一种用于识别护照、通行证和身份证的NFC四天线实现方法与流程

本发明涉及射频通信，具体为一种用于识别护照、通行证和身份证的nfc四天线实现方法。

背景技术：

1、目前的证件阅读器天线采用13.56mhz频率与护照、通行证、身份证等法定证件进行数据交互，市面上的13.56mhz天线都是采用比较常见的双天线方式，常见的双天线的工作原理是在芯片的两个发射端tx1、tx2各串联一个电感和各并联一个电容组成emc滤波器再连接到天线的匹配电路，进而分成两路发射信号，一路加一组电流放大电路对发射信号放大再接到匹配电路，匹配电路将阻抗调到50欧姆，信号经过匹配电路再从天线(双天线)上发送出去。

2、然而该技术存在的问题是对不同卡片尺寸的兼容性低，有挑卡的问题，不能同时对大天线证件和小天线证件都具有良好的识别率，且双天线的方式会出现磁场分布不均的现象，刷护照和身份证、通行证等时有些角度可能会读卡失败，读卡的成功率低的问题，为此本领域技术人员提出一种用于识别护照、通行证和身份证的nfc四天线实现方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于识别护照、通行证和身份证的nfc四天线实现方法，解决了现有技术中对不同卡片尺寸的兼容性低，有挑卡的问题，不能同时对大天线证件和小天线证件都具有良好的识别率的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于识别护照、通行证和身份证的nfc四天线实现方法，包括以下步骤：

3、s1、将信号从nfc芯片的两个射频端rf1、rf2出来，经过emc滤波器分为tx1、tx2、tx3、tx4四条信号线出来，一路为一组匹配，一组匹配一个天线，共有四组匹配，四个天线；

4、s2、将nfc芯片的两个射频端rf01、rf02出来经过由l3、l4、c32、c33组成的emc滤波器，其中emc滤波器提高电路的抗干扰能力，经过emc滤波器后分成四条发射信号线，四条接收信号线；

5、s3、对四个天线进行调阻抗匹；

6、s4、将d5、d6、d7、d8四个二极管分别串联连接在四条接收信号电路中，其中d5是第一组天线接收电路的二极管，d6是第二组天线的接收电路的二极管，然后d7是第三组天线接收电路的二极管，d8是第四组天线接收电路的二极管；

7、s5、由tx1、tx2两条信号线的天线组合起来读护照，由tx3、tx4两种信号的天线组合起来读身份证、通行证。

8、优选的，所述s2步骤中，一条发射信号线连一组匹配电路和一个天线，第一组匹配电路由c1、c2、c9、c5、c6、r1组成，天线一端从r1接出来，另一端接到gnd形成回路，第二组匹配电路则由c3、c4、c10、c7、c8、r2组成，天线一端从r2接出来，另一端接到gnd形成回路；第一组和第二组天线组合起来读护照。

9、优选的，所述s2步骤中，第三组匹配电路由c13、c14、c21、c17、c18、r7组成，天线一端从r7接出来，另一端接到gnd形成回路，第四组匹配由c15、c16、c22、c19、c20、r8组成，天线一端从r8接出来，另一端接gnd形成回路；第三组和第四组天线组合起来读身份证、通行证等。

10、优选的，所述s1步骤中四个天线分别为天线a1、天线a2、天线b1、天线b2中，四个天线的线宽均为22mi l，四个天线的线间距为15mi l，线宽和线间距可以根据天线面积大小和天线的电感量来定。

11、优选的，所述s1步骤中，天线a1和天线a2组合，这两个天线从匹配电路出来，然后反向绕线接到gnd，天线a1和天线a2的电流是反向流入到gnd的，使得磁场能量得到叠加，天线b1和天线b2组合，两个天线从匹配电路出来反向绕线接到gnd，电流反向流入到gnd，磁场能量等于两个天线的叠加，使得磁场能量更强，读卡距离就更远。

