一種13.56MHz門(mén)型天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種13.56MHz 口型天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)在隨著13.56MHz非接觸技術(shù)的快速發(fā)展，非接觸讀卡器也出現(xiàn)了更多的產(chǎn)品類(lèi) 型，比如：臺(tái)式讀寫(xiě)器、手持讀寫(xiě)器還有各類(lèi)閩機(jī)讀寫(xiě)器，運(yùn)些讀寫(xiě)器產(chǎn)品有個(gè)統(tǒng)一的限制， 讀卡區(qū)域小。通常在13.56MHz RFID領(lǐng)域的天線面積都比較小，較適宜小范圍、近距離讀取 非接觸卡片，比如:公交一卡通，n禁卡，電子證件，銀行卡，RFID標(biāo)簽等。
[0003] 本發(fā)明是提出一種新的讀卡理念，與普通讀卡器相比，有更大區(qū)域的讀卡范圍，在 13.56MHz RFID領(lǐng)域，通過(guò)改制天線實(shí)現(xiàn)大范圍讀取非接觸卡片或者RFID標(biāo)簽。采用本天線 的RFID讀卡裝置通過(guò)智能識(shí)別人或者物品到達(dá)讀卡區(qū)域，就能通過(guò)大天線激活相關(guān)智能 卡，并完成相關(guān)讀取操作，從而使應(yīng)用更便捷，用戶體驗(yàn)更好，達(dá)到安全、便捷的目的。
[0004] 針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型的目的是提供一種13.56MHz口型天線，W克服目前現(xiàn)有技術(shù)存在的上 述不足。
[0006] 本實(shí)用新型的目的是通過(guò)W下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種13.56MHz口型天線，包括工作電路和口型天線，所述口型天線和工作電路電 連接，所述工作電路包括輸入電阻，所述輸入電阻的輸入端和信號(hào)源端連接，所述輸入電阻 的輸出端分別連接有變壓器一和變壓器二，所述口型天線并聯(lián)連接有電容和匹配電阻。
[000引進(jìn)一步的，所述口型天線為O 15mm線徑銅管，該銅管的壁厚為0.2mm。
[0009] 進(jìn)一步的，所述口型天線的高度至少為2000mm，寬度至少為700mm。
[0010] 進(jìn)一步的，所述口型天線結(jié)構(gòu)對(duì)稱，口型天線內(nèi)側(cè)左右場(chǎng)強(qiáng)相當(dāng)。
[001。 進(jìn)一步的，所述n型天線線圈的電感值在3. 和4. 之間。。
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果為:通過(guò)將天線設(shè)計(jì)成口型，進(jìn)而增大了天線的讀卡范圍， 從而使應(yīng)用更便捷，用戶體驗(yàn)更好，達(dá)到安全、便捷的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例 中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的 一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W根據(jù)運(yùn) 些附圖獲得其他的附圖。
[0014] 圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的13.56MHz 口型天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的口型天線場(chǎng)強(qiáng)分布示意圖。
[0016] 圖中；
[0017] 1、工作電路;2、輸入電阻；3、變壓器一;4、變壓器二；5、電容；6、匹配電阻；7、天線 線圈;8、RFID標(biāo)簽。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬 于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0019]如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例所述的一種13.56MHzn型天線，包括工作電 路1和口型天線7,所述口型天線7和工作電路1電連接，所述工作電路1包括輸入電阻2,所述 輸入電阻2的輸入端和信號(hào)源端連接，所述輸入電阻2的輸出端分別連接有變壓器一 3和變 壓器二4,所述口型天線7并聯(lián)連接有電容5和匹配電阻6。
[0020] 進(jìn)一步的，所述口型天線7為O 15mm線徑銅管，該銅管的壁厚為0.2mm。
[0021] 進(jìn)一步的，所述口型天線7的高度至少為2000mm，寬度至少為700mm。
[0022] 進(jìn)一步的，所述口型天線7結(jié)構(gòu)對(duì)稱，口型天線7內(nèi)側(cè)左右場(chǎng)強(qiáng)相當(dāng)。
[0023] 進(jìn)一步的，所述口型天線7線圈的電感值在3.5地和4.化H之間。
[0024] 其中，參照?qǐng)D2,本申請(qǐng)的13.56M化天線，尤其設(shè)及口型天線，尺寸為2000mm* 700mm，在整個(gè)口型平面內(nèi)射頻場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)能滿足卡片所需能量大于1.5A/m小于7.5A/m，在整個(gè) 口型天線范圍內(nèi)都能讀取智能卡和RFID標(biāo)簽8,進(jìn)而進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，可W對(duì)在天線平面內(nèi)靜 止?fàn)顟B(tài)的智能卡片進(jìn)行穩(wěn)定讀取信息，也可W滿足讀取信息量相對(duì)較小的智能卡片W低于 一定運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行信息讀取，并完成相關(guān)操作。
[0025] 13.56MHz RFID讀取智能卡的原理是靠近場(chǎng)禪合的方式，通過(guò)天線福射能量，卡片 獲取足夠使卡片工作的能量，進(jìn)而激活卡片，通過(guò)大天線提供使智能卡獲得交互所需能量。
