PT2067115E - Processo e sistema de leitura optimizada de transmissor-respondedor de comunicação em radiofrequências por intermédio de um circuito passivo em ressonância - Google Patents

Description

1 DESCRIÇÃO "PROCESSO E SISTEMA DE LEITURA OPTIMIZADA DE TRANSMISSOR-RESPONDEDOR DE COMUNICAÇÃO EM RADIOFREQUÊNCIAS POR INTERMÉDIO DE UM CIRCUITO PASSIVO EM RESSONÂNCIA" A invenção diz respeito ao domínio dos processos e sistemas de transmissores-respondedores de radiofrequências, RF, e à estrutura destes transmissores-respondedores de radiofrequência.

Mais especificamente, a invenção aborda uma melhoria da leitura e/ou das comunicações entre um transmissor-respondedor susceptível de estar rodeado por diversos transmissores-respondedores e por um leitor previsto para este efeito. A invenção visa em particular uma aplicação destes processos e sistemas à leitura de documentos de viagem sob forma electrónica, tais como passaportes electrónicos sem contacto, tais como os passaportes electrónicos e visas electrónicos sob a forma de transmissores-respondedores dispostos em conjunto. Em especial, estes documentos e visas são conformes às especificações do ICAO (sigla da expressão anglo-saxónica "International Civil Aviation Organization") e à norma 2 ISO/IEC 14.443.

Os documentos de viagem tais como o passaporte electrónico e/ou visas electrónicos são constituídos por uma parte que é um documento em papel, sobre o qual são inscritas informações sobre o portador do documento referido, e por outro lado um circuito micro electrónico sem contactos que contém igualmente sob segurança informações acerca deste mesmo portador. 0 problema não resolvido aparece quando o documento de viagem do tipo passaporte electrónico tem igualmente que comportar diversos visas electrónicos.

Com efeito, são os princípios utilizados pelos circuitos microelectrónicos sem contactos que, atento o aumento do número de visas electrónicos no documento, torna a sua leitura em simultâneo cada vez mais difícil à medida que este número cresce, levando mesmo a que o seu funcionamento seja impossível quando este número excede 4 ou 5 visas. A necessidade que se explanou a nível dos documentos de viagem electrónicos é que os documentos referidos possam conter um máximo de visas electrónicos sem contacto que funcionem em simultâneo quando são submetidos a um campo magnético proveniente de um leitor sem contacto. 0 leitor e os documentos de viagem devem ser conformes com a norma ISO/IEC 14.443. 3 0 caderno de encargos do/dos visas electrónicos sem contacto exige por um lado que cada visa consuma e interactue o mais fracamente possível com o campo magnético proveniente do leitor sem contactos, e por outro lado que cada um deles provoque uma variação do campo magnético referido, a qual seja compatível com as cláusulas impostas pela norma ISO/IEC 14.443 no que toca às fases das respostas do visa em relação ao leitor. A tecnologia sem contacto proveniente da norma ISO/IEC 14.443 descreve mecanismos que permitem levar a cabo princípios de anti-colisões entre produtos sem contacto. Estes princípios propõem mecanismos lógicos que permitem extrair um produto sem contacto de entre diversos, quando eles são submetidos ao mesmo campo magnético. A condição necessária ao bom funcionamento destes princípios é que o leitor alimente todos os produtos presentes no campo que gera, e que os detecte todos.

Em especial, o mecanismo de anti-colisão sem contacto é limitado pelo consumo e pela carga magnética induzida pela soma de diversos transmissores-respondedores sem contacto. Isto limita o número de visas electrónicos legíveis num ou a partir de um passaporte electrónico.

Por outro lado, o padrão ISO/IEC 144.43 contém uma cláusula que impõe que os produtos sem contacto funcionam numa praia de campo magnético compreendida entre 4 1,5 A/m e 7,5 A/m. Esta cláusula permite aos produtos sem contacto funcionar a partir de um campo magnético com pelo menos 1,5 A/m.

Um leitor conforme com a norma poderá portanto não gerar senão um campo de 1,5 A/m em presença do documento de viagem, mantendo a conformidade em relação à norma. 0 padrão ISO/IEC 14.443 impõe igualmente a amplitude minima da resposta do produto sem contacto para que o leitor o possa detectar.

Esta amplitude minima vale pelo menos 30/ H1'2, (ou seja 18,6 mV), sendo H a amplitude do campo magnético. Este valor é definido a partir da amplitude das bandas laterais gerada em consequência da modulação de amplitude do campo magnético leitor, com a frequência de 13,56 MHz, pelo produto sem contacto, ao ritmo da sua sub-portadora cadenciado a 847 KHz.

Quando estas condições são respeitadas, o leitor sem contacto conforme com a norma devia ser capaz de recepcionar os dados do circuito microelectrónico sem contacto. O estado da técnica actual permite respeitar todas estas condições desde que se posicione um número máximo de alguns visas electrónicos no documento de viagem. Actualmente, parece que 5 visas são um valor máximo, atenta a curva de resposta dos transmissores-respondedores (figura 5 3 extraída do documento oficial N1088 da ISO/IEC JTC1/SC17/WG8). 0 inventor observou que caso se utilizem mais do que cinco produtos sem contacto, individualmente conformes com a norma, quando eles estão num mesmo documento de viagem, atentos os acoplamentos electromagnéticos entre eles, o conjunto já não é conforme a norma ISO/IEC 14.443. 0 leitor sem contacto, conforme, já não tem que ser capaz nem dos alimentar, nem de os detectar.

