專利名稱：一種移動(dòng)通信終端的支付天線匹配電路及移動(dòng)通信終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于移動(dòng)通信終端技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及一種支付天線的匹配電路以及采用所述支付天線匹配電路設(shè)計(jì)的移動(dòng)通信終端。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和普及，手機(jī)支付逐漸成為新興的電子支付服務(wù)形式。相對(duì)于以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)電子支付，手機(jī)支付具有移動(dòng)性、及時(shí)性、個(gè)性化、便利性等特點(diǎn)， 它直接將銀行柜臺(tái)、商家的收納平臺(tái)等資金處理系統(tǒng)推送到用戶面前，借助手機(jī)，用戶可以隨時(shí)隨地與各種對(duì)象完成交易。手機(jī)支付，赫然揭開了移動(dòng)金融服務(wù)時(shí)代的序幕。同時(shí)，手機(jī)支付作為一種新興的增值業(yè)務(wù)日漸受到運(yùn)營(yíng)商的重視和用戶的歡迎。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上用于手機(jī)支付的方案有很多種，針對(duì)目前的支持支付功能的手機(jī)終端的開發(fā)情況，運(yùn)營(yíng)商多次針對(duì)規(guī)范的制訂、測(cè)試方法的討論統(tǒng)一以及天線設(shè)計(jì)的指導(dǎo)等方面組織專題會(huì)議，明確了 13. 56MHz的雙界面卡方案作為運(yùn)營(yíng)商后續(xù)推進(jìn)的主要標(biāo)準(zhǔn)，并將手機(jī)支付作為一項(xiàng)重要工作進(jìn)行了有力的推進(jìn)。手機(jī)支付主要應(yīng)用的領(lǐng)域有校園、 公交、銀行和門禁等，隨著軟硬件技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)將會(huì)漸漸代替人們的公交卡、銀行卡、鑰匙等，成為人們?nèi)粘Ｉ钭畋憷墓ぞ?。不同卡商生產(chǎn)的雙界面UIM卡，其內(nèi)部電容差異較大，這容易產(chǎn)生匹配乒乓效應(yīng)。 若保持手機(jī)支付天線的諧振頻率都在13. 56MHz，則針對(duì)不同卡商的雙界面UIM卡需要在手機(jī)內(nèi)部的支付天線匹配電路中設(shè)置不同容量的匹配電容。由于移動(dòng)通信終端的制造廠商在生產(chǎn)手機(jī)的過(guò)程中是無(wú)法控制日后用戶選擇使用哪家卡商生產(chǎn)的雙界面UIM卡的，因此也就無(wú)法準(zhǔn)確地得知UIM卡的內(nèi)部電容。若在手機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中采用相同容量的匹配電容來(lái)設(shè)計(jì)支付天線匹配電路，則不同卡商的雙界面UIM卡在手機(jī)上的諧振頻率就會(huì)不同，由此導(dǎo)致了手機(jī)很難同時(shí)兼顧不同卡商的雙界面UIM卡的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種移動(dòng)通信終端的支付天線匹配電路，以使支付天線能夠兼容不同廠家的雙界面卡。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)—種移動(dòng)通信終端的支付天線匹配電路，包括并聯(lián)電容和串聯(lián)電容，所述并聯(lián)電容并聯(lián)在移動(dòng)通信終端的卡座中用于連接支付天線的兩個(gè)觸點(diǎn)之間，所述串聯(lián)電容串聯(lián)在所述的觸點(diǎn)與支付天線的連接回路中。其中，所述串聯(lián)電容可以僅包括一路，且其容值應(yīng)在[50pF，150pF]的范圍內(nèi)取值，以提高支付天線匹配電路的兼容性。優(yōu)選的，所述串聯(lián)電容的容值為llOpF。當(dāng)然，所述的串聯(lián)電容也可以同時(shí)設(shè)置兩路，分別對(duì)應(yīng)串聯(lián)在所述的兩個(gè)觸點(diǎn)與支付天線的兩個(gè)端點(diǎn)之間，以進(jìn)一步增強(qiáng)所述支付天線匹配電路對(duì)不同雙界面卡的兼容性。