FR3016491A1

FR3016491A1 - RESONANT CONCENTRATOR FOR IMPROVING COUPLING BETWEEN A CHIP CARD BODY AND ITS ELECTRONIC MODULE

Info

Publication number: FR3016491A1
Application number: FR1302841A
Authority: FR
Inventors: BAUMGARTNER Stefan DANLER; Benjamin Mear; Deborah Teboul
Original assignee: Smart Packaging Solutions SAS
Current assignee: Smart Packaging Solutions SAS
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2015-07-17
Anticipated expiration: 2033-12-05
Also published as: WO2015082781A1; EP3078120A1; FR3016491B1

Abstract

L'invention concerne un dispositif à couplage inductif, notamment carte à puce à fonctionnement sans contact, comportant d'une part un module électronique à fonctionnement sans contact présentant une fréquence de résonance du module (F0), et comportant d'autre part un support pourvu d'un système d'antennes (L1,L2) constitué par une antenne (L1) au format ID1 et une antenne de concentrateur (L2), ce système d'antennes (L1,L2) présentant une fréquence de résonance primaire (Fop), caractérisé en ce qu'il comporte une capacité résonnante (8) connectée en parallèle aux bornes de l'antenne concentrateur (L2), de manière à créer une fréquence de résonance secondaire (F0c) de l'antenne concentrateur (L2), proche de la fréquence de résonance (F0) du module électronique.The invention relates to an inductively coupled device, in particular a non-contact operation smart card, comprising on the one hand a non-contact electronic module having a resonance frequency of the module (F0), and on the other hand comprising a support provided with an antenna system (L1, L2) consisting of an antenna (L1) in ID1 format and a concentrator antenna (L2), this antenna system (L1, L2) having a primary resonant frequency (Fop) ), characterized in that it comprises a resonant capacitance (8) connected in parallel across the concentrator antenna (L2), so as to create a secondary resonance frequency (F0c) of the concentrator antenna (L2), close to the resonance frequency (F0) of the electronic module.

Description

Concentrateur résonant pour améliorer le couplage entre un corps de carte à puce et son module électronique L'invention concerne les antennes du type de celles utilisées pour les cartes à puce à fonctionnement sans contact et les passeports électroniques, et plus spécifiquement les antennes d'amplification dites « booster » en terminologie anglo-saxonne et qui font l'interface d'un point de vue électromagnétique entre l'antenne du module électronique de la carte à puce et l'antenne du lecteur de carte à puce.The invention relates to antennas of the type used for contactless smart cards and electronic passports, and more specifically to amplification antennas. The invention concerns antennas of the type used for contactless smart cards and electronic passports, and more specifically amplification antennas. said "booster" in English terminology and which interface electromagnetically between the antenna of the electronic module of the smart card and the antenna of the smart card reader.

Etat de la technique Il existe déjà dans l'état de la technique, un concentrateur standard, réalisé par une inductance disposée dans le corps de la carte à puce.State of the art There already exists in the state of the art, a standard concentrator, made by an inductor arranged in the body of the smart card.

