一種有源13.56MHzRFID裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種有源13.56MHzRFID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。
【專利說明】-種有源13. 56MHz RFID裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及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，無源非接 觸1C卡存在非接觸性能不佳的問題，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。本發(fā)明正是針對(duì)該問題而提出的一種小型化的 有源 13. 56MHz RFID 裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種有源13. 56MHz RFID裝 置，通過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，本發(fā)明采用的技術(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. 4mmX6mm〇
[0015] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的有源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】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明【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為本發(fā)明【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為本發(fā)明【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為本發(fā)明【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為本發(fā)明【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為本發(fā)明【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)合說明書附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0023] 圖1示出了本發(fā)明【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為本發(fā)明【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，裝置在工作時(shí)，外部電源可以通過電源接口 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SPI (Serial Peripheral Interface-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 者通過在射頻前端芯片4連接外部控制端口（如MCU端口）的方式來控制是否對(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，該裝置可以通過焊盤焊接在其它電 路板上（如PCB板）。本發(fā)明的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] 本發(fā)明的RFID裝置，可以通過封裝形成獨(dú)立的應(yīng)用模塊，其中，在生產(chǎn)過程中，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)部而增加的說明。
[0048] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明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（1)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（3)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。
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（1) 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. 4mmX 6mm〇
【文檔編號(hào)】G06K19/077GK104217242SQ201410425876
【公開日】2014年12月17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