本发明涉及近距离无线通讯领域， 尤其是一种近距离通讯多频段天线装 置及其应用系统。 背景技术

现有移动支付技术中， 为了实现近距离安全支付交易， 主要方案有： 基 于 1 3. 56MHz的非接触技术、 基于 NFC(Near Field Communication,近距离无线 通讯技术)技术方案和基于 2. 4GHz的 RFID-S IM方案。 NFC技术方案为工作频 段为 1 3. 56MHz , 其读卡器装置通过 1 3. 56MHz天线发射、 接收数据实现读卡 器与移动终端间的交易。基于 2. 4GHz的 RFI D-S IM方案利用低频磁耦合线圈 和 2. 4G射频天线实现近距离无线接收及发送数据实� ��刷卡交易， 低频磁耦 合线圈用于距离控制， 2. 4G射频天线实现读卡器与卡间无线数据交互。 中国 专利申请 200810217967. X公开了该相关技术方法。 在多方案共存的市场状 态下， 现阶段有 P0S机厂商通过接入该两种不同方案的读卡器模 块， 设置不 同的刷卡交易位置及提醒标识来实现不同用户 的刷卡需求， 这必然导致用户 刷卡前必须判断所持卡片所采用的技术方案和 对应的刷卡区域的不便， 同时 将导致 P0S机由于设置多个刷卡区域所导致的面积体积 增大。 发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种近距萬通讯 多频段天线装置及其应用 系统， 从而实现同一区域内多频段天线的兼容， 能够为用户提供统一刷卡标 识区域且能支持多种移动通讯终端。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下： 一种近距离通讯多频段天线 装置， 包括接口模块， 以及与接口模块连接的低频磁耦合线圈、 13.56MHz 天线模块和 2.4GHz射频天线模块， 所述低频磁耦合线圈和 13.56MHz天线模 块间隔设置，

所述低频磁耦合线圈， 通过接口模块与主控装置进行连接， 发送低频交 变磁场将数据传输至移动通讯终端；

所述 13.56MHz天线模块发射射频信号， 通过接口模块与主控装置进行 连接， 并与移动通讯终端进行数据交互；

所述 2.4GHz射频天线模块，通过接口模块与主控装置 进行连接， 并与移 动通讯终端进行数据交互。

本发明的有益效果是： 本发明将多个频段天线模块集成在一起， 使得客 户在刷卡时， 不用判断所持卡片所采用的技术方案， 即卡片收发数据采用的 频段， 也不用判断哪个刷卡区域适应的刷卡方案， 就可以进行刷卡操作， 使 得用户操作便捷方便， 更易推广。

本发明将多个频段天线模块集成在一起， 该天线装置所占用的体积和面 积减小， 并且可以根据安装环境设计不同结构的天线， 使得其具有易安装、 结构适应性强等有点。

根据各个频段的不同特性， 利用低频磁耦合线圈和 13.56MHz天线模块 之间的间距， 由于间距的存在使得低频磁耦合线圈和 13.56MHz天线模块之 间减小干扰， 以及解决 13.56M卡片的刷卡的盲区问题， 并且保持 13.56M卡 片的刷卡效果。

进一步的， 所述 13.56MHz天线模块位于所述低频磁耦合线圈的上� ��， 13.56MHz天线模块和所述低频磁耦合线圈之间的� ��距为 lmm~ 10mm。

进一步的， 所述 13.56MHz 天线模块位于低频磁耦合线圈的下方或 13.56MHz天线模块与低频磁耦合线圈位于同一平� ��， 13.56MHz天线模块和 所述低频磁耦合线圈之间的水平方向的间距大 于 5mm。 进一步的， 所述 13.56MHz天线模块和所述低频磁耦合线圈之间设� ��抗 干扰装置。

进一步的， 所述抗干扰装置采用 13.56MHz 频段的吸波材料或对 13.56MHz磁场起导磁作用的铁氧体制成。

采用上述方案的有益效果是： 减小干扰， 以及解决 13.56M卡片的刷卡 的盲区问题。

进一步的， 所述低频磁耦合线圈和 13.56MHz天线模块之间的间距大于

5mm。

进一步的， 所述低频磁耦合线圈工作频率为 100Hz以上， 最高工作频率 为 2MHz, 低频磁耦合线圈为为两端开口， 中间连续的连接线绕成的线圈。

进一步的， 所述低频磁耦合线圈为绕线线圈或 PCB线圈， 低频磁耦合线 圈为方形、 圆形或不规则图形。

进一步的，所述 13.56MHz天线模块为 PCB线圈、 FPC线圈或漆包线线圈， 13.56MHz 天线模块为方形、 圆形、 弧形、 梯形或不顾则图形； 或者， 所述 13.56MHz天线模块为差分天线或单端天线。