On a alors un système de deux antennes dans le corps de carte à puce, à savoir une antenne au format normalisé, dite antenne ID1, destinée à être couplée électro magnétiquement avec un lecteur externe, et une antenne de concentrateur (encore désignée plus simplement comme le concentrateur) proche du format d'un module électronique pour carte à puce, disposée dans le corps de carte ou sur une page de couverture d'un livret de passeport électronique. Cette antenne de concentrateur est destinée à être couplée électro magnétiquement avec l'antenne du module, et elle est connectée directement avec l'antenne ID1. Un réseau de capacités ajustables branchées en série avec les deux antennes précitées permet de faire résonner l'ensemble du système d'antennes à une fréquence de fonctionnement déterminée. On entend donc par système d'antennes, l'antenne ID1, l'antenne concentrateur, et la capacité ajustable permettant d'ajuster la fréquence de résonance de l'ensemble. Le système d'antennes précité est couplé électro magnétiquement à un module électronique disposant lui aussi d'une antenne, disposée à la périphérie du module électronique et appelée antenne du module, qu'il s'agisse par exemple du module électronique d'une carte à puce sans contact, ou de celui d'un passeport électronique. L'antenne du module est limitée en terme de nombre de tours, par la taille réduite du module, celui-ci devant en outre recevoir une puce électronique et éventuellement des contacts galvaniques de type ISO 7816-2, par exemple pour les cartes dites duales, à fonctionnement à contact et sans contact. Le système d'antennes connu fonctionne et constitue un net progrès, notamment par rapport aux cartes à puce dépourvues de concentrateur. Cependant il est encore possible d'améliorer les performances du système, en cherchant à minimiser les pertes d'énergie radiofréquence entre le module électronique pourvu de son antenne, et le concentrateur. En outre, la performance du système d'antennes est sensible à la valeur de io la capacité de la puce utilisée, qui varie d'un composant à l'autre, certaines puces présentant une faible capacité. En effet, l'antenne du module étant limitée en nombre de tours, son inductance va être relativement faible, et la fréquence de résonance qui est déterminée par l'inductance de l'antenne du module et par la capacité de la puce, va alors être très éloignée de la fréquence de fonctionnement du 15 système d'antennes du corps de carte. Le décalage entre la fréquence de résonance de l'antenne du module et la fréquence de résonance du système d'antennes du corps de carte peut entraîner des pertes d'énergie dans la transmission, et un moins bon couplage entre le système d'antennes du corps de carte, et l'antenne du module électronique. 20 L'intérêt de la solution recherchée vient du fait que la tendance du marché va vers l'utilisation de modules microélectroniques dits simple face et de plus petite taille, ce qui réduit la place disponible pour l'antenne du module, et par conséquent réduit le nombre de tours ou de spires de cette antenne. On décrira l'invention en référence à la terminologie habituelle des 25 composants d'une carte à puce sans contact ou d'une carte à puce duale, étant entendu qu'elle est transposable sans limitation à d'autres produits de format différent, comme les passeports électroniques. Buts de l'invention 30 Un but général de l'invention est par conséquent de proposer une structure améliorée de système d'antennes, notamment pour le corps d'une carte à puce sans contact ou pour un passeport électronique, et qui soit dépourvue des inconvénients précités. Un autre but plus spécifique de l'invention est de compenser la perte d'énergie due à l'éloignement grandissant entre les deux fréquences de résonance, à savoir la fréquence de résonance de l'antenne du module, et la fréquence de résonance du système d'antennes du corps de carte, et donc par conséquent d'améliorer la performance de fonctionnement du système global. Résumé de l'invention Selon le principe de l'invention, on rajoute une capacité aux bornes du concentrateur, ce qui permet de rendre le concentrateur résonant et d'améliorer les performances de communication, et notamment la qualité du couplage électromagnétique entre le système d'antennes du corps de carte et l'antenne du module. La valeur de cette capacité supplémentaire est calculée de manière à ce que le concentrateur résonne à une fréquence proche de celle de l'antenne du module électronique. En pratique, on mesure la capacité C de la puce pour un type de puce donné, l'inductance L du module électronique qui va contenir cette puce, ce qui donne une fréquence de résonance F0 du module électronique qui est donnée par la formule : F0 = 1/2IIVLC. La fréquence de résonance du système d'antennes se calcule de façon similaire, avec une inductance correspondant à l'inductance globale de l'antenne ID1 et du concentrateur, et une capacité faible qui est celle du système d'antennes. Ces deux fréquences de résonance sont, pour les raisons évoquées précédemment, décalées, ce qui dégrade les performances de communication du produit. Dans son principe de base, l'invention consiste donc à créer, par ajout d'une capacité en parallèle du concentrateur, une seconde fréquence de résonance du système d'antennes du corps de carte, calculée pour être proche de la fréquence de résonance de l'antenne du module, et en tout cas plus proche de la fréquence de résonance du module, que ne l'est la fréquence de