一种非接触式天线、天线组和智能卡制造技术

本实用新型专利技术公开了一种非接触式天线、天线组和智能卡，涉及通信技术领域，为增大通信距离、减小天线尺寸而设计。本实用新型专利技术公开的非接触式天线包括电感线圈，所述电感线圈为至少两层叠加的线圈，每相邻层的所述线圈之间设有绝缘介质层，每相邻层的所述线圈穿过绝缘介质层馈电连接。本实用新型专利技术还公开了一种非接触式天线组和智能卡。本实用新型专利技术可用于射频识别系统中。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及通信
，尤其涉及一种非接触式天线、天线组和智能卡。
技术介绍
智能卡又称IC卡，一般有两种接触式IC卡和非接触式IC卡。其中，接触式IC 卡是通过机械触点获取能量和进行数据交换的，而非接触式IC卡又称为射频卡，是通过天 线线圈感应获取能量和进行数据交换的。而目前随着智能IC卡应用的不断深入，双界面智 能卡受到了广泛的关注。双界面智能卡不仅具有传统的接触界面，还可以如同其他非接触 式IC卡一样通过天线进行无线射频通信。双界面智能卡由于具有两个工作界面，特别是其 非接触应用方式，使用方便、快捷，所以应用更加广泛，特别是将其应用于手机等嵌入式设 备实现移动支付、身份认证等，这些应用将给人们的生活带来便利。无论在非接触式IC卡还是双界面智能卡中，在非接触式工作界面上，天线作为射 频前端，起着获取能量和进行数据交换的重要作用，是进行信息通信的不可或缺的核心纽带O目前，非接触式及双界面智能卡一般采用单面FPC(柔性电路板)线圈天线，例如 应用于手机的插入式双界面智能卡。但单面FPC线圈天线的天线尺寸较大，通信距离较近。 而随着非接触式及双界面智能卡的应用领域的不断扩展，天线的小型化要求越来越强烈， 目前的单面FPC线圈天线已经不能满足要求。一般来讲，减小了天线的尺寸，通信距离也会 减小。因此，在保证通信距离的前提下，减小天线尺寸是一个需要解决的问题。
技术实现思路
本技术的主要目的在于，提供一种非接触式天线，增大了通信距离，减小了天 线的尺寸。为实现上述目的，本技术采用的技术方案为一种非接触式天线，包括电感线圈，所述电感线圈为至少两层叠加的线圈，每相邻 层的所述线圈之间设有绝缘介质层，每相邻层的所述线圈穿过绝缘介质层馈电连接。采用上述技术方案后，本技术非接触式天线由于采用了多层线圈叠加的方式 增大了线圈包围磁场的有效面积，进而得到较大的感应电动势，从而达到了增大通信距离、 减小天线尺寸的目的。本技术的另一主要目的在于，提供一种非接触式天线组，增大了通信距离、减 小了天线的尺寸。为实现上述目的，本技术采用的技术方案为 一种非接触式天线组，包括至少两个天线，所述天线包括电感线圈，所述至少两个 天线中的至少一个天线的所述电感线圈为为至少两层叠加的线圈，每相邻层的所述线圈之 间设有绝缘介质层，每相邻层的所述线圈穿过绝缘介质层馈电连接。 采用上述技术方案后，本技术非接触式天线组由于包括多层叠加的线圈，增大了线圈包围磁场的有效面积，进而得到较大的感应电动势，从而达到增大通信距离、减小 天线尺寸的目的。本技术的又一主要目的在于，提供一种非接触式智能卡，增大了通信距离、减 小了天线的尺寸。为实现上述目的，本技术采用的技术方案为一种非接触式智能卡，包括智能卡本体，所述智能卡本体连接有天线装置，所述天 线装置包括电感线圈，所述天线装置中的至少一个所述电感线圈为至少两层叠加的线圈， 每相邻层的所述线圈之间设有绝缘介质层，每相邻层的所述线圈穿过绝缘介质层馈电连接。采用上述技术方案后，本技术智能卡的天线由于包括多层叠加的线圈，增大 了线圈包围磁场的有效面积，进而得到较大的感应电动势，从而达到提高通信距离、减小天 线尺寸的目的。附图说明图1为本技术非接触式天线实施例剖视示意图；图2为本技术实施例一的剖视示意图；图3为本技术实施例一的又一示意图；图4为本技术实施例二的终端接收天线的剖视示意图；图5为图4所示的终端接受天线的又一示意图；图6为本技术实施例二的外部接收天线示意图；图7为本技术实施例二的应用示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施方式做进一步详细说明。