Esta limitação ao quantitativo de cinco, no número de transmissores-respondedores, foi considerada pelo inventor como sendo susceptível de constituir um inconveniente no desenvolvimento do passaporte electrónico, mas também de um modo geral, em relação à leitura de diversos transmissores-respondedores dispostos em conjunto, para qualquer aplicação encarada como possível para eles. 0 inventor propôs-se portanto melhorar em geral a comunicação sem contacto, com um número de transmissores-respondedores, mantendo uma potência constante no leitor.

Na técnica anterior conhecida que permitia melhorar a comunicação entre transmissores-respondedores e um leitor, conheciam-se as patentes FR 2.777.141 ou US 6.172.608.

Estas patentes propõem dispor-se de um segundo 6 circuito oscilante que pode ser ajustado para uma frequência próxima da do (ou igual à do) campo electromagnético, de tal modo que a modulação do campo magnético levada a cabo pelo transmissor-respondedor seja mais bem detectada pela antena do leitor. Estes documentos ensinam nomeadamente a utilização de um circuito em ressonância, passivo, para aumentar a distância de comunicação entre leitor e transmissor-respondedor, mantendo um bom funcionamento e sem aumentar a potência de emissão do leitor.

Conhece-se por outro lado o documento FR 2.812.482-A1, que utiliza uma antena colectiva fechada para amplificar a comunicação do leitor com diversos transmissores-respondedores dispostos sobre um mesmo suporte. A multiplicidade dos transmissores-respondedores sobre um suporte corresponde a um problema de aumento da memória de armazenagem disponível sobre o suporte. Os transmissores-respondedores têm um formato mais reduzido do que a antena passiva no que toca às questões de custo de fabrico. Este documento não ensina a optimização do número de transmissores-respondedores legíveis a uma potência constante de campo electromagnético. As reivindicações independentes são delimitadas tendo em vista este documento.

Por outro lado, a montagem de uma antena colectiva passiva fechada e associada a diversos transmissores-respondedores de dimensão mais reduzida que a 7 antena passiva não parece poder funcionar tal como se expões neste documento, no estado dos conhecimentos do especialista da técnica. A invenção tem nomeadamente como objectivo resolver os inconvenientes expostos acima.

Ela visa de um modo geral melhorias na leitura de transmissores-respondedores, melhorias que deveriam permitir levar a cabo um aumento do número de transmissores-respondedores legíveis em conjunto num campo electromagnético determinado, qualquer que seja a sua dimensão.

Ela visa igualmente propor uma optimização do número de transmissores-respondedores legíveis em conjunto para a aplicação no passaporte electrónico, conforme com as especificações do ICAO e em especial com a ISO/IEC 14.443. São proposta, a este efeito, novas características de transmissores-respondedores.

De acordo com um primeiro aspecto, a invenção tem como objecto um processo de leitura de transmissores-respondedores RF dispostos num único campo magnético de interrogação sem contacto, no qual se assegura um acoplamento magnético dos transmissores-respondedores com um circuito passivo em ressonância, durante a leitura. 0 processo caracteriza-se por a antena passiva do circuito em ressonância estar associada a pelo menos uma antena de transmissor-respondedor, e o circuito passivo em ressonância estar ajustado de um modo tal que a frequência da ressonância proveniente da associação corresponder a uma das frequências das bandas laterais de emissão do transmissor-respondedor que se pretende ler.

Estas caracteristicas de montagem permitem privilegiar a amplitude do sinal de retorno do transmissor-respondedor .

De acordo com uma concretização especifica, a associação da antena passiva do circuito em ressonância com pelo menos uma antena de transmissor-respondedor é tornada desprezável, e o circuito passivo em ressonância está ajustado com uma frequência de ressonância que corresponde a uma das frequências das bandas lateiras de emissão do transmissor-respondedor que se pretende ler.

Estas caracteristicas de montagem permitem simplificar ainda mais o processo de leitura, privilegiando a amplitude do sinal de retorno emitida pelo circuito microelectrónico do módulo antena ou transmissor-respondedor . A invenção diz respeito igualmente a um sistema de leitura de pelo menos um transmissor-respondedor RF, incluindo o sistema referido um leitor capaz de emitir num campo de interrogação, em pelo menos um transmissor- 9 respondedor, e de recolher uma resposta do transmissor-respondedor, um circuito passivo em ressonância para efectuar um acoplamento magnético com pelo menos um transmissor-respondedor aquando da leitura. 0 sistema é caracterizado pelo facto de o circuito passivo e em ressonância estar ajustado de modo a que a frequência de ressonância resultante da associação do circuito em ressonância com pelo menos um transmissor-respondedor corresponda a uma das frequências das bandas laterais de emissão do transmissor-respondedor que se pretende ler.

Um outro aspecto da invenção diz respeito a um objecto, um suporte, contendo pelo menos um transmissor-respondedor principal, pelo menos um transmissor-respondedor secundário, e um circuito passivo de ressonância associado pelo menos ao transmissor-respondedor principal.

