CN203746107U - 多义性路径识别***的薄型可充电复合通行卡及电子标签 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种用于多义性路径识别***的薄型可充电复合通行卡及电子标签，能够减小卡内第一天线对第二天线的影响，提高第二天线的收发性能，保证复合通行卡的正常使用。所述复合通行卡包括：基板，以及设置在基板上的充电电池、集成芯片、第一天线和第二天线，第一天线和第二天线分别设置在基板上下两面；集成芯片与充电电池连接，集成芯片通过第一天线接收无线信号，对接收到的电能进行转换处理后输入充电电池实现充电；集成芯片对第二天线进行收发控制；第二天线的工作频率高于第一天线的工作频率，第一天线与第二天线至少有一部分交叠设置，第二天线在交叠部分的宽度小于非交叠部分第二天线的宽度。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能交通（ITS，Intelligent Transportation System）领域技术，特别涉及用于多义性路径识别***的薄型可充电通行卡及一种薄型可充电电子标签。
背景技术
高速公路入口处，车主领取用于多义性路径识别***的复合通行卡，车辆行驶过程中，该卡接收路侧设备发送的路径信息并保存，最后在高速公路出口可根据路径信息计算车辆行驶的路径而进行收费。
目前市场上使用的复合通行卡一般在5mm左右，这种卡片由于厚度较大，存在不易保存和不易使用的问题。因此，亟待开发一种厚度小的薄型复合通行卡。
用于多义性路径识别***的复合通行卡通常包括两种天线，即用于近场通信的13.56MHz的天线（用于在出入口处与桌面单元ODU通信）和用于远场通信的特高频（Ultra High Frequency，UHF）天线（用于在中途与路侧单元通信），UHF天线的工作频率在300MHz-3000MHz。在传统的厚卡设计中，13.56MHz天线和UHF通信天线是布局在同一平面的不同区域，相互之间影响较少。但现行的复合通行卡由于受厚度（约1mm）限制，无法集成大容量电池，需要进行充电，因此13.56MHz的天线在保存通信功能的同时，还需要实现对能量的接收并用于对复合通行卡进行充电。
出于充电效率的考虑，要求13.56MHz的天线的磁通量必须足够大，所以要求增加13.56MHz的天线的面积。而目前使用的复合通行卡，面积是有国家标准的，所以无法如图1所示，通过增加复合通行卡的尺寸使13.56MHz的天线与UHF天线（例如433MHz天线）像传统的复合通行卡那样布局在同一平面的不同区域，且UHF天线受频率限制又无法减小面积，因此在增加13.56MHz的天线的面积的同时，必然导致13.56MHz的天线与UHF天线至少一部分在基板上下交叠设置。在这种将两个天线交叠设置的应用场景中，由于两个天线交叠的部分会产生寄生电容，且由于两个天线的工作频率不同，工作频率较高的天线对寄生电容的等效阻抗较小，能量容易通过寄生电容被工作频率较低的天线吸收，从而导致工作频率较高的天线通信效果恶化，严重影响工作频率较高的天线的收发性能，从而影响复合通行卡的正常使用。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种多义性路径识别***的薄型可充电复合通行卡及电子标签，能够减少卡内工作频率较低的天线对工作频率较高的天线的影响，提高工作频率较高的天线的收发性能，保证复合通行卡正常使用。
一方面，本实用新型所提供的用于多义性路径识别***的薄型可充电复合通行卡，包括：
基板，以及设置在所述基板上的充电电池、集成芯片、第一天线和第二天线，所述第一天线和所述第二天线分别设置在所述基板上下两面；
所述集成芯片与所述充电电池连接，所述集成芯片通过所述第一天线接收无线信号，对接收到的电能进行转换处理后输入所述充电电池实现充电；
所述集成芯片对所述第二天线进行收发控制；
所述第二天线的工作频率高于所述第一天线的工作频率，所述第一天线与所述第二天线至少有一部分交叠设置，所述第二天线在交叠部分的宽度小于所述第二天线在交叠部分以外的宽度。
进一步地，所述第一天线绕成至少一圈，所述交叠部分具体为：至少一圈第一天线与第二天线交叠的位置连接形成的区域。
进一步地，所述第一天线的宽度小于所述第二天线在所述交叠部分以外的宽度。
优选地，所述第二天线在所述交叠部分的宽度与所述第一天线每圈的宽度相同。
进一步地，所述第一天线的宽度为0.1mm至0.5mm，所述第二天线在所述交叠部分以外的宽度为0.8mm至1.2mm。
优选地，所述第二天线在所述交叠部分的宽度为所述第一天线宽度的0.8至1.2倍。
进一步地，所述复合通行卡的厚度为0.8至1.5mm，所述第一天线的工作频率为13.56MHz，所述第二天线工作在特高频UHF频段。
进一步地，所述集成芯片还对所述第一天线进行收发控制。
另一方面，本实用新型所提供的薄型可充电电子标签，包括：
基板、以及设置在所述基板上的第一天线，第二天线，充电电池、及集成芯片，所述第一天线和所述第二天线分别设置在所述基板上下两面；
