[发明专利]一种用于LCD液晶屏的RFID读写天线设计方法

说明书

本发明提供了一种用于LCD液晶屏的RFID读写天线设计方法,根据液晶屏尺寸，使用电磁仿真软件Ansoft HFSS仿真确定天线尺寸；进行PCB打板，然后使用矢量网络分析仪直接测量出PCB天线线圈的等效电感L、等效电阻R及等效电容C；并带入到天线匹配计算公式excel表格中，得到天线匹配电路的电容C₁、电容C₂及电阻R_Q；本发明所述的一种用于LCD液晶屏的RFID读写天线设计方法，实现了RFID射频区与LCD液晶屏显示区的重合，突破了传统刷卡区和显示区不能同一个区域的限制，实现显示区就是刷卡区，扩展了车载消费终端的使用面积，大大节省了车载设备的体积。

技术领域

本发明属于城市公共交通非接触支付领域，尤其是涉及一种用于LCD液晶屏的RFID读写天线设计方法。

背景技术

完整的RFID系统一般包括读写器和电子标签。两者之间射频信号的耦合有两种方式。电磁反向散射耦合(Electromagnetism Opposite Direction Dispersion coupling)和电感耦合(Inductance coupling),电磁反向散射耦合方式一般适用于433MHz,841MHz,915MHz,2.45GHz,5.8GHz等高频、超高频和微波频段工作的较远距离的RFID系统中,其识别作用距离通常大于1m，典型作用距离为3m到10m。电感耦合是线圈间通过高频交变磁场完成能量和信号的传递，其一般工作于125kHz和13.56MHz，典型作用距离不大于10cm，电感耦合的13.56MHz的RFID系统，其中标签为无源标签。读写器线圈产生垂直于线圈平面的高频交变磁场，进入这个交变磁场的标签将与读写器线圈产生互感，从而获得能量并完成信号的传输。城市公共交通中大量使用的车载消费终端，使用电感耦合的13.56MHz的RFID技术。目前这些车载消费终端全部都是RFID射频区和显示区不重叠，限制了车载消费终端使用液晶屏的尺寸，使终端设备具有较大的体积。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于LCD液晶屏的RFID读写天线设计方法，实现了RFID射频区与LCD液晶屏显示区的重合，突破了传统刷卡区和显示区不能同一个区域的限制，实现显示区就是刷卡区，扩展了车载消费终端的使用面积，大大节省了车载设备的体积。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于LCD液晶屏的RFID读写天线设计方法，包括：

步骤1：根据液晶屏尺寸，使用电磁仿真软件Ansoft HFSS仿真确定天线尺寸，包括天线线圈的线宽、线间距、厚度及匝数，仿真计算天线线圈的电感值L及电阻值R，使电感值L在0.3Uh到3Uh之间，电阻值R在0.2ohm到2ohm之间；

步骤2：根据步骤1中所设计的天线规格，进行PCB打板，然后使用矢量网络分析仪直接测量出PCB天线线圈的等效电感L、等效电阻R及等效电容C；

步骤3：把步骤2测量得到的等效电感L、等效电阻R及等效电容C带入到天线匹配计算公式excel表格中，得到天线匹配电路的电容C₁、电容C₂及电阻R_Q；

步骤4：把步骤3中得到的电容C₁、电容C₂及电阻R_Q加到实际的匹配电路中，并连接天线，测试读卡效果；使用矢量网络分析仪，利用Smith圆图调谐天线系统阻抗匹配，完成整体天线阻抗匹配，得到最大能量输出；

步骤5：把步骤4中设计好的天线放到液晶屏的上方，然后把液晶屏和天线紧贴固定，使液晶屏与天线位置重合。

进一步的，在步骤1中：

电感值L：