résonance primaire, ce qui améliore sensiblement la performance de communication.We then have a system of two antennas in the smart card body, namely a standard format antenna, called ID1 antenna, intended to be electromagnetically coupled with an external reader, and a concentrator antenna (also referred to more simply as the concentrator) close to the format of an electronic module for a smart card, arranged in the card body or on a cover page of an electronic passport booklet. This concentrator antenna is intended to be electromagnetically coupled with the antenna of the module, and is connected directly with the antenna ID1. A network of adjustable capacitors connected in series with the two aforementioned antennas makes it possible to resonate the entire antenna system at a determined operating frequency. An antenna system is thus understood to mean the antenna ID1, the concentrator antenna, and the adjustable capacitance making it possible to adjust the resonant frequency of the assembly. The above-mentioned antenna system is electromagnetically coupled to an electronic module which also has an antenna disposed at the periphery of the electronic module and called the antenna of the module, whether it be for example the electronic module of a card contactless chip, or that of an electronic passport. The antenna of the module is limited in terms of the number of turns, the reduced size of the module, it must also receive an electronic chip and possibly galvanic contacts ISO 7816-2 type, for example for so-called dual cards , with contact and non-contact operation. The known antenna system works and is a clear progress, especially compared to smart cards without concentrator. However it is still possible to improve the performance of the system, seeking to minimize the radio frequency energy losses between the electronic module provided with its antenna, and the concentrator. In addition, the performance of the antenna system is sensitive to the value of the capacity of the chip used, which varies from one component to another, some chips having a low capacitance. Indeed, the antenna of the module being limited in number of turns, its inductance will be relatively low, and the resonance frequency which is determined by the inductance of the module antenna and by the chip capacity, will then be far from the operating frequency of the card body antenna system. The difference between the resonance frequency of the antenna of the module and the resonance frequency of the antenna system of the card body can cause energy losses in the transmission, and a less good coupling between the antenna system of the card body, and the antenna of the electronic module. The advantage of the desired solution lies in the fact that the market trend is towards the use of so-called single-sided and smaller microelectronic modules, which reduces the space available for the antenna of the module, and therefore reduces the number of turns or turns of this antenna. The invention will be described with reference to the usual terminology of the components of a contactless smart card or a dual smart card, it being understood that it can be transposed without limitation to other products of different format, such as ePassports. OBJECTS OF THE INVENTION It is therefore a general object of the invention to provide an improved antenna system structure, in particular for the body of a contactless smart card or for an electronic passport, and which is devoid of the aforementioned drawbacks. Another more specific object of the invention is to compensate for the loss of energy due to the increasing distance between the two resonance frequencies, namely the resonance frequency of the module antenna, and the resonant frequency of the system. antennas of the card body, and therefore consequently to improve the operating performance of the overall system. SUMMARY OF THE INVENTION According to the principle of the invention, a capacitance is added at the terminals of the concentrator, which makes it possible to make the concentrator resonant and to improve the communication performance, and in particular the quality of the electromagnetic coupling between the system of the invention. antennas of the card body and the antenna of the module. The value of this additional capacity is calculated so that the concentrator resonates at a frequency close to that of the antenna of the electronic module. In practice, the capacitance C of the chip is measured for a given type of chip, the inductance L of the electronic module which will contain this chip, which gives a resonance frequency F0 of the electronic module which is given by the formula: F0 = 1 / 2IIVLC. The resonant frequency of the antenna system is calculated similarly, with an inductance corresponding to the overall inductance of the antenna ID1 and the concentrator, and a low capacitance which is that of the antenna system. These two resonance frequencies are, for the reasons mentioned above, shifted, which degrades the communication performance of the product. In its basic principle, the invention therefore consists in creating, by adding a capacitor in parallel with the concentrator, a second resonant frequency of the antenna system of the card body, calculated to be close to the resonance frequency of the the antenna of the module, and in any case closer to the resonance frequency of the module, than is the primary resonant frequency, which substantially improves the communication performance.