進(jìn)一步的，所述的兩路串聯(lián)電容的容量相等，且其容值均在[100pF，330pF]的范圍內(nèi)取值。優(yōu)選的，所述的兩路串聯(lián)電容的容值均為220pF或者150pF。又進(jìn)一步的，所述并聯(lián)電容的容值需要根據(jù)支付天線的電感量確定，且遵循支付天線的電感量越大、并聯(lián)電容的容值越小的規(guī)律。再進(jìn)一步的，所述卡座為插裝13. 56MHz的雙界面卡的卡座。基于上述支付天線匹配電路結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型又提供了一種采用所述匹配電路設(shè)計(jì)的移動(dòng)通信終端，包括卡座和支付天線，在所述卡座中用于連接支付天線的兩個(gè)觸點(diǎn)之間并聯(lián)有匹配用的并聯(lián)電容，在所述觸點(diǎn)與支付天線的連接回路中串聯(lián)有用于匹配的串聯(lián)電容。通過(guò)在支付天線的匹配電路中同時(shí)設(shè)置并聯(lián)電容和串聯(lián)電容，可以顯著降低支付天線諧振頻率受雙界面卡電容Cpl的影響，進(jìn)而增強(qiáng)支付天線匹配電路的兼容性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本實(shí)用新型的支付天線匹配電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，可以兼容多種卡商的雙界面UIM卡，確保支付天線的諧振頻率能夠始終保持在最優(yōu)的13. 56MHz附近，從而提高了移動(dòng)通信終端支付業(yè)務(wù)運(yùn)行的穩(wěn)定性。結(jié)合附圖閱讀本實(shí)用新型實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本實(shí)用新型的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。

圖1是手機(jī)卡座與支付天線的連接關(guān)系示意圖；圖2是雙界面UIM卡與手機(jī)支付天線的等效電路原理圖；圖3是圖2簡(jiǎn)化后的等效電路原理圖；圖4是現(xiàn)有用于支付天線匹配電路的電路原理圖；圖5是采用圖4所示匹配電路時(shí)天線諧振頻率的仿真結(jié)果圖；圖6是本實(shí)用新型所提出的支付天線匹配電路的一種實(shí)施例的電路原理圖；圖7是本實(shí)用新型所提出的支付天線匹配電路的另外一種實(shí)施例的電路原理圖；圖8是采用圖7所示匹配電路時(shí)天線諧振頻率的仿真結(jié)果圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)地描述。本實(shí)施例以手機(jī)為例對(duì)支付天線的兼容性匹配電路設(shè)計(jì)進(jìn)行說(shuō)明。在手機(jī)的支付方案設(shè)計(jì)中，完成非接觸式刷卡的工作原理是手機(jī)提供內(nèi)置 13. 56MHz的支付天線1，與手機(jī)卡座2中的特殊雙界面UIM卡的C4、C8兩觸點(diǎn)相連接，形成諧振電路，如圖1所示。在手機(jī)的UIM卡座2中包含有8個(gè)觸點(diǎn)Cl C8，其中的C4、C8 兩個(gè)觸點(diǎn)用于連接手機(jī)內(nèi)部的支付天線1。UIM卡中的RFID芯片完成對(duì)諧振信號(hào)的一切處理；手機(jī)提供的天線、觸點(diǎn)以及相關(guān)電路，完成高質(zhì)量的諧振效果。雙界面UIM卡以及手機(jī)支付天線的等效電路原理圖參見圖2所示。其中，A部分為雙界面UIM卡的等效電路原理圖；B部分為手機(jī)支付天線的等效電路原理圖；具體符號(hào)的定義如下[0030]Cic :雙界面UIM卡的輸入電容；RIC :雙界面UIM卡的輸入電阻；Cc。n :雙界面UIM卡的封裝材料電容 ’Rcon 雙界面UIM卡的封裝材料電阻；C。手機(jī)支付天線的電容；Rp。手機(jī)支付天線的電阻；Lp。手機(jī)支付天線的電感。由于UIM卡芯片封裝中的金屬材料電阻極小，因此Rc。n可以忽略不計(jì)；而手機(jī)支付天線的電容C。一般在0. 5pF左右，因此也可以忽略不計(jì)。這樣一來(lái)，整個(gè)諧振電路可以簡(jiǎn)化為圖3所示的等效電路?；诤?jiǎn)化后的等效電路，整個(gè)諧振電路的諧振頻率計(jì)算公式如下fop = -~ι( 1 )