12、优选的，所述s3步骤中，阻抗调到25欧姆，驻波比为1.9：1，阻抗需根据读头芯片的特性作相应调整，且四个天线a1、天线a2、天线b1、天线b2，调阻抗匹配需分四次来调，分别是天线a1、天线a2、天线b1、天线b2，当调天线a1时，把天线a2、天线b1、天线b2断开，当调天线a2时，把天线a1、天线b1、天线b2断开，当调天线b1时，把天线a1、天线a2、天线b2断开；当调天线b2时，把天线a1、天线a2、天线b1断开，调完天线b2后再把天线a1、天线a2、天线b1接上，从而实现最佳的天线阻抗匹配调整。

13、优选的，所述s5步骤中tx1、tx2两条信号线的天线组合起来读护照，当信号从nfc芯片出来经过emc滤波器、天线匹配电路再到nfc天线之后，当护照靠近时，nfc天线检测到护照，然后以电子耦合的方式向护照发送读卡信号指令，护照芯片会在nfc天线产生的电磁场下获取到电压工作起来，当护照芯片接收到nfc天线发送过来的读卡信号指令时，通过护照天线给nfc天线返回护照信息的数据信号，nfc天线接收到护照返回的数据信号之后，再经过匹配电路由rx1、rx2两条接收信号线传送到nfc芯片。

14、优选的，所述s5步骤中tx3、tx4两种信号的天线组合起来读身份证、通行证等，其信号从nfc芯片出来经过emc滤波器、天线匹配电路到nfc天线，当身份证、通行证等靠近时，nfc天线检测到卡片，然后以电子耦合的方式向身份证、通行证等发送读卡信号指令，身份证、通行证等里面芯片会在nfc天线产生的电磁场下获取到电压工作起来，身份证、通行证等里面芯片接收到nfc天线发送过来的读卡信号指令时，通过证件里面的天线给nfc天线返回证件信息的数据信号，nfc天线接收到身份证、通行证等返回的数据信号之后，再经过匹配电路由rx3、rx4两条接收信号线传送到nfc芯片。

15、本发明提供了一种用于识别护照、通行证和身份证的nfc四天线实现方法。具备以下有益效果：

16、1、本发明通过路方案设计采用四天线的工作方式。在双天线基础上再加两个天线，在读护照的天线再加一个天线，和在读身份证、通行证等天线上再加一个天线，此时在加强天线的电感量之后，就不需要再加电流放大电路对其电流放大，本方案磁场分布均匀，极大的减少了出现读卡死区的现象，且功耗低、成本低，读卡距离远，成功率高。

17、2、本发明适用于有金属的安装环境里面，因为本方案磁场能量足够强，就算有金属也是可以满足正常使用，同时本方案适用于护照机、证件阅读器和各种nfc刷卡闸机，具有极佳的识别效果。

技术特征：

1.一种用于识别护照、通行证和身份证的nfc四天线实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于识别护照、通行证和身份证的nfc四天线实现方法，其特征在于，所述s2步骤中，一条发射信号线连一组匹配电路和一个天线，第一组匹配电路由c1、c2、c9、c5、c6、r1组成，天线一端从r1接出来，另一端接到gnd形成回路，第二组匹配电路则由c3、c4、c10、c7、c8、r2组成，天线一端从r2接出来，另一端接到gnd形成回路；第一组和第二组天线组合起来读护照。

3.根据权利要求1所述的一种用于识别护照、通行证和身份证的nfc四天线实现方法，其特征在于，所述s2步骤中，第三组匹配电路由c13、c14、c21、c17、c18、r7组成，天线一端从r7接出来，另一端接到gnd形成回路，第四组匹配由c15、c16、c22、c19、c20、r8组成，天线一端从r8接出来，另一端接gnd形成回路；第三组和第四组天线组合起来读身份证、通行证等。

4.根据权利要求1所述的一种用于识别护照、通行证和身份证的nfc四天线实现方法，其特征在于，所述s1步骤中四个天线分别为天线a1、天线a2、天线b1、天线b2中，四个天线的线宽均为22mil，四个天线的线间距为15mil，线宽和线间距可以根据天线面积大小和天线的电感量来定。