为了增大通信距离、减小天线尺寸，本技术实施例提供了一种非接触式天线、 天线组和智能卡。基于电感耦合的射频识别系统通信和能量传输的耦合中介是空间磁场，耦合磁场 在天线线圈之间构成闭合回路，线圈对总磁通量贡献如下式 式中，B为磁通量密度，A为线圈所包围的面积，N为线圈匝数。由感应定律的一般形式 式中，U为感应电动势，t为时间。由上两式可以看出，在磁通量密度B不变以及不增大天线匝数N的情况下，为了得 到高的感应电动势，可以增大线圈所包围的有效面积A。基于此，本技术提供的一种非 接触式天线、天线组和智能卡的技术方案的基本思想在于，通过增大天线线圈的有效面积 A，使得感应磁通量Ψ增大，得到较大的感应电动势u，从而达到减小天线尺寸、增大通信距 离的目的。本技术实施例提供的一种非接触式天线，包括电感线圈1，如图1所示，所述电感线圈1为至少两层叠加的线圈，每相邻层的线圈1之间设有绝缘介质层3，每相邻层的 线圈1穿过绝缘介质层馈电连接。应用时，电感线圈1置于磁场中，在磁通密度B相等的情况下，由于电感线圈1为 多层叠加的方式，增大了线圈包围磁场的有效面积A，使得感应磁通量Ψ增大，从而得到较 大的感应电动势u，为终端设备提供电源以及信息交互，使得天线的读写距离(即通信距 离)增大、相应的天线尺寸减小。其中，每相邻层的线圈1穿过绝缘介质层馈电连接具体的实现方式可为位于上 层的线圈1的一个抽头穿过绝缘介质层3绕制或蚀刻等方式形成下层的线圈1，实现馈电连 接；也可以通过过孔将分别绕制或蚀刻形成的上下层的线圈1的两个抽头连接起来实现馈 电连接。最上层的线圈1剩余的一个抽头和最下层的线圈1剩余的一个抽头作为电感线圈 1的引脚，引出触点同使用终端相连。这两个抽头可以位于天线的最上层和最下层，但可根 据使用需要，通过过孔连接，使两个抽头位于天线的同一层。其中，每层的线圈1绕制方式为连续绕制，电流走向为一致，即每层线圈1的电流 流向均为顺时针或者均为逆时针；相邻层的线圈1相对布线位置可以为上下垂直对应一致 布线，也可以为上下错开布线；各层的线圈1的绕制匝数可以为相同，也可以为不同，视具 体使用情况而定；每层线圈1的形状可以为矩形、圆形或者其他形状，每层线圈的形状可以 一致，也可以不一致，视具体使用情况而定。其中，本技术实施例提供的非接触式天线可以为PCB(印刷电路板)线圈天 线，也可以为FCP线圈天线；本技术实施例提供的非接触式天线可以与使用终端直接 相连，也可以通过二级或者多级耦合后再与使用终端相连。其中，绝缘介质层3可由不同的制作工艺及材料制成。进一步地，本技术实施例提供的非接触式天线，还包括电容2，电容2与电感 线圈并联。通过电容2的调谐，可使本技术非接触式天线达到最佳的谐振频率，得到最 佳的品质因数，使耦合效率达到最大。优选地，电容2为印制平行板电容，印制平行板电容不会增大天线的尺寸。进一步地，本技术实施例提供的非接触式天线通常具有贴敷面，在应用过程 中，根据实际情况及连接要求，通过贴敷面贴附在其他设备上，所述贴敷面上设有吸波材料 层。当本技术非接触式天线贴敷在对电磁有干扰的物体上时，吸波材料层减小了外界 对天线的电磁干扰，提高了天线的通信距离和通信质量。需要指出的是，线圈1的线宽、线距、线厚以及上下层电感线圈相距的距离等参数 可以根据实际使用情况调节，以满足使用要求。可以通过修改本技术天线的几何参数 以及电容值等方式，调节天线线圈的电感值和电容值以得到需要的最佳的匹配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式天线，包括电感线圈，其特征在于：所述电感线圈为至少两层叠加的线圈，每相邻层的所述线圈之间设有绝缘介质层，每相邻层的所述线圈穿过绝缘介质层馈电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王喆，严光文，王晓虎，
申请(专利权)人：北京握奇数据系统有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]