2π^LPC 'CPl其中，f。p是等效電路諧振頻率；Cpl是簡(jiǎn)化后的等效電容，計(jì)算公式為Cpl = CIC+CCon ；
Rlr χ RRpl是簡(jiǎn)化后的等效電阻，計(jì)算公式為·βρΙ = 工/ ；
KK +KpcLpc是手機(jī)支付天線的電感?？紤]到手機(jī)電路存在寄生參數(shù)以及天線的差異性，一般在手機(jī)電路板上預(yù)留天線調(diào)諧電容匹配位置，用于對(duì)天線諧振頻率f。p的調(diào)節(jié)，以達(dá)到最佳的匹配效果，如圖4所示。 由此，整個(gè)諧振電路的諧振頻率計(jì)算公式如下op 2兀」Lpc -(Cpl +Cmalch)其中，Cmateh為匹配電容。手機(jī)支付天線的電感Lp。一般在3. 25 μ H士 0. 75 μ H ；Cpl為UIM卡的輸入電容加UIM 卡的封裝材料電容，理論值在23pF士8pF左右。對(duì)兩種UIM卡進(jìn)行實(shí)測(cè)，其中卡商A的UIM 卡電容Cpl為23pF，卡商B的UIM卡電容Cpl為15pF(處于最大離散值)。由此可見不同卡商的雙界面UIM卡，其內(nèi)部電容Cpl的差異是很大的，若要保持天線的諧振頻率f。p都在 13. 56MHz，則需要針對(duì)不同卡商的雙界面UIM卡配置不同容量的匹配電容Cmateh。為了更好的說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，采用ADS仿真技術(shù)來(lái)表明UIM卡電容Cpl對(duì)天線諧振頻率的影響，仿真結(jié)果如圖5所示。仿真條件手機(jī)支付天線的電感Lpe采用3. 2uH,按Cpl中間值23pF進(jìn)行匹配，當(dāng)Cmateh為20pF時(shí)，天線諧振頻率f。p達(dá)到最優(yōu)13. 56MHz。從圖5中可以看到，在這種匹配情況下，若Cpl = 15pF，則天線的諧振頻率為15. 05MHz ；若Cpl = 30pF, 則天線的諧振頻率為12. 60MHz。由此可見天線的諧振頻率f。p受UIM卡電容Cpl的影響較大。為了解決這一問(wèn)題，本實(shí)施例對(duì)手機(jī)支付天線匹配電路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高支付天線匹配電路對(duì)不同UIM卡的兼容性。參見圖6所示，本實(shí)施例的匹配電路包括并聯(lián)電容Cmatdu和串聯(lián)電容Cmatdis兩部分，其中，并聯(lián)電容Cmatehj并聯(lián)在手機(jī)卡座2上用于連接支付天線1的兩個(gè)觸點(diǎn)C4、C8之間，即如同現(xiàn)有匹配電路中匹配電容Cmateh的連接方式； 而串聯(lián)電容Cmat。h s至少包括一路，且串聯(lián)在手機(jī)卡座2與支付天線1的連接回路中，比如串聯(lián)在手機(jī)卡座2的觸點(diǎn)C4(或者觸點(diǎn)C8)與支付天線1的其中一個(gè)端點(diǎn)之間。所述手機(jī)卡座2可以是插裝13. 56MHz的雙界面UIM卡的卡座。由于匹配電路中增加了串聯(lián)電容Cmatdl s，按照支付天線1的諧振頻率為最優(yōu)的13. 56MHz計(jì)算出并聯(lián)電容Cmateh p的電容值后，由此
5確立的匹配電路無(wú)論在手機(jī)卡座2中插入哪種卡商的雙界面UIM卡，支付天線的諧振頻率都可以處于13. 56MHz附近，從而使得支付天線1的諧振頻率受UIM卡電容Cpl的影響明顯減小，由此達(dá)到了增強(qiáng)匹配電路兼容性的設(shè)計(jì)目的。在本實(shí)施例中，若匹配電路中僅設(shè)置一路串聯(lián)電容Cmateh s，則其電容值優(yōu)選在 50pF至150pF的范圍內(nèi)取值，比如Cmateh s = IlOpF,在選定了串聯(lián)電容Cmateh s的容值后，通過(guò)諧振頻率計(jì)算公式便可以方便地計(jì)算出并聯(lián)電容Cmatdu的容值，由此建立起的匹配電路通過(guò)ADS仿真實(shí)驗(yàn)表明支付天線的諧振頻率可以達(dá)到最優(yōu)的13. 56MHz。