5.根据权利要求1所述的一种用于识别护照、通行证和身份证的nfc四天线实现方法，其特征在于，所述s1步骤中，天线a1和天线a2组合，这两个天线从匹配电路出来，然后反向绕线接到gnd，天线a1和天线a2的电流是反向流入到gnd的，使得磁场能量得到叠加，天线b1和天线b2组合，两个天线从匹配电路出来反向绕线接到gnd，电流反向流入到gnd，磁场能量等于两个天线的叠加，使得磁场能量更强，读卡距离就更远。

6.根据权利要求1所述的一种用于识别护照、通行证和身份证的nfc四天线实现方法，其特征在于，所述s3步骤中，阻抗调到25欧姆，驻波比为1.9：1，阻抗需根据读头芯片的特性作相应调整，且四个天线a1、天线a2、天线b1、天线b2，调阻抗匹配需分四次来调，分别是天线a1、天线a2、天线b1、天线b2，当调天线a1时，把天线a2、天线b1、天线b2断开，当调天线a2时，把天线a1、天线b1、天线b2断开，当调天线b1时，把天线a1、天线a2、天线b2断开；当调天线b2时，把天线a1、天线a2、天线b1断开，调完天线b2后再把天线a1、天线a2、天线b1接上，从而实现最佳的天线阻抗匹配调整。

7.根据权利要求1所述的一种用于识别护照、通行证和身份证的nfc四天线实现方法，其特征在于，所述s5步骤中tx1、tx2两条信号线的天线组合起来读护照，当信号从nfc芯片出来经过emc滤波器、天线匹配电路再到nfc天线之后，当护照靠近时，nfc天线检测到护照，然后以电子耦合的方式向护照发送读卡信号指令，护照芯片会在nfc天线产生的电磁场下获取到电压工作起来，当护照芯片接收到nfc天线发送过来的读卡信号指令时，通过护照天线给nfc天线返回护照信息的数据信号，nfc天线接收到护照返回的数据信号之后，再经过匹配电路由rx1、rx2两条接收信号线传送到nfc芯片。

8.根据权利要求1所述的一种用于识别护照、通行证和身份证的nfc四天线实现方法，其特征在于，所述s5步骤中tx3、tx4两种信号的天线组合起来读身份证、通行证等，其信号从nfc芯片出来经过emc滤波器、天线匹配电路到nfc天线，当身份证、通行证等靠近时，nfc天线检测到卡片，然后以电子耦合的方式向身份证、通行证等发送读卡信号指令，身份证、通行证等里面芯片会在nfc天线产生的电磁场下获取到电压工作起来，身份证、通行证等里面芯片接收到nfc天线发送过来的读卡信号指令时，通过证件里面的天线给nfc天线返回证件信息的数据信号，nfc天线接收到身份证、通行证等返回的数据信号之后，再经过匹配电路由rx3、rx4两条接收信号线传送到nfc芯片。

技术总结
本发明涉及射频通信技术领域，公开了一种用于识别护照、通行证和身份证的NFC四天线实现方法，包括以下步骤：S1、将信号从NFC芯片的两个射频端RF1、RF2出来，经过EMC滤波器分为TX1、TX2、TX3、TX4四条信号线出来，一路为一组匹配，一组匹配一个天线，共有四组匹配，四个天线；S2、将NFC芯片的两个射频端RF01、RF02出来经过由L3、L4、C32、C33组成的EMC滤波器。通过设计采用四天线的工作方式。在双天线基础上再加两个天线，在读护照的天线再加一个天线，和在读身份证、通行证等天线上再加一个天线，此时在加强天线的电感量之后，就不需要再加电流放大电路对其电流放大，本方案磁场分布均匀，极大的减少了出现读卡死区的现象。

技术研发人员：韦挺,黄新吉,陈伟健
受保护的技术使用者：深圳市德科物联技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8