Este objecto é caracterizado em que o circuito de ressonância passivo está ajustado de modo a que a frequência de ressonância resultando da associação do circuito de ressonância com pelo menos o transmissor-respondedor principal, corresponda a uma das frequências de ressonância das bandas laterais de emissão do transmissor-respondedor secundário. 10

Um outro aspecto da invenção diz respeito a um objecto, um suporte contendo pelo menos um transmissor-respondedor e um circuito em ressonância passivo associado pelo menos ao transmissor-respondedor; ele caracteriza-se por o circuito em ressonância passivo estar ajustado para uma frequência de ressonância correspondendo a uma das frequências das bandas laterais de emissão do transmissor-respondedor .

Um modo de concretização da invenção diz respeito a um transmissor-respondedor comportando uma antena plana sobre um suporte definindo uma espira exterior; O transmissor-respondedor é caracterizado por: •a superfície interior da espira exterior ser superior a uma superfície de 15 x 15 mm e inferior a uma superfície de cerca de 30 x 30 mm, • a antena comporta da ordem de entre 13 e 18 espiras, •a frequência de ligação está compreendida entre 15 e 18 MHz, •um factor de qualidade maior do que 30.

Um outro modo de concretizar a invenção diz respeito a um documento de viagem comportando diversas páginas entre duas capas e uma pluralidade de 11 transmissores-respondedores entre as páginas, estando cada transmissor-respondedor contido num suporte plano distinto das páginas e das capas mas tendo sensivelmente o formato de uma página. 0 transmissor-respondedor terá as caracteristicas listadas acima.

De acordo com uma forma de disposição vantajosa permitindo ter menos interferência ou acoplamentos entre os transmissores-respondedores, estes últimos são dispostos em suportes em diferentes posições, nomeadamente aleatórias.

Durante a leitura da descrição feita a titulo de exemplo não limitativo e a propósito dos desenhos, tornar-se-ão evidentes outras particularidades e vantagens da invenção, desenhos relativamente aos quais: • A figura 1 ilustra um sistema de leitura de passaporte electrónico conforme a técnica anterior; • A figura 2 ilustra um passaporte electrónico e os diferentes visas da técnica anterior; • A figura 3 ilustra curvas da tensão de resposta em função do número de transmissores-respondedores, na técnica anterior; • A figura 4 ilustra um corte da figura 5, por A-A; • A figura 5 ilustra um sistema de leitura de transmissores-respondedores conforme um modo de concretização da invenção; 12 • A figura 6 ilustra uma zona das dimensões possíveis para a antena passiva de acordo com um modo de concretização da invenção; • A figura 7 ilustra um documento de viagem conforme com um modo de concretização da invenção; • A figura 8 ilustra um sistema de leitura de documentos de viagem conforme a figura precedente; • A figura 9 ilustra uma vista sistemática do sistema de leitura da figura precedente; • A figura 10 ilustra uma configuração de leitura de transmissores-respondedores utilizando uma associação do circuito em ressonância passivo com um transmissor-respondedor principal; • A figura 11 ilustra um transmissor-respondedor de acordo com um modo de concretização da invenção; • As figuras 12, 13 ilustram modos de montagem do transmissor-respondedor de acordo com um outro modo de concretização da invenção.

Na figura 1, um sistema de leitura 1 existente de passaportes electrónicos e de visas electrónicos, sob a forma de transmissores-respondedores de tipo radiofrequência (RF) inclui um leitor apto para emitir um campo de interrogação por intermédio de uma antena emissora 13 2 e para recolher uma resposta do transmissor-respondedor submetido a este campo. 0 passaporte 3 (PICIO) e cada visa 4 (PICI1-PICI5) comportam o mesmo tipo de transmissores-respondedores, a saber um circuito electrónico (5a, 5b) de tipo RF-ID (identificação de radiofrequência) ligado a uma antena (4a-4b).

Na figura 2, o transmissor-respondedor do passaporte está imbuído na capa 6 de um passaporte 7 e cada transmissor-respondedor de visa electrónico está imbuído numa folha 8.

Na figura 3, apresenta-se um diagrama de curvas de resposta (10) em tensão, de um transmissor-respondedor com o formato IDl (formato dos passaporte actuais), culminando a mais de 35 Volt, enquanto a resposta em tensão de 5 transmissores-respondedores PICI dispostos em conjunto é de cerva de 5 Volt. Para um número superior a 5 transmissores-respondedores, a tensão cai consideravelmente e já não é possível detectar e ler mais do que 5 transmissores-respondedores à frequência de 13,56 MHz.

De um modo geral, no quadro da descrição presente, entende-se por transmissor-respondedor no quadro da descrição que se segue, qualquer circuito electrónico de identificação que utilize uma detecção ou uma comunicação recorrendo a um campo electromagnético. Não existe já 14 qualquer interesse específico em relação aos transmissores-respondedores electromagnéticos comportando uma bobina ligada a um condensador ou a um circuito integrado ou outras componentes electrónicas.

Os transmissores-respondedores incluem nomeadamente uma componente electrónica tal como um microcircuito integrado, ligada a uma antena. Eles podem ser inseridos ou associados a qualquer tipo de suporte. Eles assumem por exemplo a forma de etiquetas electrónicas adesivas, de cartões sem contacto; eles podem estar imbuídos dentro de uma embalagem, uma capa de documento, uma folha, ou outro, etc.

Os transmissores-respondedores são utilizados em diferentes domínios económicos tais como o bancário (porta-moedas electrónico), na comunicação, nos transportes, na identidade (e-passaporte, cartão de identidade). Nomeadamente na identidade, sabe-se conseguir a identificação de uma pessoa por comunicação em radiofrequência com um objecto electrónico portátil sem contacto, do tipo RFID.