所述第二天线的工作频率高于所述第一天线的工作频率，所述第一天线与所述第二天线至少有一部分交叠设置，所述第二天线在交叠部分的宽度小于所述第二天线在交叠部分以外的宽度；
所述集成芯片与所述充电电池连接，所述集成芯片通过所述第一天线接收无线信号，对接收到的电能进行转换处理后输入所述充电电池实现充电；
所述集成芯片对所述第二天线进行收发控制。
进一步地，所述第一天线绕成至少一圈，和/或所述第二天线绕成至少一圈，所述交叠部分具体为：至少一圈第一天线与至少一圈第二天线交叠的位置连接形成的区域，所述第一天线的宽度小于所述第二天线在所述交叠部分以外的宽度。
从以上的技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：
本实用新型实施例中，复合通行卡内的第二天线的工作频率高于第一天线的工作频率，将第一天线与第二天线至少有一部分交叠设置，通过减小工作频率较高的第二天线在交叠部分的宽度来减小两天线间的寄生电容，从而弱化第一天线对第二天线的影响，提高第二天线的收发性能，保证复合通行卡的正常使用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为传统的OBU中天线的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的用于多义性路径识别***的薄型可充电复合通行卡的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的复合通行卡内的天线设计的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的复合通行卡内的天线设计的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
以下分别进行详细说明。
请参考图2，图2为本实用新型实施例提供的用于多义性路径识别***的薄型可充电复合通行卡的结构示意图。本实施例的复合通行卡100包括基板（图中未示出），以及设置在基板上的第一天线101、第二天线102，集成芯片103及充电电池104，其中，第一天线101与第二天线102分别设置在基板的上下两面。
第二天线102的工作频率高于第一天线101的工作频率，第一天线101与第二天线102至少有一部分交叠设置，第二天线102在交叠部分的宽度小于非交叠部分（即交叠部分以外）的宽度，第一天线101在交叠部分的宽度与非交叠部分的宽度相同。
集成芯片103与充电电池104连接，集成芯片103通过第一天线101接收无线信号，对接收到的电能进行转换处理后输入充电电池104实现充电。集成芯片103还可对第一天线101进行收发控制。
集成芯片103对第二天线102进行收发控制。
本实用新型实施例中，在卡片尺寸受限的情况下，为了增加第一天线101的磁通率以实现较好的充电效果，将复合通行卡内的第一天线101与第二天线102至少有一部分交叠设置，通过减小工作频率较高的第二天线102在交叠部分的宽度来减小两天线间的寄生电容，从而弱化第一天线101对第二天线102的影响，提高第二天线102的收发性能，进而保证复合通行卡的正常通信，实测数据表明，通过减小第二天线102在交叠部分的宽度，可以实现对第二天线102改善6dB的收发性能。
在本实用新型的一个具体实施例中，第一天线101可以绕成一圈，也可以绕成多圈，同样，第二天线102也可以绕成一圈或多圈。第一天线101与第二天线102交叠部分具体为：至少一圈第一天线101与至少一圈第二天线102。在交叠部分第一天线101与第二天线102之间的间距很小，通常这个间距为基板的厚度。由于本实用新型实施例提供的复合通行卡为薄卡，相对于传统复合通信卡5mm左右的厚度，薄卡厚度为0.8至1.5mm，对应地，基板的厚度在.01至0.3mm。
另外，第一天线101的工作频率要低于第二天线102的工作频率，具体地，第一天线101的工作频率可以为13.56MHz，除用于无线充电以外，还可用于在高速公路出入口处与桌面单元ODU进行近场通信，第二天线102的工作在特高频UHF频段，第二天线102的一个具体工作频率可以为433MHz，用于在高速公路上与信标基站进行远场通信。
在具体实现中，第一天线101每圈的宽度要小于第二天线102在交叠部分以为的宽度，当然根据具体情况，也可以选择第一天线101每圈的宽度大于等于第二天线102在交叠部分以外的宽度。
可选地，第一天线101每圈的宽度可以为0.1mm至0.5mm，第二天线102在交叠部分以外的宽度可以为0.8mm至1.2mm。具体地，第一天线101每圈的宽度可为0.3mm，第二天线102的在交叠部分以外的宽度可为1mm。经试验验证，当第一天线101与第二天线102至少有一部分交叠设置时，如果交叠部分第二天线的宽度与非交叠部分第二天线的宽度相同，则第二天线102的一部分能量将被第一天线101吸收，从而导致第二天线102降低对外辐射的效率，而只要交叠部分第二天线102的宽度小于非交叠部分第二天线的宽度，则就能减小第一天线101对第二天线102的影响。
