[实用新型]一种基于高频射频识别中的多天线自动匹配系统

说明书

本实用新型公开了一种基于高频射频识别中的多天线自动匹配系统，包括射频芯片、程控阻抗匹配切换模块、继电器多天线切换模块、MCU模块和多个射频天线，射频天线为带常规阻抗匹配谐振电路的射频天线；射频芯片连接程控阻抗匹配切换模块，继电器多天线切换模块连接程控阻抗匹配切换模块和多个射频天线连接，MCU模块连接程控阻抗匹配切换模块和继电器多天线切换模块。本实用新型使用一个多天线自动匹配系统，实现了对不同厂家不同证卡种类有效识别，增加了读卡设备的兼容性，也节约了设备成本和设备安装空间，避免资源的不必要浪费。

技术领域

本实用新型属于射频识别领域，具体涉及一种基于高频射频识别中的多天线自动匹配系统。

背景技术

目前基于高频(HF)的射频识别(RFID)技术在各行各业得到了广泛应用，大到第二代居民身份证、银行卡、社保卡和公交卡，小到门禁卡、考勤卡等。因此相应的证卡生产厂家也有几十家之多，不同厂家的证卡虽然都满足国际标准ISO14443等协议，但由于技术实力、工艺差异等原因，因此存在较大的性能差异。在实际应用中存在通用读卡器设备因天线与证卡之间谐振频率、阻抗匹配不当而识读困难的情况，特别是需要识读多种跨行业、跨协议的证卡的多功能读卡器，这种现象更为明显，往往对证卡设备的大规模应用造成了很大的阻碍和干扰。

目前的大多数基于HF和RFID技术的读卡设备(主要工作频率是13.56Mhz)，其天线谐振电路都是固定谐振频率和阻抗的电路，因此存在兼容性差的问题，总是有对个别卡存在读卡盲区，甚至读不到卡的现象。而这些卡在其他家设备又能正常读写，造成客户对设备质量提出质疑、降低效率、投诉增加的情况。实际原因是因为不同卡片，因为制造商或生产批次的不同，其谐振频率和阻抗都会略有不同，而读卡器的天线感应线圈与其互感通信时，谐振频率和阻抗因此也会有所差异，如果这些差异超出了读卡器硬件和软件的接受范围，就不再能可靠的通信了。

另外，读卡设备的核心器件——射频芯片厂家提供的参考设计往往是双端差分输出的标准电路，而这种电路只适合天线连接线较短(通常小于10cm)的应用情况,而实际使用现场往往需要较长的天线连接线(如大于30cm),这种情况往往就需要使用单端输出的，带屏蔽的射频连接线了。

最后，随着不同证卡类型的增多，实际应用场合往往需要多个天线进行区分，便于使用者操作，因此需要多个不同的天线识别区域。传统解决方案就是集成增加不同的读卡设备，这与集成设备对成本和空间要求较为苛刻的现实相矛盾。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：由于读卡设备的天线谐振电路都是固定谐振频率和阻抗的电路，而不同厂家不同批次的证卡其谐振频率和阻抗会略有不同，因此存在兼容性差的问题，总是有对个别卡存在读卡盲区，甚至读不到卡的现象。目的在于提供一种基于高频射频识别中的多天线自动匹配系统，来解决读卡设备与更多种类证卡的兼容性问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种基于高频射频识别中的多天线自动匹配系统，包括射频芯片、程控阻抗匹配切换模块、继电器多天线切换模块、MCU模块和多个射频天线，所述射频天线为带常规阻抗匹配谐振电路的射频天线；所述射频芯片连接所述程控阻抗匹配切换模块，所述继电器多天线切换模块连接所述程控阻抗匹配切换模块和所述多个射频天线连接，所述MCU模块连接所述程控阻抗匹配切换模块和所述继电器多天线切换模块。

本实用新型是在读卡设备的射频天线和射频芯片之间，加入一个由单片机(MCU模块)程序控制的程控阻抗匹配切换模块，用于多路切换开关，通过选择切换不同的开关，改变连接外面的电路，因此实现阻抗匹配和谐振电路性能的可程控的微调，配合读卡设备的固件程序，在读卡过程中根据寻卡过程的响应不同，而实现实时切换，因此能够极大的增加读卡设备的天线匹配范围，兼容更多厂家的不同证卡。在程控阻抗匹配切换模块之后加入一个继电器多天线切换模块，对有多天线识别区域的应用场合，可通过该继电器多天线切换模块切换选择不同的天线感应区，实现分时操作。