De um modo geral, entende-se por leitor, no quadro da descrição que se seguirá, um dispositivo emissor/receptor munido de uma antena que cria um campo electromagnético com uma determinada frequência. A antena do dispositivo permite de igual modo modular o campo electromagnético, e medir as variações do campo 15 electromagnético. A antena do leitor é em geral constituída por uma ou diversas bobines. 0 sistema leitor-transmissor-respondedor funciona de um modo mais ou menos complexo de acordo com o tipo de transmissor-respondedor utilizado. 0 princípio geral de funcionamento consiste na emissão de um campo electromagnético com uma determinada frequência. Quando um transmissor-respondedor entra no campo electromagnético, ele é nessa altura alimentado e reage. A reacção do transmissor-respondedor provoca uma variação do campo electromagnético que é detectada pelo leitor.

Para os sistemas mais simples, o transmissor-respondedor sendo por exemplo constituído por uma bobina e por um condensador, o conjunto forma um circuito oscilante ajustado para a frequência do campo electromagnético. A presença do transmissor-respondedor no campo faz o entrara em ressonância o circuito oscilante, e provoca uma modificação do campo que pode ser detectada pelo leitor. Estes sistemas, muito simples, são hoje em dia utilizados a título de sistemas anti-roubo, nas lojas.

Para os sistemas mais complexos de todos, o transmissor-respondedor comporta por exemplo um circuito integrado, ligado a uma bobina, formando a bobina e o circuito integrado entre outros, um circuito em ressonância afinado. A presença do transmissor-respondedor no campo electromagnético alimenta o circuito integrado que modula o 16 campo electromagnético, assinalando a sua presença ao leitor. Em seguida, pode ocorrer um diálogo entre o transmissor-respondedor e o leitor, por modulação do campo electromagnético.

Nas figuras 4 e 5, um sistema de leitura permite melhoramentos da leitura de diversos transmissores-respondedores 13-16 utilizando o desempenho, na altura da leitura, de um acoplamento magnético dos transmissores-respondedores com um circuito em ressonância passivo 17. 0 sistema de leitura 12 comporta a antena de emissão e recepção 18 embutida num suporte 19, e o circuito em ressonância passivo 17 é realizado sobre um suporte plano 20 através de, por exemplo, uma folha em papel, e comporta uma antena aberta 21 cujas extremidades estão ligadas às armaduras 22, 23 do condensador. A antena é de facto de dupla face e realizada por serigrafia com tinta condutora; na face inferior, uma armadura de condensador 24 está frente às duas armaduras 22, 23 terminais, ligadas por espiras. O circuito passivo está disposto no exemplo acima da antena do leitor, por exemplo colocado ou fixado por colagem sobre um suporte plano, na proximidade da antena de radiofrequência do leitor.

Numa concretização especifica, a antena passiva do circuito em ressonância está associada pelo menos 17 durante a leitura, a pelo menos uma antena de transmissor-respondedor. Por associação, entende-se uma aproximação física das suas posições, de modo a que exista um acoplamento magnético entre ambos, com ou sem um suporte comum.

De acordo com um passo do processo, o circuito em ressonância passivo está sintonizado para uma frequência de ressonância de modo a que a frequência de ressonância resultante da associação com pelo menos a antena de transmissor-respondedor corresponda a uma das frequências das bandas laterais de emissão do transmissor-respondedor que se pretende ler. A vantagem é de favorecer a detecção pelo leitor, das variações do campo provocadas pelos transmissores-respondedores, quando eles respondem.

De preferência, os transmissores-respondedores são conformados ou concebidos de modo a serem desprezáveis na associação com o circuito em ressonância passivo, nomeadamente tomando cada um deles menos campo magnético e/ou interferindo menos com as outras antenas de transmissor-respondedor. Os transmissores-respondedores têm por esta razão um formato reduzido em comparação com a antena do circuito em ressonância passivo. No exemplo, o transmissor-respondedor é um ou são diversos de entre os transmissores-respondedores 13-16 com um formato para leitura pequeno em comparação com a antena. 0 formato 18 reduzido dos transmissores-respondedores é por exemplo inferior a 1/10, ou 1/5 do formato da antena do circuito em ressonância passivo. A vantagem é de permitir a alimentação do maior número possível de transmissores-respondedores, com uma mesma densidade de campo.

Assim, no exemplo, como esta associação é desprezável na medida em que não há influência significativa dos pequenos transmissores-respondedores sobre a frequência de ressonância resultante da associação, sintoniza-se o circuito em ressonância a uma frequência correspondendo apenas a uma das frequências das bandas laterais de emissão do transmissor-respondedor que se pretende ler.

As bandas laterais de emissão são geradas por qualquer transmissor-respondedor submetido a um campo magnético de interrogação que o transmissor-respondedor modula, nomeadamente em amplitude, durante a sua resposta.

As bandas laterais existem para outros princípios de modulação da comunicação entre um leitor e um transmissor-respondedor, em especial a modulação da fase e a modulação da frequência.

No exemplo, uma modulação de amplitude de um sinal sinusoidal com a frequência de 13,56 MHz por um sinal 19 modulante de 847 KHz correspondente à sub-portadora, gerado pelo transmissor-respondedor, cria de um ponto de vista espectral, um sinal com duas bandas laterais situadas a 13,56 MHz +/- 847 KHz, ou seja, respectivamente a 12,71 e a 14,4 MHz. São igualmente geradas outras bandas laterais para além das duas acima, mas com uma energia menor.