Dans une variante avantageuse de l'inve.ntion; le concentrateur est constitué en fait de deux concentrateurs situés en regard l'un de l'autre, et la capacité ajoutée aux bornes du concentrateur est alors celle qui est formée par ces deux concentrateurs eux-mêmes, situés en regard l'un de l'autre. En outre, les décalages des deux surfaces de concentrateurs dus au procédé de fabrication sont neutralisés à l'aide d'une capacité de compensation supplémentaire, qui peut être réalisée sous la forme d'un plot de compensation connecté aux bornes de ces deux concentrateurs. Ce plot de compensation est donc par exemple réalisé par deux surfaces en regard, et dont la surface est calculée de telle manière que la capacité qui en résulte permette de compenser les décalages de fréquence dus aux tolérances de fabrication. L'invention a donc plus précisément pour objet un dispositif à couplage inductif, notamment une carte à puce à fonctionnement sans contact, comportant d'une part un module électronique à fonctionnement sans contact présentant une fréquence de résonance du module (Fo), et comportant d'autre part un support pourvu d'un système d'antennes (L1,L2) constitué par une antenne (L1) au format ID1 et une antenne de concentrateur (L2), ce système d'antennes (L1,L2) présentant une fréquence de résonance primaire (For), caractérisé en ce qu'il comporte une capacité résonnante (C2) connectée en parallèle aux bornes de l'antenne concentrateur (L2), de manière à créer une fréquence de résonance secondaire (Fou) de l'antenne concentrateur (L2), proche de la fréquence de résonance (Fo) du module électronique. De cette manière, le concentrateur est lui-même résonant, à une fréquence de résonance proche de la fréquence de résonance du module. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la capacité résonante 25 (C2) du concentrateur (L2) est réalisée par deux surfaces métalliques au moins partiellement en regard, connectées aux bornes du concentrateur (L2). Dans une variante améliorée de l'invention, les surfaces métalliques qui forment la capacité rajoutée, correspondent aux surfaces de deux concentrateurs partiellement superposés, c'est-à-dire que l'antenne concentrateur (L2) est réalisée 30 sous forme de spires conductrices disposées sur deux faces du support et la capacité de résonance (C2) du concentrateur est réalisée par la superposition de spires de l'antenne concentrateur (L2).In an advantageous variant of the invention; the concentrator is in fact made up of two concentrators situated facing each other, and the capacity added to the concentrator terminals is then that which is formed by these two concentrators themselves, located opposite one of the 'other. In addition, the offsets of the two concentrator surfaces due to the manufacturing process are neutralized by means of an additional compensation capacity, which can be implemented in the form of a compensation pad connected to the terminals of these two concentrators. This compensation pad is for example made by two facing surfaces, and the surface is calculated in such a way that the resulting capacity allows to compensate for frequency offsets due to manufacturing tolerances. The invention therefore more particularly relates to an inductively coupled device, in particular a contactless smart card, comprising on the one hand a non-contact electronic module having a resonant frequency of the module (Fo), and comprising on the other hand a support provided with an antenna system (L1, L2) consisting of an antenna (L1) in ID1 format and a concentrator antenna (L2), this antenna system (L1, L2) having a primary resonance frequency (For), characterized in that it comprises a resonant capacitance (C2) connected in parallel across the concentrator antenna (L2), so as to create a secondary resonant frequency (Fou) of the concentrator antenna (L2), close to the resonance frequency (Fo) of the electronic module. In this way, the concentrator is itself resonant, at a resonant frequency close to the resonance frequency of the module. According to a first embodiment of the invention, the resonant capacitor (C2) of the concentrator (L2) is formed by two metal surfaces at least partially facing each other, connected to the terminals of the concentrator (L2). In an improved variant of the invention, the metal surfaces that form the added capacity correspond to the surfaces of two partially superposed concentrators, that is to say that the concentrator antenna (L2) is formed in the form of conductive turns. disposed on two sides of the support and the resonance capacitance (C2) of the concentrator is formed by the superposition of turns of the concentrator antenna (L2).

