[发明专利]移动射频装置、射频IC卡及射频存储卡

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种移动射频装置、射频IC卡及射频存储卡。

背景技术

随着移动终端的普及，利用移动终端进行移动终端支付的应用需求非常迫切，目前已经有多种实现方案，但各有缺点。当前,已经出现了在移动终端中的用户识别模块SIM（Subscriber Identity Module）卡上增加射频功能（称为射频SIM卡）或者在移动终端主板上增加近距离通信模块来实现移动终端近距离通信的方法,后者称为NFC(Near Field Communication,近场通信),这些方法的出现使得移动终端成为一个可以充值、消费、交易及身份认证的超级智能终端，极大地满足了市场的迫切需求。

其中，基于射频SIM卡的移动终端近距离解决方案以其简单、无需更改移动终端等优势得到广泛的关注，在该方案中，射频SIM卡采用UHF（Ultra High Frequency，超高频）技术，由于UHF特别是采用2.4GHz ISM公共频段(即工业，科学和医用频段)的射频SIM卡，其工作频率很高，天线的尺寸很小，在SIM卡内放置小型的天线就能发射足够强度的信号，即使射频SIM卡嵌入在移动终端内部射频信号仍然可以从移动终端中透射出来，在读卡器中采用业界主流的RF(Radio Frequency,射频)收发芯片即可无需额外放大可靠接收到绝大多数移动终端的射频信号，从而实现不必对现有的移动终端进行任何结构改变就可使移动终端具备近距离通信功能。但是，不同移动终端由于内部结构不同造成射频信号透射效果存在很大的差异，透射强的移动终端其射频SIM卡射频通信距离可能达到几米远的距离，透射弱的移动终端其射频SIM卡通信距离只可以达到几厘米。射频SIM卡为了避免不同移动终端对RF信号衰减的巨大差异，必须对移动终端进行校准，也就是在使用前必须将移动终端的衰减参数记录到卡中。需要校准是射频SIM卡的主要问题。

另外一种移动支付的技术NFC基于ISO14443标准的非接触卡技术演化而来，两者根本点在于都采用13.56MHz的磁场传送信号和能量。NFC技术的主要问题有：

1.必须改造移动终端才能实现可靠的双向数据通讯，NFC的磁场线圈不能集成到SIM卡或SD卡(Secure Digital Memory Card,安全数字存储卡)/TF(TransFLash,闪存)卡等移动终端用的卡内。

在13．56MHz频点下，读卡器和卡之间采用电感线圈耦合的方式交互信号及传送能量，读卡器到卡的方向需要同时传递能量和13.56MHz调幅信号，对卡上接收线圈的尺寸面积均有较高要求；卡到读卡器的方向，卡依靠短路和开路卡上线圈的负载调制方式而不是依靠外部能量直接发送场强的方式向读卡器传递信息，由于负载调制信号要求卡线圈和读卡器线圈的耦合系数越高越利于读卡器解码卡传送的信息，这种方式进一步提高了对卡上天线尺寸和面积的要求。另外一方面，由于13.56MHz频点较低，耦合线圈的尺寸相对较大。综合上述因素，NFC要求移动终端内的天线线圈足够大，该尺寸大小完全不能放入SIM卡或SD/TF卡等移动终端用的卡内，不但如此，移动终端上的金属及其它导电物体会严重干扰天线的接收和负载调制效果，为了达到近场通讯良好的通讯效果，必须对手机进行定制化的改造，使天线的效果达到最佳。改造点例如，将卡的多匝天线放到移动终端的电池后盖上，或者通过柔性PCB从终端主板上将天线引到电池背面，天线的面积和普通电池尺寸相当，另外，手机的后盖不能为金属材质。

2.NFC所使用的13.56MHz频点需要校准才能用于距离控制。

即使有一种NFC的天线能够更换到任何移动终端中，由于其使用13.56MHz频点，该频点信号在遇到金属和其它导电物体会形成强烈的涡流效应，信号强度会随着移动终端结构而变化，从而在NFC卡接收天线上形成场强的巨大波动，无法进行无校准的距离控制。

图1为线圈接收电路放入各种移动终端内，在同一14443 POS机上保持13.56MHz载波恒定的情况下测试的电压-距离曲线,其中信号强度值是接收天线感应电压经过必要的放大后的值，放大倍数保持恒定，只需关注强度随距离的相对变化。可以看出，不同终端接收到的场强差异>30dB，同一终端从1cm到10cm的场强变化为25dB左右，手机差异造成的场强变化已经超过终端在1cm到10cm距离控制范围内的场强变化，因此无法采用同一门限对各终端进行距离控制，也就是无法实现无校准距离控制。

发明内容