片和天線，其放在手機(jī)內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)非接觸刷卡，但是其使用環(huán)境和尺寸也被限制。本實(shí)用新型正是針對(duì)該問(wèn)題而提出的一種小型化的有源13.56MHz RFID裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種有源13.56MHzRFID裝置，通過(guò)該裝置能夠更好的滿足非接觸1C卡的應(yīng)用需求。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種有源13.56MHz RFID裝置，包括本體，本體上設(shè)有SE芯片、接口和內(nèi)部天線，該裝置還包括射頻前端芯片，所述接口包括電源接口、用于對(duì)SE芯片進(jìn)行操作的ISO/IEC7816接口和用于對(duì)射頻前端芯片進(jìn)行寄存器參數(shù)設(shè)置的SPI接口，所述射頻前端芯片通過(guò)內(nèi)部天線或外部天線與讀寫器天線耦合，或者射頻前端芯片通過(guò)內(nèi)部天線和外部天線的組合天線與讀寫器天線耦合。
[0007]進(jìn)一步，如上所述的一種有源13.56MHz RFID裝置，射頻前端芯片與內(nèi)部天線連接時(shí)，內(nèi)部天線與射頻前端芯片的射頻輸入/輸出連接。
[0008]進(jìn)一步，如上所述的一種有源13.56MHz RFID裝置，射頻前端芯片與外部天線連接時(shí)，外部天線與射頻前端芯片的射頻輸入/輸出連接。
[0009]進(jìn)一步，如上所述的一種有源13.56MHz RFID裝置，射頻前端芯片與組合天線連接時(shí)，內(nèi)部天線和外部天線并聯(lián)后與射頻前端芯片的射頻輸入/輸出連接。
[0010]進(jìn)一步，如上所述的一種有源13.56MHz RFID裝置，射頻前端芯片與組合天線連接時(shí)，內(nèi)部天線和外部天線串聯(lián)后與射頻前端芯片的射頻輸入/輸出連接。
[0011]進(jìn)一步，如上所述的一種有源13.56MHz RFID裝置，所述電源接口分別與SE芯片和射頻前端芯片的電源引腳連接，或者所述電源接口只與射頻前端芯片的電源引腳連接。
[0012]進(jìn)一步，如上所述的一種有源13.56MHz RFID裝置，本體為電路板。
[0013]再進(jìn)一步，如上所述的一種有源13.56MHz RFID裝置，該裝置通過(guò)焊盤焊接在其它電路板上。
[0014]更進(jìn)一步，如上所述的一種有源13.56MHz RFID裝置，該裝置封裝后的尺寸為8.4mmX6mm0
[0015]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型的有源13.56MHz RFID裝置，其內(nèi)置天線，而且在內(nèi)置天線不滿足要求的情況下，可以切換到外部天線，或者可以共同應(yīng)用內(nèi)部天線和外部天線，來(lái)滿足不同環(huán)境下的用卡需求。此裝置可以應(yīng)用在各種穿戴設(shè)備上，例如手表、腕帶中，也可以應(yīng)用在其他13.56MHzRFID有源系統(tǒng)中，并且保證較佳的非接觸性能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中一種有源13.56MHz RFID裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中一種有源13.56MHz RFID裝置的工作原理示意圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中射頻前端芯片與內(nèi)部天線的連接示意圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中射頻前端芯片與外部天線的連接示意圖；
[0020]圖5為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中射頻前端芯片與組合天線(內(nèi)部天線和外部天線并聯(lián))的連接示意圖；
[0021]圖6為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中射頻前端芯片與組合天線(內(nèi)部天線和外部天線串聯(lián))的連接示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]圖1示出了本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中一種有源13.56MHz RFID裝置的結(jié)構(gòu)圖，該裝置主要設(shè)置在本體1的四部分，包括SE芯片2、射頻前端芯片4接口和內(nèi)部天線3，其中，接口包括電源接口 5、用于對(duì)SE芯片2進(jìn)行操作的IS0/IEC7816接口 6和用于對(duì)射頻前端芯片4進(jìn)行寄存器參數(shù)設(shè)置的SPI接口 7，所述射頻前端芯片4通過(guò)內(nèi)部天線3或外部天線8與讀寫器天線9耦合，或者射頻前端芯片4通過(guò)內(nèi)部天線3和外部天線8的組合天線與讀寫器天線9耦合。