进一步的， 所述 13.56MHz天线模块包括依次相连的滤波电路、 放大电 路、 匹配调整电路、 调 Q电路和天线，

所述匹配调整电路用于 13.56MHz天线模块的调谐， 为一个电容或多个 电容串联或并联而成；

所述调 Q电路用于 13.56MHz天线模块 Q值的调节， 为一个电阻或多个 电阻并联或串联而成；

进一步的， 所述 2.4GHz射频天线模块包括连接在一起的放大电路 和天

进一步的， 所述 2.4GHz射频天线模块的天线接口为 SMA或 SMB同轴电 缆线连接接口。

一种近距离通讯多频段天线装置的应用系统， 所述的近距离通讯多频段 天线装置、 主控装置和移动通讯终端， 所述近距离通讯多频段天线装置与主 控装置和移动通讯终端连接， 近距离通讯多频段天线装置与移动通讯终端进 行无线数据通讯， 所述主控装置用于处理近距离通讯多频段天线 装置接收的 信号， 并通过近距离通讯多频段天线装置将处理后的 信号发出。

采用上述方案的有益效果是： 天线装置和主控装置分离设计， 可以使得 用户开发更加自主灵活。

进一步的， 所述近距离通讯多频段天线装置和主控装置为 一体结构。 采用上述方案的有益效果是： 使得开发成本降低。 附图说明

图 1为本发明结构示意图；

图 2为本发明低频磁耦合线圈、 1 3. 56MHz天线模块和 2. 4GHz射频天线 模块实施例 1结构示意图；

图 3为本发明低频磁耦合线圈、 1 3. 56MHz天线模块和 2. 4GHz射频天线 模块实施例 2结构示意图；

图 4为本发明低频磁耦合线圈、 1 3. 56MHz天线模块和 2. 4GHz射频天线 模块实施例 3结构示意图；

图 5为本发明^巨离通讯多频段天线装置应用系统� ��意图。 具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述 ， 所举实例只用于解释本 发明， 并非用于限定本发明的范围。

本发明一种近距离通讯多频段天线装置的总结 构示意图如图 1所示，一 种近距离通讯多频段天线装置， 包括接口模块 1150, 以及与接口模块 1150 连接的低频磁耦合线圈 1110、 13.56MHz天线模块 1130和 1.4GHz射频天线 模块 1120,所述低频磁耦合线圈 1110和 13.56MHz天线模块 1130间隔设置， 即低频磁耦合线圈 1110和 13.56MHz天线模块 1130之间有间距。

所述低频磁耦合线圈 1110,通过接口 1和接口 1与接口模块 1150连接， 并通过接口模块 1150与主控装置进行连接， 采用电磁耦合原理发送低频交 变磁场将相关数据传输至移动通讯终端；

所述 13.56MHz天线模块 1130发射射频信号，通过接口 3和接口 4与接 口模块 1150连接， 并通过接口模块 1150与主控装置进行连接， 采用电磁耦 合原理将能量和数据传输至移动通讯终端， 进而完成数据的交互；

所述 2.4GHz射频天线模块 1120， 通过接口 5与接口模块 1150连接， 并 通过接口模块 1150与主控装置和移动通讯终端进行连接。

所述低频磁耦合线圈 1110 工作频率为 100Hz 以上， 最高工作频率为 2MHz;

所述低频磁耦合线圈 1110为两端开口， 中间不间断的连接线绕成的线 圈， 可以为绕线线圈、 PCB线圈；

所述低频磁感应线圈的匝数可以为 10至 500匝；

所述低频磁耦合线圈 1110可以为方形、 圆形、 梯形等规则图形或不规 则图形；

所述 2.4GHz射频天线模块 1120工作频段为 1.4GHz,其接口可以为 SMA

(Sub- Miniature- A的筒称）、 SMB (Server Message Block)等同轴电缆线连 接接口， 并与移动通讯终端进行数据传输；

所述 2.4GHz射频天线模块 1120包括连接在一起的放大电路和天线； 所述 2.4GHz射频天线模块 1120可以为陶瓷天线、 PCB板天线等各形态 的天线； 低频磁耦合线圈 1110发送低频交变磁场将相关数据传输至移动� �讯终 端， 移动通讯终端将磁场信号转换为电信号传输给 2.4GHz 射频天线模块 1120将 1.4GHz射频天线模块 1120激活， 进而 1.4GHz射频天线模块 1120 与移动通讯终端之间进行数据交互。

所述 13.56MHz天线模块 1130工作频率为 13.56MHz, 所述 13.56MHz天 线模块发射射频信号， 利用电磁耦合原理将能量和数据传输至支持 NFC功能 的移动通讯终端或 13.56MHz卡片， 进而完成数据的传输；

所述 13.56MHz天线模块 1130可以为 1匝到 12匝的线圈，所述 13.56MHz 天线模块 1130可以为基于 PCB材料的线圈， 或基于 FPC材料的线圈， 或漆 包线绕制的线圈等多种形态线圈；所述 13.56MHz天线模块 1130可以为方形、 圆形、 弧形、 梯形或不规则图形；