Para favorecer ao máximo a detecção pelo leitor e para conseguir o nivel mínimo de campo retro-modulado definido pela norma ISO/IEC 14.443, a frequência de ressonância do circuito em ressonância passivo é seleccionada a 14,4 MHz, ou seja 13,56 MHz + 847 KHz.

Ilustram-se ulteriormente outros exemplos de associação.

De acordo com uma outra concretização, determina-se pelo menos um formato F de antena de transmissor-respondedor, e uma resposta de transmissor-respondedor que tenha um comportamento ou apresente características correspondendo a este formato, e depois configura-se o circuito em ressonância passivo de modo a obter-se o comportamento ou as características que correspondam a este formato para cada transmissor-respondedor. A antena passiva foi portanto voluntariamente delimitada numa zona Z (fig. 6) entre dois rectângulos 25, 20 26 centrados um sobre o outro e com o formato IDl descrito na norma ISO/IEC 14.443, respectivamente com 81 mm x 49 mm e com 64 mm x 34 mm. A vantagem é de se poder obter uma resposta de pequenos transmissores-respondedores possuindo caracteristicas dos grandes, enquanto se permite uma leitura de mais transmissores-respondedores com campo de interrogação constante.

Isto permite nomeadamente satisfazer as especificações do ICAO, segundo as quais de modo a permitir uma leitura de um maior número de transmissores-respondedores, se fabrica um documento de viagem 27 (figura 7) do tipo passaporte electrónico ou Visa electrónico, comportando a antena passiva (ou circuito em ressonância passivo, 17, formado por uma ou mais pistas condutoras) nomeadamente na capa do passaporte.

Este documento de viagem fabricado deste modo poderá acolher um ou diversos transmissores-respondedores 13-16, cada um deles servindo-se da parte de campo local induzido pelo circuito em ressonância passivo submetido ao campo do leitor, adicionado à parte do campo emitido pela antena do leitor em torno da superfície da, ou dos módulos da, antena 13-16.

As figuras 8 e 9 ilustram o sistema de leitura de documento de viagem. Ele inclui tal como anteriormente um 21 suporte de leitura 19 contendo uma antena emissora e receptora 18 ligada a meios de tratamento e de exploração dos sinais recebidos 28. 0 circuito em ressonância 17 está fixado neste caso sob o suporte de leitura. A vantagem é recorrer a um circuito em comum ao nível leitor, para todos os passaportes. Enquanto no exemplo da figura 7, cada documento inclui um circuito em ressonância, não é indispensável que esteja disposto ao nível do leitor.

No exemplo, em conformidade com as especificações do ICAO, fixa-se a amplitude de campo magnético H do leitor a um valor superior ou igual a 1,5 A/m, e a amplitude de resposta do transmissor-respondedor a um valor superior ou igual a 30/H1'2. 0 documento de viagem comporta um transmissor-respondedor de grande formato 3, por exemplo ID1, e diversos transmissores-respondedores 13-16 a título de visas electrónicos de formatos reduzidos.

Os módulos com antena 13-16 não estão obrigatoriamente situados no plano no qual se encontra a antena passiva.

Na figura 8, o circuito em ressonância passivo 17 está disposto fora do documento de viagem. Ele está 22 associado ao sistema de leitura, estando fixado debaixo do suporte de leitura.

No entanto, poderia ter sido colocado nas proximidades, nomeadamente, por cima, colocado ou colado no suporte de leitura. 0 circuito em ressonância passivo pode ser apresentado sob a forma de uma etiqueta fixada ao documento, nomeadamente por colagem. Ele pode ser integrado no documento, nomeadamente numa das suas páginas ou nas capas.

Os transmissores-respondedores para leitura (13— 16, 3) são no documento de viagem 27B. Neste documento existem transmissores-respondedores de formatos reduzidos ditos secundários, e um transmissor-respondedor de grande formato, dito principal. Neste caso, tal como indicado em relação com a figura 10 descrita acima, é recomendado sintonizar-se o circuito em ressonância passivo levando em conta a associação com o circuito principal. O balanço de acoplamento e energético de uma solução como esta é incomparável com o balanço obtido por transmissores-respondedores de dimensão ID1 compatível com a ISO/IEC 14.443. Cada módulo-antena considerado por si só é apercebido pelo leitor como possuindo um formato, e portanto uma acção sobre o campo magnético do leitor, 23 correspondente à da antena passiva que, ela própria, é conforme com o padrão ID1 dos documentos de viagem.

As caracteristicas geométricas e eléctricas do circuito em ressonância passivo, por um lado, e por outro lado os módulos com antena, correspondem de preferência à descrição que segue:

Visto do leitor, mas igualmente dos dispositivos de teste, tais como aqueles que são descritos nos métodos de teste dos produtos sem contactos: a ISO/IEC 10373-6, o documento de viagem comportando diversos Visas electrónicos deve parecer um único produto sem contacto.

Disto resulta atentos os princípios preferidos seguintes, a realização de um circuito em ressonância passivo para incluir no documento de viagem do tipo passaporte electrónico. O circuito em ressonância passivo deve ser tal, que o seu acoplamento como leitor provoque um efeito conforme com as cartas sem contacto equipadas com uma antena com o formato ID1.