為了進(jìn)一步增強(qiáng)匹配電路的兼容性，本實(shí)施例優(yōu)選在手機(jī)卡座2與支付天線1的連接回路中串聯(lián)兩路串聯(lián)電容Cmat。h s l、Cmateh s 2，如圖7所示，一路串聯(lián)在手機(jī)卡座2的其中一個(gè)觸點(diǎn)C4與支付天線1的其中一個(gè)端點(diǎn)之間，另一路串聯(lián)在手機(jī)卡座2的另外一個(gè)觸點(diǎn)C8與支付天線的另外一個(gè)端點(diǎn)之間，并聯(lián)電容Cmatehp同樣還是并聯(lián)在手機(jī)卡座2上用于連接支付天線1的兩個(gè)觸點(diǎn)C4、C8之間。所述的兩個(gè)串聯(lián)電容Cmat。h s l、Cmateh s 2的電容值優(yōu)選在[100pF，330pF]的范圍內(nèi)取值，且容量相等，比如選擇兩個(gè)參數(shù)值均為150pF或者 220pF的串聯(lián)電容Cmat。h s l、Cfflatch s 2進(jìn)行匹配電路設(shè)計(jì)，以降低UIM卡電容對(duì)天線諧振頻率的影響。匹配電路中并聯(lián)電容Cmatdip的容值需要根據(jù)手機(jī)中支付天線1的電感量Lp。確定， 且遵循支付天線的電感量越大、并聯(lián)電容的容值越小的規(guī)律。根據(jù)選定的串聯(lián)電容Cmatdl SJ> Cmateh s 2的電容值以及手機(jī)支付天線的電感量Lp。，利用諧振頻率計(jì)算公式即可獲得并聯(lián)電容Cmat。h—p的電容值。采用ADS仿真進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，設(shè)定仿真條件為手機(jī)支付天線的電感量Lp。 仍采用3. 2uH ；兩個(gè)串聯(lián)電容Cmateh s l、Cmateh s 2的電容值均為220pF ；按UIM卡電容Cpl的中間值為23pF進(jìn)行匹配，當(dāng)并聯(lián)電容Cmatehjj = 48pF時(shí)，天線諧振頻率、達(dá)到最優(yōu)13. 56MHz。 仿真結(jié)果如圖8所示，從圖8中可以看出當(dāng)Cpl = 15pF時(shí)，天線的諧振頻率為13. 15MHz ； 當(dāng)Cpl = 30pF時(shí)，天線的諧振頻率為14. 05MHz。經(jīng)過(guò)優(yōu)化匹配電路的結(jié)構(gòu)后，支付天線的諧振頻率受雙界面UIM卡電容Cpl的影響明顯變小，由此可以有效兼容多種卡商的雙界面UIM 卡。按照如上思路，進(jìn)行了實(shí)測(cè)，結(jié)果如下1、若采用現(xiàn)有匹配電路結(jié)構(gòu)，僅設(shè)置并聯(lián)的匹配電容Cmateh，則當(dāng)Cmateh = 18pF時(shí)，卡商A的UIM卡的最遠(yuǎn)刷卡距離為2. 3mm;但此時(shí)卡商B的UIM 卡刷卡距離僅為1. 4mm ；當(dāng)Cmateh = 27pF時(shí)，卡商B的UIM卡的最遠(yuǎn)的刷卡距離為2. 8mm ；但此時(shí)卡商A的 UIM卡刷卡距離僅為1. 2mm ；2、若采用本實(shí)施例所提出的改進(jìn)后的天線匹配電路結(jié)構(gòu)，即同時(shí)設(shè)置并聯(lián)電容
match_p 和兩個(gè)串聯(lián)電容 Cmatch—s_l、Cmatch—s_2 ‘ 且兩個(gè)串聯(lián)電容 Cmatch—s_l、 Cmatch—s_2 的電容值均為 220pF，則當(dāng)Cmateh p = 47pF時(shí)，卡商A的UIM卡的最遠(yuǎn)刷卡距離為2. 3mm ；此時(shí)卡商B的UIM 卡刷卡距離有2. 6mm ；當(dāng)Cmateh p = 56pF時(shí)，卡商B的UIM卡的最遠(yuǎn)刷卡距離為2. 8mm ；此時(shí)卡商A的UIM 卡刷卡距離有2. 2mm。通過(guò)實(shí)測(cè)說(shuō)明，采用圖7形式的匹配電路可以有效兼容多種卡商的雙界面UIM卡。[0054]本實(shí)用新型通過(guò)在現(xiàn)有手機(jī)支付天線匹配電路的基礎(chǔ)上串聯(lián)兩個(gè)電容來(lái)改善雙界面UIM卡電容差異對(duì)支付天線諧振頻率的影響，從而使得匹配電路可以有效兼容多種卡商的雙界面UIM卡，提高了手機(jī)對(duì)不同UIM卡的兼容性。