所述 13.56MHz天线模块 1130可以为差分天线， 也可以为单端天线； 所述 13.56MHz天线模块 1130可以为包括依次相连的滤波电路、放大电 路、 匹配调整电路、 调 Q电路和天线； 所述匹配调整电路用于 13.56MHz天 线的调谐， 可以为一个电容或多个电容串联或并联而成； 所述调 Q电路用于

13.56MHz天线 Q值的调节， 可以为一个电阻或多个电阻并联或串联而成； 本发明近距离通讯多频段天线装置应用时， 近距离通讯多频段天线装置 1100与主控装置 1200连接和移动通讯终端 2000连接，近距离通讯多频段天 线装置 11QQ与移动通讯终端 2QQQ进行无线数据通讯， 主控装置 12QQ处理 发送和接受信号。

如图 5所示， 本发明近距离通讯多频段天线装置应用时， 所述近距离通 讯多频段天线装置 1100和主控装置 1200可以集成为一体， 如： 组成读卡器 1000, 主控装置 1200与多频段天线装置 1100连接， 近距离通讯多频段天线 装置 11QQ与移动通讯终端 2QQQ进行无线数据传输； 主控装置 12QQ处理近 距离通讯多频段天线装置 1100接收的信号， 并通过近距离通讯多频段天线 装置 1100将处理后的信号发出。

所述低频磁耦合线圈 1110和所述 13.56MHz天线模块 1130均利用电磁 耦合的原理来传输能量， 处在同一空间中， 必将互相产生影响。 所述低频磁 耦合线圈 1110和所述 13.56MHz天线模块 1130对对方的影响， 可以看作金 属材料对对方的影响， 而金属材料对电磁耦合的隔离和衰减作用是随 信号频 率的变化而改变的。 其中的关键指标即电磁信号的 "趋肤深度"。 低频磁场 其趋肤深度大，透射能力强，金属对其的屏蔽 作用减弱， 同时其工作波长长， 绕射能力强，因此所述 13.56MHz天线模块 1130对所述低频磁耦合线圈 1110 的干扰 4艮小，不影响其工作。 13.56MHz其趋肤深度小，并且其波长对比 100Hz 到 2MHz的波长更长， 其透射和绕射能力均相对较弱， 易被所述低频磁耦合 线圈 1110干扰。

所述 1.4GHz射频天线模块 1120与 13.56MHz天线模块 1130和低频磁耦 合线圈 1110的频段相差较大， 2.4GHz射频天线模块与 13.56MHz天线模块 1130和低频磁耦合线圈 1110的频段之间的干扰可以忽略不计， 所以 1.4GHz 射频天线模块 1120的位置可以在本发明近距离通讯多频段天� �装置内随意 放置。

为减小 13.56MHz天线模块 1130和低频磁耦合线圈 1110之间的互相干 扰， 13.56MHz天线模块 1130位于低频磁耦合线圈 1110的上方，或 13.56MHz 天线模块 1130 位于不被低频磁耦合线圈 1110 遮挡的位置等结构， 或在 13.56MHz天线模块 1130和低频磁耦合线圈 1110之间设置抗干扰装置。

实施例 1: 如图 2所示， 采用层叠式结构， 13.56MHz天线模块 1130在 最顶层，低频磁耦合线圈 1110在其正下方， 2.4GHz射频天线模块 1120位于 低频磁耦合线圈 1110所围形状的中间， 为了屏蔽低频磁感应线圈 1110对 13.56MHz天线模块 1130的干扰， 在 13.56M天线模块 1130和低频磁感应线 圈 1110间留出一定的间距， 1匪到 10匪均可行，从而实现 13.56MHz磁力线 的闭环和能量的向外辐射。

实施例 2:如图 3所示，本实施例与实施例 1的区别在于：所述 13.56MHz 天线模块 1130和所述低频磁耦合线圈 1110之间设有抗干扰装置 1140,抗干 扰装置 1140采用 13.56MHz频段的吸波材料或对 13.56MHz磁场起导磁作用 的导磁材料制成， 如： 铁氧体， 从而实现 13.56MHz磁力线的闭环和能量的 向外辐射。

实施例 3: 如图 4所示， 本实施例与实施例 1和实施例 1的区别在于： 采用平铺结构， 13.56MHz 天线模块 1130在最外层， 低频磁耦合线圈 1110 与 13.56M天线模块 1130以及 2.4GHz射频天线模块 1120在同一平面，且低 频磁耦合线圈 1110与 13.56MHz天线模块 1130间隔一定距离， 低频磁耦合 线圈 1110与 13.56MHz天线模块 1130水平方向的间距为 5mm以上均可行， 利用该间距， 13.56MHz天线模块 1130所辐射出来的磁场大部分通过该空隙， 低频磁耦合线圈 1110对其阻挡的辐射能量相当小从而使得 13.56MHz天线模 块 1130能量能辐射出去并不存在盲区。

13.56MHz天线模块 1130与低频磁耦合线圈 1110还可以不在一个平面 上， 但是 13.56MHz天线模块 1130位于不被低频磁耦合线圈 1110遮挡的位 置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 凡在本发明 的精神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发 明的保护范围之内。