尤其是当第一天线101兼具通信功能和充电功能，需要通过增加天线面积来达到大磁通的情况下，在卡片尺寸受限时通过本方式交叠设置两组天线，能够有效避免工作频率较高的第二天线因对寄生电容的等效阻抗较小，能量容易通过寄生电容被工作频率较低的第一天线吸收而导致的第二天线的信号收发性能降低。
在本实用新型中，可将第二天线102在交叠部分的宽度设置成与第一天线101每圈的宽度相同，或者可将第二天线102在交叠部分的宽度设置为第一天线101每圈的宽度的0.8至1.2倍。优选地，可将交叠部分第二天线102的宽度设置成0.3mm。经试验验证，将第二天线102在交叠部分的宽度设置成0.3mm时，能够对第二天线102改善6dB的收发性能。
具体第一天线与第二天线的设置可参见图3，第一天线201与第二天线202的交叠部分为A，从图中可以看出，第一天线201绕成了很多圈，第一天线201每圈的宽度小于第二天线102在交叠部分以外的宽度，第二天线102在交叠部分A的宽度小于非交叠部分的宽度。
当然，有些用于多义性路径识别***的薄型可充电复合通行卡中，还可如图4所示，将13.56MHz的第一天线和433MHz的第二天线都设置为一圈（此处描述的一圈并非开口完全闭合），第一天线每圈的宽度小于第二天线在交叠部分以外的宽度，第二天线在交叠部分的宽度小于非交叠部分的宽度。在其他实施例中，还可将第一天线和第二天线都设置为多圈，每圈第二天线在交叠部分的宽度小于非交叠部分的宽度。
另外，本实用新型实施例还提供了一种薄形可充电电子标签，其可以但不限于用于多义性路径识别***，该电子标签与以上用于多义性路径识别***的复合通行卡结构相同，但通信信息、天线频率、天线形状及卡片厚度等可视具体情况进行设计，该薄型可充电电子标签可以灵活使用在银行、服务业、其他交通领域等，实现缴费或扣费管理、身份验证、信息传递等功能。
以上对本实用新型所提供的用于多义性路径识别***的薄型可充电复合通行卡及电子标签进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (10)
1.一种用于多义性路径识别***的薄型可充电复合通行卡，其特征在于，包括基板，以及设置在所述基板上的充电电池、集成芯片、第一天线和第二天线，所述第一天线和所述第二天线分别设置在所述基板上下两面；
所述集成芯片与所述充电电池连接，所述集成芯片通过所述第一天线接收无线信号，对接收到的电能进行转换处理后输入所述充电电池实现充电；
所述集成芯片对所述第二天线进行收发控制；
所述第二天线的工作频率高于所述第一天线的工作频率，所述第一天线与所述第二天线至少有一部分交叠设置，所述第二天线在交叠部分的宽度小于所述第二天线在交叠部分以外的宽度。
2.根据权利要求1所述的复合通行卡，其特征在于，所述第一天线绕成至少一圈，所述交叠部分具体为：至少一圈第一天线与第二天线交叠的位置连接形成的区域。
3.根据权利要求2所述的通行卡，其特征在于，所述第一天线的宽度小于所述第二天线在所述交叠部分以外的宽度。
4.根据权利要求3所述的复合通行卡，所述第二天线在所述交叠部分的宽度与所述第一天线每圈的宽度相同。
5.根据权利要求3所述的复合通行卡，其特征在于，所述第一天线的宽度为0.1mm至0.5mm，所述第二天线在所述交叠部分以外的宽度为0.8mm至1.2mm。
6.根据权利要求3所述的复合通行卡，其特征在于，所述第二天线在所述交叠部分的宽度为所述第一天线宽度的0.8至1.2倍。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的复合通行卡，其特征在于，所述复合通行卡的厚度为0.8至1.5mm，所述第一天线的工作频率为13.56MHz，所述第二天线工作在特高频UHF频段。
8.根据权利要求1至6任意一项所述的复合通行卡，其特征在于，所述集成芯片还对所述第一天线进行收发控制。
9.一种薄型可充电电子标签，其特征在于，包括基板、以及设置在所述基板上的第一天线，第二天线，充电电池、及集成芯片，所述第一天线和所述第二天线分别设置在所述基板上下两面；
所述第二天线的工作频率高于所述第一天线的工作频率，所述第一天线与所述第二天线至少有一部分交叠设置，所述第二天线在交叠部分的宽度小于所述第二天线在交叠部分以外的宽度；
所述集成芯片与所述充电电池连接，所述集成芯片通过所述第一天线接收无线信号，对接收到的电能进行转换处理后输入所述充电电池实现充电；
所述集成芯片对所述第二天线进行收发控制。
10.根据权利要求9所述的电子标签，其特征在于，
所述第一天线绕成至少一圈，和/或所述第二天线绕成至少一圈，所述交叠部分具体为：至少一圈第一天线与至少一圈第二天线交叠的位置连接形成的区域，所述第一天线的宽度小于所述第二天线在所述交叠部分以外的宽度。
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