一种13.56MHz射频天线快速阻抗匹配系统

一种13.56mhz射频天线快速阻抗匹配系统
技术领域
1.本实用新型涉及射频天线阻抗匹配技术领域，特别涉及一种13.56mhz射频天线快速阻抗匹配系统。


背景技术：

2.随着射频电子技术的发展，非接触式智能卡和近场通信(nfc)设备的应用迅速增长。特别是配备了nfc技术的移动设备开辟了各种潜在的新应用，同时由于nfc技术应用的多样性，导致了在不同应用场合下的天线参数的预定义和实现之间存在着一定的差异，这是因为不同的应用场合下在可实现的距离、天线的尺寸等方面对天线有着不同的需求，因此，一个特定的程序用来优化读写器和卡片系统是亟待解决的。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种13.56mhz射频天线快速阻抗匹配系统，在一定程度上解决了现有阻抗匹配技术过于复杂、匹配设备不便携的问题，同时也大大缩短了阻抗匹配的时间，提高了工作效率，此外，自动调谐过程不需要昂贵的设备，如阻抗分析仪或网络分析仪，大大简化了射频应用的开发。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种13.56mhz射频天线快速阻抗匹配系统，包括电磁兼容滤波器、用于实际调谐的串并联电容匹配电路和带有品质因数阻尼电阻的天线；
6.所述电磁兼容滤波器用于降低13.56mhz载波的谐波，并执行阻抗变换；
7.所述电容匹配电路用于实现射频天线的阻抗匹配；
8.所述天线用于获得符合阻抗匹配要求的品质因数。
9.所述电磁兼容滤波器和电容匹配电路通过串联连接，所述天线电路与上述的电磁兼容滤波器和匹配电路通过串联连接，电磁兼容滤波器通过用于测量天线电路反射系数的发射端口tx1和发射端口tx2连接nfc的集成电路模块。
10.所述电磁兼容滤波器包括两个互相串联的电感l0和两个互相并联的电容c0组成。
11.所述电容匹配电路包括两个互相串联的电容c1和两个互相并联的电容c2。
12.所述天线包括两个带有品质因数的阻尼电阻rq和天线线圈部分串联成。
13.本实用新型的有益效果：
14.本实用新型能够在一定程度上解决现有阻抗匹配技术过于复杂、匹配设备不便携的问题，同时也大大缩短了阻抗匹配的时间，提高了工作效率，此外，自动调谐过程不需要昂贵的设备，如阻抗分析仪或网络分析仪，大大简化了射频应用的开发。
15.本实用新型能够根据工艺条件的改变，以及天线的尺寸大小，参数变化，将当前负载接地电容的值调整为当前工艺条件的最优值。
16.本实用新型在进行阻抗匹配过程中不需要使用继电器以及其他大型分立元件，阻抗匹配过程较为简单。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
19.如图1所示，一种13.56mhz射频天线快速阻抗匹配系统，包括电磁兼容(emc)滤波器(l0，c0)、用于实际调谐的串并联电容匹配电路(c1，c2)、nfc的集成电路模块、用于测量天线电路反射系数(s11)的发射端口(tx1和tx2)以及带有品质因数阻尼电阻(rq)的天线。
20.所述emc滤波器能够降低13.56mhz载波的谐波，并执行阻抗变换，所述阻抗变换需要有一个固定的谐振频率，所述固定的谐振频率是工作频率和副载波的总和，所述负载波频率为847khz，因此所述固定谐振频率为14.407mhz。
21.所述用于实际调谐的串并联电容匹配电容电路(c1，c2)是用来交替调整电容器c1和c2实现阻抗匹配过程的。其中nfc的集成电路模块是以pwm信号的形式输出相位偏移，所述的pwm信号再经过低通滤波器后送入模数转换器。而用于测量天线电路反射系数(s11)的发射端口(tx1和tx2)是通过在13.56mhz的工作频率下对天线的反射系数进行测量。所述带有品质因数阻尼电阻(rq)的天线具有额外的品质因数阻尼电阻(rq)，所述品质因数阻尼电阻主要用于调整天线的品质因数，用来获得标准(ecma)中所要求的特定脉冲。
22.本实用新型的工作原理：
23.在对设计出的13.56mhz射频天线进行阻抗匹配时，通过判断射频天线在工作频率下的相位以及在工作频率下的阻抗的模大小来调整图1电路中所示串并联匹配电路中的c1和c2以及emc滤波器中的c0得值，从而完成阻抗匹配的过程，阻抗匹配的结果通过发射端口(tx1和tx2)测量出天线电路的反射系数，如果设计出的射频天线在13.56mhz工作频率下的发射系数s11取到最小值，则阻抗匹配完成。
24.该13.56mhz射频天线快速阻抗匹配系统能够在一定程度上解决现有阻抗匹配技术过于复杂、匹配设备不便携的问题，同时也大大缩短了阻抗匹配的时间，提高了工作效率，此外，自动调谐过程不需要昂贵的设备，如阻抗分析仪或网络分析仪，大大简化了射频应用的开发。


技术特征：
1.一种13.56mhz射频天线快速阻抗匹配系统，其特征在于，包括电磁兼容滤波器、用于实际调谐的串并联电容匹配电路和带有品质因数阻尼电阻的天线；所述电磁兼容滤波器用于降低13.56mhz载波的谐波，并执行阻抗变换；所述电容匹配电路用于实现射频天线的阻抗匹配；所述天线用于获得符合阻抗匹配要求的品质因数；所述电磁兼容滤波器和电容匹配电路通过串联连接，所述天线与上述的电磁兼容滤波器和匹配电路通过串联连接，电磁兼容滤波器通过用于测量天线电路反射系数的发射端口tx1和发射端口tx2连接nfc的集成电路模块。2.根据权利要求1所述的一种13.56mhz射频天线快速阻抗匹配系统，其特征在于，所述电磁兼容滤波器包括两个互相串联的电感l0和两个互相并联的电容c0组成。3.根据权利要求1所述的一种13.56mhz射频天线快速阻抗匹配系统，其特征在于，所述电容匹配电路包括两个互相串联的电容c1和两个互相并联的电容c2。4.根据权利要求1所述的一种13.56mhz射频天线快速阻抗匹配系统，其特征在于，所述天线包括两个带有品质因数的阻尼电阻rq和天线线圈部分串联成。

技术总结
本实用新型公开了一种13.56MHz射频天线快速阻抗匹配系统，包括电磁兼容滤波器、用于实际调谐的串并联电容匹配电路和带有品质因数阻尼电阻的天线；所述电磁兼容滤波器用于降低13.56MHz载波的谐波，并执行阻抗变换；所述电容匹配电路用于实现射频天线的阻抗匹配；所述天线用于获得符合阻抗匹配要求的品质因数。本实用新型大大缩短了阻抗匹配的时间，提高了工作效率。工作效率。工作效率。


技术研发人员：张亚妮 孟成 周磊 苗挺 武柯欣 薛佳 姚一铭 宋卓颖
受保护的技术使用者：陕西科技大学
技术研发日：2021.12.28
技术公布日：2022/7/19