Ele deve provocar uma carga fraca sobre o campo electromagnético gerado pelo leitor. Esta carga deve corresponder à provocada pela referência PICC anexo D da norma ISO/IEC 10.373-6, ajustada a 6 Volt para Hmin· A carga induzida pelo transmissor-respondedor corresponde a uma 24 antena IDl sintonizada para 13,56 MHz, comportando uma parte resistiva de 1,8 kQ cuja tensão que resulta do campo de interrogação é inferior a 6 V, continua, nos terminais da carga.

Isto confere ao circuito em ressonância as caracteristicas geométricas adiante.

Tal como se descreveu acima, a antena passiva foi portanto voluntariamente delimitada numa zona Z entre dois rectângulos 25, 26, centrados um sobre o outro e com o formato IDl descrito na norma ISO/IEC 14.443, respectivamente com 81 mm x 49 mm e com 64 mm x 34 mm (fig. 6) .

De modo a não limitar demais o campo gerado pelo leitor sem contacto, limita-se voluntariamente o factor qualidade do circuito em ressonância passivo a um valor inferior a 30. O coeficiente de qualidade óptimo deste circuito em ressonância para cumprir as condições descritas mais acima, está compreendido entre 10 e 20. O valor óptimo do factor qualidade do circuito em ressonância passivo é de 20. Isto autoriza tecnologias de desenho de antena com uma forte resistência eléctrica tais como usando serigrafia com tinta de prata ou ainda com tinta de carbono. Atenta a necessidade de um factor de sobretensão, o circuito em 25 ressonância passivo deve ser constituído por uma antena constituída por diversas voltas, e ligada a um condensador. 0 circuito em ressonância passivo deve fornecer aos módulos com antenas acopladas electromagneticamente, a energia adicional de que elas têm necessidade devido a terem uma pequena superfície de acoplamento com o leitor. 0 circuito em ressonância passivo deve gerar um campo local adicional ao proveniente do leitor, que permitirá a alimentação dos módulos com antena.

Por outro lado, (figura 11) o transmissor-respondedor 13 pode ser realizado sob a forma de um módulo com antena conforme com a tecnologia de carta com microcircuito integrado. Ele comporta uma antena plana 29 sobre um suporte isolante 30 (filme dieléctrico) num plano, e ligada a um microcircuito integrado 31. O microcircuito integrado pode incluir ou não uma resina de revestimento para protecção 32. O conjunto pode apresentar uma espessura global inferior a 1 mm. A antena 29 é de preferência realizada em fio metálico ou como uma gravura em cobre, de modo a apresentar um bom factor de qualidade. O transmissor-respondedor terá vantajosamente um tamanho razoável, por exemplo: Comprimento de 25 mm e largura de 15 mm, comportando uma antena com uma quinzena de voltas, por exemplo entre 13 e 18 espiras. O número de 26 espiras dependerá muito fracamente do tipo de microcircuito integrado que se haja seleccionado.

Cada espira por exemplo em cobre, possui por exemplo uma espessura da ordem de 50 a 300 ym, com um espaçamento entre duas espiras contíguas da ordem de 50 a 200 ym.

Um compromisso ou optimização entre as relações entre superfícies tem que ser feito. Um módulo-antena com uma superfície pequena demais, por exemplo inferior a 10 mm por 10 mm, necessitaria de um posicionamento muito preciso em relação ao circuito em ressonância passivo, para permitir um bom funcionamento, o que exclui a priori as realizações com base em antena realizadas directamente sobre a superfície do microcircuito integrado.

Pelo contrário, um módulo-antena com uma dimensão superior a 30 mm por 30 mm consumiria campo magnético demais e acoplar-se-iria demais com os outros módulos com antena, para permitir o funcionamento de diversos dispositivos com microcircuitos integrados ou visas electrónicos.

De uma forma ideal, a frequência de ressonância dos transmissores-respondedores é de 17 MHz.

Atenta a geometria dos transmissores-respondedores, a sua frequência de ressonância, e o número 27 de voltas que apresentam, o número de voltas óptimo para o circuito em ressonância passivo é de 4 voltas. A superfície das armaduras de condensador é calculada de modo a que se consiga a sintonia da frequência que se mencionou anteriormente.

Na figura 10, o circuito em ressonância passivo 17 está associado a um transmissor-respondedor apresentando uma antena com uma dimensão comparável à do circuito passivo. A sua importância é tal que ele deve ser considerado quando se regula a concordância de frequência do circuito em ressonância passivo.

Com efeito, a frequência de ressonância resultante de dois circuitos é definida pela relação: fre$,2 = fres

Vl+k k: coeficiente de acoplamento entre os transmissores-respondedores (igual a 1 quando o acoplamento for máximo) fres,2: frequência de ressonância resultante da associação dos dois transmissores-respondedores de frequência de ressonância igual a "fres".

Pode tratar-se por exemplo do transmissor-respondedor com formato ID1 tal como disposto actualmente na capa do passaporte electrónico da técnica anterior, ou 28 de um dos visas electrónicos com formato IDl, da figura 2. 0 circuito em ressonância passivo está sintonizado de modo a que a frequência de ressonância resultando da associação, M, corresponda a uma das frequências das bandas laterais de emissão do transmissor-respondedor que se pretende ler.

Os dois elementos associados podem estar agrupados em conjunto sobre um mesmo suporte, por exemplo uma capa 6A de um documento de viagem.

Por extensão deste principio, a associação pode dizer respeito a vários transmissores-respondedores desde que o seu número total lhes confira uma importância não desprezável.