En outre, l'invention prévoit que les décalages dans le positionnement de ces deux concentrateurs sous l'effet des tolérances du procédé de fabrication peuvent être neutralisés à l'aide d'une capacité de compensation. Selon un premier mode de réalisation du moyen de compensation de capacité, 5 on dispose en quinconce une partie, par exemple une moitié de la surface des spires de l'antenne de concentrateur (L2), et en vis à vis une autre partie, par exemple l'autre moitié des spires. Selon un autre mode de réalisation du moyen de compensation de capacité, celui-ci est constitué par un plot de compensation dont la surface et la forme sont io conçues de manière à ce qu'une dérive de la capacité résonante dans un sens due à un décalage de spires, soit compensée par une dérive de cette capacité de même amplitude dans l'autre sens due au plot de compensation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée et des dessins annexés dans lesquels : 15 - la figure 1 illustre le schéma équivalent d'un système classique de technologie à couplage inductif ; - la figure 2 représente la réponse en fréquence du système de la figure 1; - la figure 3 illustre le schéma équivalent du système de concentrateur 20 résonant selon l'invention ; - la figure 4 représente la réponse en fréquence du système selon l'invention, faisant apparaître deux pics de résonance ; - la figure 5 illustre un mode de réalisation réel d'un système selon l'invention, correspondant au schéma équivalent de la figure 3 ; 25 - les figures 6A et 6B représentent deux concentrateurs à spires superposées, pourvus d'un plot de compensation, dans deux états différents ; - la figure 7 représente une coupe transversale A-A de la capacité d'ajustement de fréquence du concentrateur du système de la figure 5 ; - la figure 8 représente une coupe transversale B-B de la capacité d'ajustement 30 réalisée à l'aide des deux concentrateurs de la figure 6. Description détaillée On se réfère à la figure 1. On a représenté dans cette figure le schéma électrique équivalent d'une carte à puce 1 connue à fonctionnement sans contact pourvue d'un concentrateur. La carte à puce 1 comporte un corps de carte 2 et un module électronique 3. Le corps de carte 2 comporte un système d'antennes, à savoir une antenne 4 au format ID1, équivalente à une capacité de valeur C1 en série avec une inductance L1, et une antenne 5 ou concentrateur, équivalente à une inductance L2. Le module électronique 3 comporte une puce 6 présentant une résistance R et une capacité C, et aux bornes de la puce 6, l'antenne 7 du module, équivalente à io une inductance de valeur L3. Comme représenté en figure 2, le module 3 présente une fréquence de résonance Fom = 1/2IIVL3C, par exemple de 32 Mhz dans l'exemple représenté. Le système d'antennes du corps de carte 2 équivaut à une antenne ID1 sous la forme d'une self inductance L1, connectée en série avec une antenne de 15 concentrateur sous la forme d'une self inductance L2, et avec une capacité ajustable C1. L'ajustement de capacité se fait notamment par une méthode connue d'enlèvement de matière, dite « trimming », qui permet d'ajuster précisément la capacité C1 et par conséquent la fréquence de résonance Fop du système d'antennes 4,5. , sachant que Fol, = 1/2M/LC1, où L vaut L1 + L2. 20 Le système d'antennes 4,5 du corps de carte 2 présente une fréquence de résonance, dite fréquence de résonance primaire, notée Fol], typiquement assez éloignée (par exemple de 14 Mhz sur la figure 2) de la fréquence de résonance Fom du module, pour les raisons expliquées plus haut. Comme expliqué plus haut, ce décalage entre la fréquence de résonance 25 Fei de l'antenne du module et la fréquence de résonance Foi) du système d'antennes du corps de carte entraine des pertes d'énergie dans la transmission, et un moins bon couplage entre le système d'antennes 4,5 du corps de carte, et l'antenne 7 du module électronique. En figure 3, on a représenté uniquement le schéma équivalent du système 30 d'antennes 4,5 du corps de carte conforme à la figure 2, mais modifié conformément à l'invention. Il diffère du précédent dans la mesure où on a ajouté une capacité 8, 30164 9 1 7 de valeur C2, connectée en parallèle avec l'antenne 5 du concentrateur, ce qui change le comportement en fréquence du système. Comme on le voit sur la réponse en fréquence du système de la figure 3, représentée en figure 4, le système d'antennes 4,5 a maintenant deux pics de 5 résonance, à savoir le pic correspondant à la fréquence de résonance primaire FOP précédente (de l'ordre de 14 Mhz dans l'exemple représenté), et un