[0024]圖2為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中一種有源13.56MHz RFID裝置的工作原理示意圖，其中SE芯片2(SecUre Element芯片)具有寫入數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，其存儲(chǔ)器中的內(nèi)容根據(jù)需要可以有條件地供外部讀取，或供內(nèi)部信息處理和判定之用，并且為防止外部惡意解析攻擊，保護(hù)數(shù)據(jù)安全，在芯片中具有加密/解密算法。其將對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)，并將響應(yīng)數(shù)據(jù)傳送給射頻前端芯片。
[0025]射頻前端芯片4對(duì)通過(guò)天線耦合得到的讀寫器10的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)后，并將解調(diào)后的信號(hào)發(fā)送給SE芯片2，或者射頻前端芯片4對(duì)接收到的SE芯片2的響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后，通過(guò)天線發(fā)送給讀寫器10。
[0026]接口中的電源接口 5用于供給整個(gè)電路工作的直流電壓，本實(shí)施方式中，電源接口 5可以分別與SE芯片2和射頻前端芯片4的電源引腳連接，或者只與射頻前端芯片4的電源引腳連接，也就是說(shuō)，裝置在工作時(shí)，外部電源可以通過(guò)電源接口 5分別給SE芯片2和射頻前端芯片4兩芯片直接供電；或者，電源接口 5僅給射頻前端芯片4供電，射頻前端芯片4本身輸出電壓給SE芯片2供電，這時(shí)可以通過(guò)SPI (Serial PeripheralInterface—串行外設(shè)接口 )接口設(shè)置射頻前端芯片寄存器參數(shù)的方式給SE芯片供電，或者通過(guò)在射頻前端芯片4連接外部控制端口(如MCU端口)的方式來(lái)控制是否對(duì)SE芯片進(jìn)行電壓輸出，或者是射頻前端芯片4通過(guò)與SE芯片傳輸信號(hào)的模擬非接觸通道給SE芯片供電。
[0027]所述IS0/IEC7816接口 6用于操作SE芯片2，例如寫入\讀出數(shù)據(jù)。
[0028]SPI接口 7用于設(shè)置射頻前端芯片4的寄存器參數(shù)。
[0029]內(nèi)部天線3用于與外部讀寫器天線9的空間耦合，數(shù)據(jù)波形交互。
[0030]其中，本實(shí)施方式中所述的本體1為電路板，該裝置可以通過(guò)焊盤焊接在其它電路板上(如PCB板)。本實(shí)用新型的RFID裝置可以做成足夠小的尺寸，可適應(yīng)更多應(yīng)用環(huán)境，例如該裝置封裝后的尺寸可以做成8.4_X6mm。
[0031]本實(shí)施方式中的RFID裝置通過(guò)內(nèi)部天線3或者外部天線8或者內(nèi)部天線3與外部天線8的組合天線與讀寫器天線9的耦合實(shí)現(xiàn)與讀寫器10的數(shù)據(jù)交互，來(lái)滿足不同的使用環(huán)境需求條件下的非接觸性能最優(yōu)化，具體如下:
[0032](1)內(nèi)部天線模式
[0033]當(dāng)裝置內(nèi)部的內(nèi)部天線3滿足使用所需，不需要連接外部天線8時(shí)，即射頻前端芯片4與內(nèi)部天線3直接連接時(shí)，內(nèi)部天線3與射頻前端芯片4的射頻輸入/輸出連接。
[0034]如圖3所示，圖中a管腳和b管腳表示射頻前端芯片輸入\輸出兩端(包括外圍電路)，c管腳和d管腳是裝置中內(nèi)部天線3的兩端，將a管腳和d管腳連接在一起，將b管腳(Antenna2)和c管腳(Antenna3)連接在一起。
[0035](2)外部天線模式
[0036]當(dāng)內(nèi)部天線3不滿足要求，需要使用外部天線8時(shí)，即射頻前端芯片4與外部天線8直接連接時(shí)，外部天線8與射頻前端芯片4的射頻輸入/輸出連接。
[0037]如圖4所示，將a管腳和b管腳連接外部天線8的兩端，將內(nèi)部天線3的兩個(gè)管腳c和d懸空，不進(jìn)行任何連接。
[0038](3)組合天線模式
[0039]當(dāng)單獨(dú)使用內(nèi)部天線3或外部天線8均不滿足要求，需要共同使用內(nèi)部3和外部天線8時(shí)，本實(shí)施方式中提供了兩種組合方式，一種是內(nèi)部天線3和外部天線8并聯(lián)，另一種是內(nèi)部天線3和外部天線8串聯(lián)，即內(nèi)部天線和外部天線并聯(lián)或串聯(lián)后與射頻前端芯片連接。