De acordo com uma disposição vantajosa ilustrada nas figuras 12, 13, cada visa electrónico está disposto sobre um suporte 33, 34, por exemplo uma folha que tenha sensivelmente o formato do documento ou ligeiramente menor. Na aplicação ao passaporte, o suporte tem o formato IDl ou é ligeiramente menor. 0 importante é que não se deixe liberdade ao utilizador aquando da fixação ou o deslizamento no documento.

Este suporte 33 de transmissor-respondedor deve ser deslizado no documento, ou colado sobre uma página, nomeadamente por intermédio de um revestimento auto- 29 colante. 0 transmissor-respondedor 13 está disposto numa posição aleatória no interior do suporte, quando se fabrica o visa, nomeadamente por laminação. Na figura 12, ele está disposto ao longo do bordo lateral esquerdo 35, enquanto se encontra disposto ao longo do bordo lateral direito 36 na figura 13. Assim, quando existe uma sobreposição das duas folhas, os transmissores-respondedores acoplam-se menos em conjunto.

Um processo de realização dos transmissores-respondedores deve incluir para este efeito um passo e meios para conseguir uma disposição aleatória ou variada do transmissor-respondedor numa superfície de folha que serve de suporte do transmissor-respondedor, por exemplo, inserir o transmissor-respondedor em sanduíche quando se laminam as folhas.

Deste modo, quando integra o documento de viagem, ele estará também distribuído aleatoriamente em relação aos outros transmissores-respondedores. Em consequência as etiquetas tornam-se todas diferentes de um ponto de vista magnético, e poderão mais facilmente funcionar, mesmo sobrepostas.

Deste modo, graças à invenção, é possível viabilizar a aplicação Visa electrónico com um número mais importante de visas electrónicos. As características 30 preferidas expostas acima neste documento permitiram ler até 15 transmissores-respondedores conformes com as especificações do ICAO. O processo de leitura poderá recorrer a um mecanismo ou protocolo de anti-colisão de um tipo conhecido, nomeadamente aquele que foi descrito na norma. O mecanismo pode ser despoletado por iniciativa dos meios de tratamento do leitor. A invenção, examinada sobre um outro aspecto, permite a realização de documentos de viagem electrónicos. Um tal documento deve incluir uma série de transmissores-respondedores conformes a diversas limitações ou especificações, nomeadamente normativas (ICAO), que impõem pelo menos um formato ID1 de antena de transmissor-respondedor, uma amplitude minima de campo magnético H de leitura e uma amplitude minima de resposta dos transmissores-respondedores.

De acordo com este outro aspecto, o transmissor-respondedor é realizado com um formato de antena inferior do formato ID1, e monta-se o transmissor-respondedor referido com um circuito em ressonância passivo tendo um condensador e uma antena passiva com o formato ID1 de modo a que o transmissor-respondedor seja visto pelo leitor como um transmissor-respondedor com o formato IDl. O documento de viagem de acordo com a invenção 31 pode comportar diversas páginas e uma pluralidade de transmissores-respondedores entre as páginas, estando cada transmissor-respondedor contido num suporte plano distinto das páginas mas tendo sensivelmente a forma de uma página do documento.

Este documento é facilmente legivel com o conjunto dos transmissores-respondedores, na medida em que os transmissores-respondedores estão dispostos nos suportes em posições diferentes.

Em consequência disto, a invenção distingue-se igualmente por um conjunto ou um jogo de transmissores-respondedores, nomeadamente para visas electrónicos, em que cada transmissor-respondedor esteja disposto numa folha (33, 34) com um formato maior do que ele próprio, e em que os transmissores-respondedores estejam dispostos nas folhas (33, 34), em posições diferentes de folha para folha.

Embora a invenção tenha sido descrita principalmente em relação a um documento de viagem, ela aplica-se nomeadamente a qualquer objecto suporte de um circuito em ressonância passivo associado pelo menos a um transmissor-respondedor, tal como por exemplo, uma etiqueta electrónica, um cartão com um microcircuito integrado compreendendo um módulo-antena associado a um circuito em ressonância passivo, cuja antena tenha o formato de um cartão com um microcircuito integrado sem contacto ID1. 32

Estes objectos são de preferência portáteis, tal como um cartão com um microcircuito integrado ou um telefone celular. A antena passiva pode estar incluída no corpo do cartão com microcircuito integrado, nomeadamente em torno do módulo antena encartonado numa cavidade padrão de cartão com microcircuito integrado. A antena passiva com o circuito em ressonância pode também estar integrada num leitor.

Lisboa, 21 de Fevereiro de 2011.