second pic correspondant à une fréquence de résonance secondaire, (35 Mhz dans l'exemple représenté) beaucoup plus proche de la fréquence de résonance Fom du module 3 (32 Mhz).In addition, the invention provides that the offsets in the positioning of these two concentrators under the effect of tolerances of the manufacturing process can be neutralized by means of a compensation capacity. According to a first embodiment of the capacitance compensation means, a portion, for example one half of the surface of the turns of the concentrator antenna (L2), is arranged in staggered relation with another part by example the other half of the turns. According to another embodiment of the capacitance compensation means, this is constituted by a compensation pad whose surface and shape are designed so that a drift of the resonant capacitor in one direction due to a offset of turns, is compensated by a drift of this capacitance of the same amplitude in the other direction due to the compensation pad. Other features and advantages of the invention will become apparent on reading the detailed description and the accompanying drawings in which: FIG. 1 illustrates the equivalent diagram of a conventional inductive coupling technology system; FIG. 2 represents the frequency response of the system of FIG. 1; FIG. 3 illustrates the equivalent diagram of the resonant concentrator system according to the invention; FIG. 4 represents the frequency response of the system according to the invention, showing two resonance peaks; FIG. 5 illustrates a real embodiment of a system according to the invention, corresponding to the equivalent diagram of FIG. 3; FIGS. 6A and 6B show two concentrators with superposed turns, provided with a compensation pad, in two different states; FIG. 7 represents a cross section A-A of the frequency adjustment capacity of the concentrator of the system of FIG. 5; FIG. 8 shows a cross section BB of the adjustment capacity 30 made with the aid of the two concentrators of FIG. 6. DETAILED DESCRIPTION Referring to FIG. a known smart card 1 operating contactless provided with a concentrator. The smart card 1 comprises a card body 2 and an electronic module 3. The card body 2 comprises an antenna system, namely an antenna 4 in the ID1 format, equivalent to a capacitance C1 in series with an inductor L1, and an antenna 5 or concentrator, equivalent to an inductor L2. The electronic module 3 comprises a chip 6 having a resistor R and a capacitance C, and at the terminals of the chip 6, the antenna 7 of the module, equivalent to a value inductance L3. As shown in Figure 2, the module 3 has a resonance frequency Fom = 1 / 2IIVL3C, for example 32 Mhz in the example shown. The antenna system of the card body 2 is equivalent to an antenna ID1 in the form of a self-inductance L1, connected in series with a concentrator antenna in the form of a self-inductance L2, and with an adjustable capacitance C1 . The capacity adjustment is made in particular by a known method of removal of material, called "trimming", which allows to precisely adjust the capacitance C1 and therefore the resonance frequency Fop of the antenna system 4,5. , knowing that Fol, = 1 / 2M / LC1, where L is L1 + L2. The antenna system 4.5 of the card body 2 has a resonance frequency, called the primary resonance frequency, denoted Fol], which is typically quite far (for example, 14 Mhz in FIG. 2) from the resonance frequency Fom. of the module, for the reasons explained above. As explained above, this difference between the resonant frequency Fei of the antenna of the module and the resonant frequency Foi) of the antenna system of the card body causes energy losses in the transmission, and a less good coupling between the antenna system 4.5 of the card body, and the antenna 7 of the electronic module. FIG. 3 shows only the equivalent diagram of the antenna system 4.5 of the card body according to FIG. 2, but modified according to the invention. It differs from the previous one in that a capacitance 8, of value C2, connected in parallel with the antenna 5 of the concentrator, has been added, which changes the frequency behavior of the system. As can be seen in the frequency response of the system of FIG. 3, shown in FIG. 4, the antenna system 4.5 now has two resonance peaks, namely the peak corresponding to the previous FOP primary resonant frequency. (of the order of 14 Mhz in the example shown), and a second peak corresponding to a secondary resonant frequency, (35 Mhz in the example shown) much closer to the resonance frequency Fom of the module 3 (32). Mhz).

