[实用新型]一种有源标签直接发送副载波的调制装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及移动支付技术领域，特别是应用于移动支付领域的有源标签直接发送副载波的调制装置。

背景技术

近年来，移动支付产业不断发展并真正走进人们的生活。所谓移动支付指的是用户通过个人移动终端（通常是手机）来对消费的商品或者服务进行账务支付的一种方式。在国内，移动支付规定使用频段为13.56MHz，基于这一频段，现有的移动支付方案主要有三种，一种是NFC（near field communication）技术，该方案需要手机内置有专用的NFC芯片，所以该方案的推广较为缓慢。第二种方案是SIM Pass技术，该方案不需要对现有手机进行改动，而是将射频通信所需要的芯片封装在手机SIM卡或者SD卡中，从而提高了方案的易用性和推广型。但是该方案仍然需要一个在SIM卡或者SD卡外置的较大的天线，并且天线受手机的特定配件如电池，金属外壳等的影响较大，所以导致该方案的手机兼容性较差。第三种方案是全卡技术，该方案沿用了SIM Pass技术的思想，并进行了改进，将射频通信芯片和天线完全集成到SIM卡或者SD卡上，不再添加外置天线，整个SIM卡或者SD卡相当于一个有源标签。全卡方案的高集成度对芯片设计、封装等环节都提出了更高的技术要求。整个方案在易用性，推广性以及手机兼容性等方面表现出的综合优势，因此也成为最被关注和看好的一种方案。

   全卡方案中最核心的技术难点就是将天线小型化，以便可以封到SIM卡或者SD卡中。小型化天线最直接影响的就是通信能力（通信距离）。具体而言，在接收信号时，小型天线会造成接收到的外部信号变弱，这可以通过提高接收机的灵敏度来解决。但是在发射信号时，传统的无源标签所采用的负载调制方式存在先天的输出能力限制。

现有技术中，负载调制电路如图1所示，天线ANT和负载电容CL构成谐振环路，RL为等效负载阻抗。调制副载波通过控制开关的通断，可以改变负载阻抗的大小，从而实现对天线两端感应到的外部载波的幅度调制。该调幅波反射回发送端，进行包络解调后即可得到发送信号。参看图2，为负载调制方式各个阶段的波形示意图。S1为数字基带信号，S2为副载波信号，用副载波S2对基带信号S1进行幅度调制，得到调制信号S3。该信号控制开环的通断来改变负载电阻，从而得到调幅波S4。在读卡器的天线端，对收到的调幅波S4进行包络解调，最终可以恢复出原始基带信号S5。负载调制可以看作利用的是互感原理，当天线较小，环境较差时，互感效应会大大衰减，所以不能用在全卡方案中。为了解决发射能力不足的问题，现有的全卡方案采用一种主动载波调制方式。区别于无源标签的负载调制方式，全卡方案中采用有源标签技术，标签内部会产生本地13.56MHz载波，发射信号对本地载波进行调制后，经过驱动级输出到天线两端发射出去。这种主动载波调制方式通过提高输出功率来增强了发射能力，但是该方案仍然存在两方面的问题：一个是需要对本地13.56MHz载波与外界13.56MHz载波进行同步处理，否则发射的调制信号在读卡器天线接收后可能无法正确解调。另一个是发送的调制波形中含有13.56MHz高频载波分量，高频分量对金属的穿透性较差。趋肤效应公式                                               ，其中d为穿透深度，f为电磁波频率，为磁导率，为电导率。由公式可以看出，频率越高，穿透深度越小，也即穿透能力越差。因此对于含有金属外壳的手机，该方案仍有可能因为信号穿透能力弱而无法适用。

发明内容

为了克服上述全卡技术方案中存在的不足，本实用新型的目的提供了一种有源标签直接发送副载波的调制装置。它直接发送848KHz的调制副载波，避免了本地载波和外界载波的同步问题，同时增强了信号的穿透能力，适应性更好。

为了达到上述发明目的，本实用新型的技术方案以如下方式实现：

一种有源标签直接发送副载波的调制装置，其结构特点是，它包括依次连接的副载波产生模块、信号调制模块、驱动模块和匹配网络，匹配网络的输出连接天线，基带信号输入到信号调制模块。副载波产生模块产生848KHz副载波信号，信号调制模块将副载波和数字基带信号进行幅度调制得到调幅波，驱动模块对调幅波的输出功率进行调整。匹配网络同时对天线的阻抗以及驱动模块的输出阻抗进行匹配，使输出功率最大效率的传到天线两端。

在上述调制装置中，所述副载波产生模块通过锁相环PLL电路和分频器来得到需要的848KHz副载波信号。