移动支付,一种在射频识别(RFID)和互连技术基础上发展起来的技术,也可称为手机支付,可定义为:“通过手机等移动通讯设备来进行交易的行为方式”。随着第三代移动通信的大规模推广,移动支付已成为各方聚焦的热点议题,其技术架构可实现电子支付、数据交换、身份认证、防伪、票务、广告等各种功能,引发一系列新型的用户消费及应用模式。来自工信部的数据显示,截至2009年上半年,我国手机支付定制用户总量接近两千万户,支付金额共170亿元。但是,我们也看到,我国的移动支付尚处于起步阶段,还没有形成一套完整的技术标准,而超高频移动支付方案更是还有大量的研究工作要做,使技术更加成熟,方案更加完善,形成完整的超高频移动支付标准。本文正是在这样的发展背景下,总结了射频识别系统的电磁学基础和天线理论;深入研究了移动支付系统的基本原理、发展历程、发展现状,采用软硬件相结合的方式,设计了一款超高频远距离移动支付读卡器,其读写距离可达10m以上;提出了一种超高频距离定位技术,使移动支付的使用环境更加安全,创新了移动支付的理论方法。主要工作如下:首先,在对射频识别相关电磁理论和天线技术综述基础上,分析并设计了本项目的开发流程,详细介绍了超高频移动支付系统的性能指标、基本组成、工作原理及数据协议。其次,根据工作原理完成了系统的工作状态图;对系统的低功耗思想及距离控制方法进行了说明,完成了系统硬件芯片的选型分析。第三,讨论了RF-SIM方案读卡器的硬件组成和设计方法。分别对读卡器的射频收发器模块、MCU模块以及距离控制模块等部分进行了软硬件设计。第四,创新性的提出了一种距离定位的方法;为实现长距离射频传输要求,设计了射频功率放大器(RFPA)作为读卡器前端收发电路;根据读卡器需要设计了一种宽频带微带天线。第五,完成了2.4GHz移动支付读卡器系统PCB的设计及软硬件的调试。