Grâce à l'ajout de la capacité C2 aux bornes du concentrateur, La nouvelle fréquence de résonance du concentrateur, notée Fou, est ramenée au voisinage de la fréquence de résonance du module. Elle se situe maintenant au voisinage de 35 Mhz, l'écart avec la fréquence de résonance du module n'étant maintenant plus que 35-32 soit 3 Mhz .By adding the capacitor C2 to the terminals of the concentrator, the new resonance frequency of the concentrator, denoted Fou, is brought back to the vicinity of the resonant frequency of the module. It is now in the vicinity of 35 Mhz, the difference with the resonant frequency of the module is now only 35-32 or 3 Mhz.

La valeur C2 de la capacité résonante 8 est choisie spécifiquement de manière que le pic de résonance secondaire Foc soit proche de la fréquence de résonance du module 3. Le module électronique 3 et le corps de carte 2 résonnent maintenant à des fréquences proches, et la performance de communication sans contact de la carte à puce avec un lecteur distant s'en trouve améliorée.The value C2 of the resonant capacitance 8 is chosen specifically so that the secondary resonance peak Foc is close to the resonant frequency of the module 3. The electronic module 3 and the card body 2 now resonate at close frequencies, and the Contactless communication performance of the smart card with a remote reader is improved.

On se réfère aux figures 5 à 8 pour expliquer les modes de réalisation de la capacité 8 de valeur C2. Comme représenté en figures 5 et 7, cette capacité 8 ajoutée peut être réalisée par exemple par l'ajout de deux surfaces conductrices 10, 11 en regard l'une de l'autre des deux côtés du support 9 d'antennes lorsqu'il s'agit d'un concentrateur 25 simple face. Ces surfaces 10,11 sont alors connectées aux bornes du concentrateur 5. Alternativement, comme représenté respectivement en vue en plan et en vue en coupe sur les figures 6 et 8, cette capacité 8 peut être réalisée par la superposition de pistes 12,13 du concentrateur 5 d'une face par rapport à l'autre, 30 dans le cas d'un concentrateur double face. Dans ce cas, la capacité 8 de valeur C2 picoFarad formée par la superposition des pistes 12, 13 dépend de la surface de superposition. Afin de compenser les variations de la surface de superposition des pistes du concentrateur double-face, on peut prévoir que dans une partie du concentrateur (par exemple la moitié gauche dans l'exemple représenté en figure 6A, à gauche de l'axe de symétrie 14), les pistes 12,13 sont superposées, et dans la moitié droite du concentrateur 5, les pistes 12, 13 du concentrateur sont décalées en 5 quinconce. De cette manière, si les alignements des spires 12,13 de la partie gauche varient au cours du procédé de fabrication d'antennes concentrateurs de plusieurs dispositifs successifs, alors les alignements de la partie droite varieront en sens contraire, de sorte que la valeur C2 de la capacité 8 sera sensiblement constante. En plus ou à la place de cette propriété de décalage, on peut prévoir un Io moyen de compensation de la variation de la capacité 8, sous la forme d'un plot de compensation 17, dont la forme et la surface sont conçues de manière à ce qu'une dérive de la capacité résonnante 8 dans un sens due à un décalage de spires du concentrateur 5, soit compensée par une dérive de cette capacité de même amplitude dans l'autre sens.Reference is made to FIGS. 5 to 8 to explain the embodiments of capacitance 8 of value C2. As represented in FIGS. 5 and 7, this added capacitor 8 can be made for example by adding two conductive surfaces 10, 11 facing each other on both sides of the antenna support 9 when it is closed. is a single-face concentrator. These surfaces 10, 11 are then connected to the terminals of the concentrator 5. Alternatively, as shown respectively in plan view and in sectional view in FIGS. 6 and 8, this capacitor 8 can be produced by the superposition of tracks 12, 13 of the concentrator 5 from one side to the other, in the case of a double-sided concentrator. In this case, the capacitance 8 of value C2 picoFarad formed by the superposition of the tracks 12, 13 depends on the superposition surface. In order to compensate for the variations of the overlapping surface of the tracks of the double-sided concentrator, provision can be made in one part of the concentrator (for example the left half in the example shown in FIG. 6A, to the left of the axis of symmetry 14), the tracks 12, 13 are superimposed, and in the right half of the concentrator 5, the tracks 12, 13 of the concentrator are staggered. In this way, if the alignments of the turns 12, 13 of the left part vary during the manufacturing process of concentrator antennas of several successive devices, then the alignments of the right part will vary in opposite directions, so that the value C2 of the capacity 8 will be substantially constant. In addition to or instead of this offset property, provision can be made for a means 10 for compensating the variation of the capacitance 8, in the form of a compensation pad 17 whose shape and surface are designed so as to that a drift of the resonant capacitor 8 in one direction due to a shift of turns of the concentrator 5, is compensated by a drift of this capacitance of the same amplitude in the other direction.