[0026] 在天線設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮兩方面，一是設(shè)計(jì)合適尺寸的天線，二是搭建天線與閱讀 器的工作電路。
[0027] 口型天線線圈7和工作電路1組成一個(gè)諧振電路，在特定頻率下，在感抗(XL)等于 容抗(XC)時(shí)，天線會(huì)產(chǎn)牛諧振，化們的關(guān)系如下式所示：
[002引
[0029] 增加口型天線線圈的尺寸必然帶來(lái)電感值的增大，運(yùn)時(shí)匹配就需要一個(gè)較小的電 容5,所W我們采用低阻抗的銅管來(lái)制作天線，并通過(guò)并聯(lián)銅管來(lái)減小電感值，使其電感值 低于4. f5地。
[0030] 在一個(gè)實(shí)施例中，讀卡天線由兩組口型天線線圈并聯(lián)而成，天線的主要作用有兩 個(gè)，一個(gè)是建立穩(wěn)定的激勵(lì)磁場(chǎng)，另一個(gè)是接受來(lái)自標(biāo)簽的調(diào)制信號(hào)，標(biāo)簽要在距離天線一 定距離的地方獲得穩(wěn)定的電源，就必須和天線有較大的互感系數(shù)，同時(shí)天線的磁通也要盡 可能大。天線要與標(biāo)簽保持一定距離的地方獲得較強(qiáng)的調(diào)制信號(hào)，還必須有合適的品質(zhì)因 數(shù)。天線的性能與品質(zhì)因數(shù)有關(guān)，一般品質(zhì)因數(shù)越高，天線輸出的能量越高，不過(guò)，Q值太高， 容易干擾讀寫(xiě)器的帶通特性，一般Q值選取在10-30比較合適，天線品質(zhì)因數(shù)可W通過(guò)頻譜 分析儀來(lái)進(jìn)行測(cè)量。
[0031] 工作電路I:為了增加天線所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度，需要增加口型天線線圈中的電流， 可W采用變壓器匹配的方式增大電流，
[0032] 如圖1所示，其中不平衡變壓器一 3可W平衡負(fù)載，使口型天線線圈中的電容5不干 擾接收電路的信號(hào)。匹配電壓器用來(lái)放大口型天線線圈的電流，根據(jù)變壓器的原理，通過(guò)配 置應(yīng)數(shù)比，可W增加口型天線線圈7中的電流，實(shí)際電路中可W通過(guò)下式來(lái)計(jì)算：
[0033]
[0034] 式中，Rin為輸入電阻2,化ar為匹配電阻6，L為天線線圈7的電感值。
[0035] 為了使13.56M化頻段上達(dá)到諧振，應(yīng)當(dāng)選取合適的耐高壓電容Cpar,在實(shí)際使用 過(guò)程中我們選取了 10-100P的可調(diào)云母電容和一個(gè)1-15P的氣隙可調(diào)電容并聯(lián)，通過(guò)改變可 調(diào)電容的值來(lái)達(dá)到電路的諧振。
[0036] 綜上所述，借助于本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案:通過(guò)將天線設(shè)計(jì)成口型，進(jìn)而增大 了天線的讀卡范圍，從而使應(yīng)用更便捷，用戶體驗(yàn)更好，達(dá)到安全、便捷的目的。
[0037] W上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用W限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種13.56MHz門(mén)型天線，其特征在于，包括工作電路（1)和門(mén)型天線（7)，所述門(mén)型天 線(7)和工作電路(1)電連接，所述工作電路(1)包括輸入電阻(2)，所述輸入電阻(2)的輸入 端和信號(hào)源端連接，所述輸入電阻(2)的輸出端分別連接有變壓器一 (3)和變壓器二(4)，所 述門(mén)型天線(7)并聯(lián)連接有電容(5)和匹配電阻(6)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的13.56MHz門(mén)型天線，其特征在于，所述門(mén)型天線（7)為Φ 15mm 線徑銅管，該銅管的壁厚為0.2mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的13.56MHz門(mén)型天線，其特征在于，所述門(mén)型天線（7)的高度至 少為2000mm，寬度至少為700mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的13.56MHz門(mén)型天線，其特征在于，所述門(mén)型天線(7)結(jié)構(gòu)對(duì)稱， 門(mén)型天線(7)內(nèi)側(cè)左右場(chǎng)強(qiáng)相當(dāng)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的13.56MHz門(mén)型天線，其特征在于，所述門(mén)型天線（7)線圈的電 感值在3.5μΗ和4.5μΗ之間。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種13.56MHz門(mén)型天線，包括工作電路和門(mén)型天線，所述門(mén)型天線和工作電路電連接，所述工作電路包括輸入電阻，所述輸入電阻的輸入端和信號(hào)源端連接，所述輸入電阻的輸出端分別連接有變壓器一和變壓器二，所述門(mén)型天線并聯(lián)連接有電容和匹配電阻。本實(shí)用新型的有益效果為：通過(guò)將天線設(shè)計(jì)成門(mén)型，進(jìn)而增大了天線的讀卡范圍，從而使應(yīng)用更便捷，用戶體驗(yàn)更好，達(dá)到安全、便捷的目的。
【IPC分類(lèi)】H01Q1/22, H01Q7/00
【公開(kāi)號(hào)】CN205376772
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620007211
【發(fā)明人】趙國(guó)勝, 李偉海, 王保國(guó), 李鳳杰
【申請(qǐng)人】北京世拓方舟科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年7月6日
【申請(qǐng)日】2016年1月4日