Claims (20)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo de leitura de transmissores-respondedores RF dispostos num mesmo campo magnético de interrogação, no qual se assegura um acoplamento magnético dos transmissores-respondedores com um circuito em ressonância passivo (17) a quando da sua leitura, caracterizado por a antena passiva (21) do circuito em ressonância estar associada pelo menos a uma antena de transmissor-respondedor (3, 13-16) , e por o circuito em ressonância passivo estar sintonizado de modo a que a frequência de ressonância resultante da associação (M) corresponda a uma das frequências das bandas laterais de emissão do transmissor-respondedor (3, 13-16) que se pretende ler.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação precedente, em que a associação da antena passiva (21) do circuito em ressonância passivo com pelo menos uma antena de transmissor-respondedor (3) seja tornada desprezável e o circuito em ressonância passivo (17) estar sintonizado para uma frequência de ressonância correspondente a uma das frequências das bandas laterais de emissão do transmissor-respondedor que se pretende ler.
3. 3. Processo de leitura de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado por o processo 2 comportar além disto um passo de acordo com o qual: - se configuram os transmissores-respondedores (13-16) de modo a que sejam desprezados na associação com o circuito em ressonância passivo (17), consumindo cada um deles menos campo magnético e/ou intervindo menos com as outras antenas de transmissor-respondedor.
4. 4. Processo de leitura de acordo com a reivindicação precedente, em que - se determine pelo menos um formato de antena e uma resposta de transmissor-respondedor que tenha um comportamento correspondente a este formato, - se configure o circuito em ressonância passivo e de modo a que se obtenha um comportamento correspondente a este formato para cada transmissor-respondedor.
5. 5. Processo de leitura de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a antena passiva ser delimitada entre dois rectângulos respectivamente de 81 mm x 49 mm, e de 64 mm x 34 mm.
6. 6. Processo de leitura de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por as bandas laterais serem respectivamente seleccionadas a cerca de 13,56 MHz ± 3 847 kHz, ou seja respectivamente a 12,71 e a 14,4 MHz, a frequência de interrogação sendo de 13,56 MHz cadenciada a 847 KHz.
7. 7. Processo de leitura de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a antena do circuito em ressonância passivo (17) comportar entre 3 e 6 espiras.
8. 8. Processo de leitura de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o circuito em ressonância passivo (17) apresentar um factor de qualidade com valor inferior a 30.
9. 9. Processo de leitura de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o transmissor-respondedor ter um formato reduzido e possuir uma antena cuja superfície, no interior da espira exterior, tenha uma área superior a 15 x 15 mm e seja inferior a uma área de cerca de 30 x 30 mm.
10. 10. Processo de leitura de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado por a antena do transmissor-respondedor comportar um número da ordem de 13 a 18 espiras.
11. 11. Processo de leitura de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado por a frequência de sintonia estar compreendida entre 15 e 18 MHz. 4
12. 12. Processo de leitura de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado por o transmissor-respondedor possuir um factor de qualidade superior a 30.
13. 13. Processo de leitura de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado por cada transmissor-respondedor (13, 14) estar disposto num suporte, numa posição aleatória, permitindo o suporte diversas posições dos transmissores-respondedores, as quais não sejam sobreponiveis umas às outras.
14. 14. Sistema de leitura (12) com pelo menos um transmissor-respondedor RF, incluindo o sistema referido: - um leitor (18, 19, 28) apto para emitir um campo de interrogação sobre pelo menos um transmissor-respondedor (13, 14) e para recolher uma resposta do transmissor-respondedor, - um circuito em ressonância passivo (17), para efectuar um acoplamento magnético com pelo menos um transmissor-respondedor, durante a leitura, caracterizado por o circuito em ressonância passivo (17) estar sintonizado de modo a que a frequência de ressonância resultante da associação (M) do circuito em ressonância com pelo menos um transmissor-respondedor (3, 5 13) corresponda a uma das frequências das bandas laterais de emissão do transmissor-respondedor que se pretende ler.
15. 15. Objecto suporte contendo pelo menos um transmissor-respondedor principal, pelo menos um transmissor-respondedor secundário e um circuito em ressonância passivo associado pelo menos ao transmissor-respondedor principal, caracterizado por o circuito em ressonância passivo (17) estar sintonizado de modo a que a frequência de ressonância resultante da associação (M) do circuito em ressonância com o transmissor-respondedor principal (3) pelo menos, corresponda a uma das frequências das bandas laterais de emissão do transmissor-respondedor secundário (13) .
16. 16. Objecto suporte contendo pelo menos um transmissor-respondedor (13-16) e um circuito em ressonância passivo (17) associado pelo menos ao transmissor-respondedor, caracterizado por o circuito em ressonância passivo (17) estar sintonizado a uma frequência de ressonância correspondente a uma das frequências das bandas laterais de emissão do transmissor-respondedor.
17. 17. Objecto suporte de acordo com a reivindicação precedente, comportando o transmissor- 6 respondedor uma antena plana sobre um suporte definindo uma espira exterior, caracterizado por: - a superfície no interior da espira exterior ser superior a uma área de 15 x 15 mm e inferior ou igual a uma área de cerca de 30 x 30 mm, - a antena comportar um número de espiras da ordem de 13 a 18, - a frequência de sintonia estar compreendida entre 15 e 18 MHz, - um factor de qualidade superior a 30.
18. 18. Documento de viagem (27) comportando um objecto suporte de acordo com a reivindicação precedente, comportando o objecto diversas páginas entre duas capas, e uma pluralidade de transmissores-respondedores (13-16) entre as páginas, estando cada transmissor-respondedor contido num suporte plano (33, 34) distinto das páginas ou das capas mas tendo sensivelmente o formato de uma página.
19. 19. Documento de viagem de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado por os transmissores-respondedores estarem dispostos nos suportes (33, 34) em posições diferentes.
20. 20. Objecto suporte de acordo com a reivindicação 17, comportando um conjunto de transmissores-respondedores conformes com a reivindicação 17, estando cada um dos transmissores-respondedores disposto numa folha (33, 34) com um formato maior do que o dele, caracterizado por os transmissores-respondedores estarem dispostos nos suportes (33, 34) em posições que sejam diferentes de folha para folha. Lisboa, 21 de Fevereiro de 2011.