[0040](3.1)內(nèi)部天線3和外部天線8并聯(lián)
[0041]此時(shí)，射頻前端芯片4的射頻輸入/輸出的一端和內(nèi)部天線3的一端均與外部天線8的一端連接，射頻前端芯片4的射頻輸入/輸出的另一端與內(nèi)部天線3的另一端均與外部天線8的另一端連接。
[0042]如圖5所示，將a管腳和c管腳連接外部天線8的一端，將b管腳和d管腳連接外部天線8的另一端。
[0043](3.2)內(nèi)部天線3和外部天線8串聯(lián)
[0044]此時(shí)，射頻前端芯片4的射頻輸入/輸出的一端與內(nèi)部天線3的一端連接，射頻前端芯片4的射頻輸入/輸出的另一端和內(nèi)部天線3的另一端分別與外部天線8的兩端連接。
[0045]如圖6所示，將a管腳連接外部天線8的一端，將d管腳連接外部天線8的另一端，將b管腳和c管腳連接在一起。
[0046]本實(shí)用新型的RFID裝置，可以通過(guò)封裝形成獨(dú)立的應(yīng)用模塊，其中，在生產(chǎn)過(guò)程中，射頻前端芯片4的射頻輸入/輸出和內(nèi)部天線3的兩端都處于懸空狀態(tài)，在實(shí)際使用時(shí)，再根據(jù)需要決定采用上述幾種連接方式中的哪種，并根據(jù)選定的方式按照上述連接方式進(jìn)行連接。
[0047]需要說(shuō)明的，本實(shí)施方式中的射頻前端芯片4包括射頻芯片本身及其外圍電路，在實(shí)際電路中，射頻前端芯片4是通過(guò)其外圍電路的與其它部件連接的，對(duì)于本實(shí)施方式中，內(nèi)部天線3或外部天線8或組合天線與射頻前端芯片4的輸入輸出連接時(shí)，都是與射頻前端芯片4的射頻輸入/輸出的外圍電路連接。此外，本實(shí)施方式中上述管腳a、b、c、d只是示意性說(shuō)明，管腳a和b，c和d之間的連接方式是可以互換的。上述的內(nèi)部天線3和外部天線8的“內(nèi)部”和“外部”并沒有實(shí)質(zhì)性的意義，只是為了區(qū)分天線是否設(shè)置在裝置的內(nèi)部而增加的說(shuō)明。
[0048]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種有源13.56MHz RFID裝置，包括本體(1)，本體(I)上設(shè)有SE芯片(2)、接口和內(nèi)部天線(3)，其特征在于:該裝置還包括射頻前端芯片(4)，所述接口包括電源接口(5)、用于對(duì)SE芯片(2)進(jìn)行操作的IS0/IEC7816接口(6)和用于對(duì)射頻前端芯片(4)進(jìn)行寄存器參數(shù)設(shè)置的SPI接口(7)，所述射頻前端芯片(4)通過(guò)內(nèi)部天線(3)或外部天線(8)與讀寫器天線(9)耦合，或者射頻前端芯片(4)通過(guò)內(nèi)部天線(3)和外部天線(8)的組合天線與讀寫器天線(9)耦合。
2.如權(quán)利要求1所述的一種有源13.56MHz RFID裝置，其特征在于:射頻前端芯片(4)與內(nèi)部天線⑶連接時(shí)，內(nèi)部天線⑶與射頻前端芯片⑷的射頻輸入/輸出連接。
3.如權(quán)利要求1所述的一種有源13.56MHz RFID裝置，其特征在于:射頻前端芯片(4)與外部天線(8)連接時(shí)，外部天線(8)與射頻前端芯片(4)的射頻輸入/輸出連接。
4.如權(quán)利要求1所述的一種有源13.56MHz RFID裝置，其特征在于:射頻前端芯片(4)與組合天線連接時(shí)，內(nèi)部天線(3)和外部天線(8)并聯(lián)后與射頻前端芯片(4)的射頻輸入/輸出連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種有源13.56MHz RFID裝置，其特征在于:射頻前端芯片(4)與組合天線連接時(shí)，內(nèi)部天線(3)和外部天線(8)串聯(lián)后與射頻前端芯片(4)的射頻輸入/輸出連接。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的一種有源13.56MHz RFID裝置，其特征在于:所述電源接口(5)分別與SE芯片⑵和射頻前端芯片⑷的電源引腳連接，或者所述電源接口(5)只與射頻前端芯片(4)的電源引腳連接。
7.如權(quán)利要求1至5之一所述的一種有源13.56MHz RFID裝置，其特征在于:本體(I)為電路板。
8.如權(quán)利要求7所述的一種有源13.56MHz RFID裝置，其特征在于:該裝置通過(guò)焊盤焊接在其它電路板上。
9.如權(quán)利要求7所述的一種有源13.56MHz RFID裝置，其特征在于:該裝置封裝后的尺寸為 8.4mm X 6mm η
【文檔編號(hào)】G06K19/077GK204044863SQ201420484407
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】韓靜 申請(qǐng)人:北京握奇數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限公司