15 Il est à noter que le mode de réalisation avec un concentrateur 5 à simple face est plus facile à industrialiser mais avec de moins bonnes performances, et le mode de réalisation avec un concentrateur à double face est plus difficile à industrialiser car les pistes sont superposées, avec des tolérances de positionnement des spires qui peuvent générer des variations de capacité d'un produit à l'autre. Mais la mise en 20 oeuvre d'un plot de compensation, comme schématisé en figures 6A,6B, permet de maitriser le décalage des pistes d'une face par rapport aux pistes de l'autre face, et donc de maîtriser la valeur C2 de la capacité résonante 8 du concentrateur 5. La forme du plot de compensation 17 est obtenue par simulation des décalages des deux ensembles de pistes l'un par rapport à l'autre dans toutes les 25 directions dans le plan de la carte à puce. Par itérations à partir des décalages les plus usuels (en fréquence d'apparition et en amplitude), on obtient une forme de plot de compensation qui minimise les variations de capacité totales, c'est à dire les variations dues à la fois aux décalage des pistes et aux variations en sens contraire dues au plot de compensation.It should be noted that the single-sided concentrator embodiment is easier to industrialize but with poorer performance, and the double-sided concentrator embodiment is more difficult to industrialize because the tracks are superimposed. , with turn positioning tolerances that can generate capacity variations from one product to another. But the implementation of a compensation pad, as shown diagrammatically in FIGS. 6A and 6B, makes it possible to control the offset of the tracks of one face with respect to the tracks of the other face, and thus to control the value C2 of FIG. the resonant capacitor 8 of the concentrator 5. The shape of the compensation stud 17 is obtained by simulation of the offsets of the two sets of tracks relative to each other in all directions in the plane of the smart card. By iterations from the most usual offsets (in frequency of occurrence and in amplitude), we obtain a form of compensation pad which minimizes the total capacitance variations, that is to say the variations due to both the offset of the tracks and variations in the opposite direction due to the compensation pad.

30 Avantages de l'invention En définitive, l'invention permet d'atteindre les buts fixés. En outre, elle permet de réduire les délais nécessaires pour tester la faisabilité d'un système d'antennes ou pour industrialiser un système déjà testé. Les performances radiofréquence de l'ensemble constitué par le concentrateur 5 du corps de carte, pourvu de sa capacité de résonance, et l'antenne du module électronique, sont augmentées grâce au concentrateur résonant. La solution proposée combine les avantages de la technologie de réalisation de cartes à puce dépourvues d'une connexion physique entre le module et l'antenne, avec la possibilité d'obtenir des performances radiofréquence optimales.Advantages of the invention Ultimately, the invention makes it possible to achieve the goals set. In addition, it reduces the time required to test the feasibility of an antenna system or to industrialize a system already tested. The radiofrequency performance of the assembly constituted by the concentrator 5 of the card body, provided with its resonance capacitance, and the antenna of the electronic module, are increased thanks to the resonant concentrator. The proposed solution combines the advantages of chip technology without a physical connection between the module and the antenna, with the potential for optimal radio frequency performance.

10 En outre, le dispositif selon l'invention offre la possibilité de limiter les décalages de fréquence d'un composant à l'autre, qui sont généralement dus à la lamination des composants. Il en découle une industrialisation facilitée.In addition, the device according to the invention offers the possibility of limiting the frequency shifts from one component to the other, which are generally due to the lamination of the components. The result is an easier industrialization.

Claims

CLAIMS1 - Inductively coupled device, in particular a non-contact smart card 5, comprising on the one hand an electronic module with non-contact operation having a resonant frequency of the module (Fel), and on the other hand comprising a support (9). ) provided with an antenna system (L1, L2) consisting of an antenna (L1) in ID1 format and a concentrator antenna (L2), this antenna system (L1, L2) having a primary resonant frequency ( For), characterized in that it comprises a resonant capacitor (8) connected in parallel across the concentrator antenna (L2), able to create a secondary resonant frequency (Foc) of the concentrator antenna (L2) , closer to the resonance frequency (Fom) of the electronic module, than the primary resonance frequency (For). 15

2 - Device according to claim 1, characterized in that the resonant capacitance (8) of the concentrator (L2) is formed by two metal surfaces at least partially opposite, connected to the terminals of the concentrator (L2).

3 - Device according to claim 1, characterized in that the concentrator antenna (L2) is formed as conductive turns disposed on two sides of the support and in that the resonance capacitance (8) of the concentrator is achieved by the superposition of turns of the concentrator antenna (L2).

4 - Device according to claim 3, characterized in that it comprises a capacitance compensation means (16) adapted to compensate for variations of the secondary resonance frequency (Foc) from one device to another due to the method manufacturing devices. Device according to claim 4, characterized in that said capacity compensating means (16) consists of a staggered arrangement of a part of the surface of the turns of the concentrator antenna (L2), and a screw arrangement to screw another part of the surface of the turns of the concentrator antenna (L2). 6 - Device according to claim 4, characterized in that the capacitance compensation means (16) is constituted by a compensation pad (17) designed so that a drift of the resonant capacitor (8) in one direction due to a shift of turns of the concentrator (L2), is compensated by a drift of this capacitance of the same amplitude in the other direction.