當(dāng)然，本實(shí)用新型的匹配電路同樣適用于除手機(jī)以外的其它具有支付功能的移動(dòng)通信終端的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，本實(shí)施例對(duì)此不進(jìn)行具體限制。當(dāng)然，以上所述僅是本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種移動(dòng)通信終端的支付天線匹配電路，其特征在于包括并聯(lián)電容和串聯(lián)電容， 所述并聯(lián)電容并聯(lián)在移動(dòng)通信終端的卡座中用于連接支付天線的兩個(gè)觸點(diǎn)之間，所述串聯(lián)電容串聯(lián)在所述的觸點(diǎn)與支付天線的連接回路中。
2.根據(jù) 權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通信終端的支付天線匹配電路，其特征在于所述串聯(lián)電容包括一路，其容值在50pF至150pF的范圍內(nèi)取值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)通信終端的支付天線匹配電路，其特征在于所述串聯(lián)電容的容值為llOpF。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通信終端的支付天線匹配電路，其特征在于所述串聯(lián)電容包括兩路，分別對(duì)應(yīng)串聯(lián)在所述的兩個(gè)觸點(diǎn)與支付天線的兩個(gè)端點(diǎn)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動(dòng)通信終端的支付天線匹配電路，其特征在于所述的兩路串聯(lián)電容的容量相等，其容值均在IOOpF至330pF的范圍內(nèi)取值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的移動(dòng)通信終端的支付天線匹配電路，其特征在于所述的兩路串聯(lián)電容的容值為220pF。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的移動(dòng)通信終端的支付天線匹配電路，其特征在于所述的兩路串聯(lián)電容的容值為150pF。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)通信終端的支付天線匹配電路，其特征在于所述并聯(lián)電容的容值根據(jù)支付天線的電感量確定，且遵循支付天線的電感量越大、并聯(lián)電容的容值越小的規(guī)律。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)通信終端的支付天線匹配電路，其特征在于所述卡座為插裝13. 56MHz的雙界面卡的卡座。
10.一種移動(dòng)通信終端，包括卡座和支付天線，其特征在于還包含有如權(quán)利要求1至9 中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的支付天線匹配電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種移動(dòng)通信終端的支付天線匹配電路及移動(dòng)通信終端，包括并聯(lián)電容和串聯(lián)電容，所述并聯(lián)電容并聯(lián)在移動(dòng)通信終端的卡座中用于連接支付天線的兩個(gè)觸點(diǎn)之間，所述串聯(lián)電容串聯(lián)在所述的觸點(diǎn)與支付天線的連接回路中。本實(shí)用新型的支付天線匹配電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，可以兼容多種卡商的雙界面UIM卡，確保支付天線的諧振頻率能夠始終保持在最優(yōu)的13.56MHz附近，從而提高了移動(dòng)通信終端支付業(yè)務(wù)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H04M1/02GK202014243SQ20112001946
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者王國(guó)濤, 趙鵬 申請(qǐng)人:青島海信移動(dòng)通信技術(shù)股份有限公司