WO2013072627A1 - Antenna device for a smart card - Google Patents

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WO2013072627A1
WO2013072627A1 PCT/FR2012/052630 FR2012052630W WO2013072627A1 WO 2013072627 A1 WO2013072627 A1 WO 2013072627A1 FR 2012052630 W FR2012052630 W FR 2012052630W WO 2013072627 A1 WO2013072627 A1 WO 2013072627A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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windings
winding
passive
antenna device
antenna
Prior art date
Application number
PCT/FR2012/052630
Other languages
French (fr)
Inventor
Loïc Le Garrec
Agnès Duval
Original Assignee
Oberthur Technologies
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0723—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
    • G06K19/0726—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs the arrangement including a circuit for tuning the resonance frequency of an antenna on the record carrier

Definitions

  • the present invention relates to an antenna device for a smart card.
  • Said card reader may be in contact.
  • the card also includes a contact sticker whose contacts are connected to pins of the chip, to allow the reader to come into electrical contact with the chip, in order to power the chip and / or exchange data with it.
  • Said card reader may alternatively or complementarily be without contact.
  • the card comprises an antenna device connected to pins of the chip.
  • the reader is then able to produce a modulated magnetic field, in order to supply the chip and / or exchange data with it, typically at a frequency of 13.56 MHz.
  • Such an antenna device comprises an active winding connected to antenna pins of the chip.
  • This winding, used as receiving antenna is said to be active, or closed, in that each of the two ends of this winding is respectively connected to one of two antenna pins of the chip.
  • Such a winding is made in the form of turns, advantageously concentric, arranged on the support card.
  • a conventional embodiment comprises at least one track conductive printed on a dielectric support.
  • Another embodiment is to embed a wire in a plastic substrate.
  • Such antenna devices exist that operate on deployment surfaces corresponding to a large standardized format of smart card ID-1, 53.9 x 85.6 mm (credit card format).
  • the antenna device For an antenna device to be able to effectively exploit the modulations of the magnetic field, the antenna device should be tuned in frequency.
  • the circuit formed by the antenna device and the chip must advantageously have a resonance frequency corresponding to optimal operation of the chip.
  • the problem that we propose to solve is to make an antenna device on a reduced deployment surface.
  • Such a reduction of the deployment surface inevitably leads to a modification of the track length, the number and the area delimited by the turns made.
  • These modifications do not fail to cause a modification of the electrical characteristics: resistance, inductance and capacitance, and thus a modification of the resonant frequency of the circuit formed by the antenna device and the chip. But it is imperative to keep the same resonance frequency.
  • the object of the invention is to provide a contactless or dual chip card comprising the same type of chip and therefore requiring the same resonance frequency, while drastically reducing the area of the deployment area allocated to the antenna device. , until this deployment zone is, for example, included in a rectangle of 26.9 x 17.5 mm. This can advantageously reduce the size of the smart card to a much smaller size than an ID-1 format.
  • the invention relates to an antenna device for a smart card comprising a support card and a chip comprising two antenna pins, said antenna device comprising an active winding, each of whose two ends is respectively connected to the antenna.
  • one of the two antenna pins of the chip a first set of windings comprising at least one passive winding, one end of which is connected to one of the two antenna pins of the chip and the other end is left free, and a second winding set comprising at least one passive winding, one end of which is connected to the other of the two antenna pins of the chip and the other end is left free.
  • the first set of windings and the second set of windings comprise the same number of passive windings per set, at least equal to two.
  • the passive windings of the first set of windings and the passive windings of the second set of windings have substantially the same length.
  • the passive windings of the first set of windings and the passive windings of the second set of windings are wound in the same direction.
  • the passive windings of the first set of windings and the passive windings of the second set of windings are wound centripetally, from the end connected to the end left free.
  • the antenna device comprises two faces, and the Passive windings of each of the winding sets are distributed on both sides.
  • the passive windings on the same face are interlaced.
  • the active winding comprises turns on each of the two faces.
  • the active winding occupies the most peripheral zones of the deployment surface, and the passive windings occupy the more central zones.
  • the antenna device is disposed in a deployment surface included in a rectangle of 26.9 x 17.5 mm.
  • FIG. 1 shows a typical smart card, as well as the card formats
  • FIG. 2 shows an embodiment according to the prior art
  • FIG. 3 shows deployment surfaces
  • FIG. 4 shows a connection diagram of the different windings according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows a connection diagram of the different windings according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 6 presents an equivalent electrical diagram of one embodiment of the invention
  • FIG. 7 is a block diagram of the relative disposition of the active winding of an embodiment of the invention.
  • FIG. 8 completes the diagram of FIG. 7 with the relative arrangement of the passive windings
  • Figure 9 shows an exploded three-dimensional view of an illustrative embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a typical smart card 1.
  • a smart card 1 typically comprises a support card 2, 3.
  • This support card 2 can be in ID-1 format, ie 53.9 ⁇ 85.6 mm (credit card format). Alternatively, this support card 3 may be in a smaller format.
  • This support card 2, 3 is made of a plastic material plate with a thickness of 0.76 mm. In the thickness of this support card 2, 3 is made by countersinking a cavity.
  • a microprocessor or chip 4 is typically assembled with a thin surface support substantially equal to the cavity previously made.
  • a contact sticker 5, in the case of a card usable with a contact reader, can still be added. The contact sticker 5 is wired with the chip 5. It is optional in the case of a smart card 1 comprising an antenna device.
  • Said chip 4 comprises a number of electrical connection pins, of which two pins a, b, are antenna pins intended to connect the two poles of the antenna device to chip 4.
  • the antenna device comprises at least one active winding A.
  • the active term here means a winding of which a first end 8 is connected to a first antenna pin a of the chip 4, and a second end 9 is connected to a second antenna pin b of the chip 4.
  • Such active winding A which forms a closed loop, is necessary and is the only one actually active to receive the modulations of the magnetic field.
  • FIG. 2 illustrates, according to the prior art, an embodiment of an antenna device comprising an active winding A, whose two ends 8, 9 are connected respectively to the terminals a, b of the chip 4.
  • An antenna device when connected to a chip 4, behaves like an oscillating circuit.
  • the resonant frequency of this oscillating circuit depends on its electrical characteristics.
  • the winding or windings are characterized by their resistance, inductance and capacitance. In this respect, chip 4 behaves as a capability.
  • a winding of an antenna device is typically realized by a conductive track printed on or embedded in a dielectric surface, such as that of a support card 2, 3.
  • a winding is advantageously made in the form of turns, in order to realize loops adapted to transform the modulations of the magnetic field current usable by the chip 4. These turns are advantageously arranged close to each other to optimize the deployment surface used on the support.
  • a space of the order of magnitude of the width of a track, from 100 to 500 ⁇ , is typically left between two turns.
  • a winding 6 made on a large format deployment surface 2 makes it possible to produce one or more windings of greater length, comprising a larger number of turns, and / or with a turn surface. larger than for a winding 7 made on a deployment surface 3 of small size.
  • a reduction in the number of turns of an active winding A has the effect of reducing its length and thus the resistance of the active winding A, which has the beneficial effect of improving the radiofrequency performance of the antenna.
  • a reduction in the number of turns of an active winding A also has the effect of reducing the inductance of the active winding A, which has the effect of increasing the resonance frequency.
  • an antenna device comprises an active winding A connected by its first end 8 to the antenna pin a and by its second end 9 to the antenna.
  • antenna pin b There is added to the antenna device a first set of windings associated with an antenna pin a among the two antenna pins a, b of the chip 4 and a second winding set associated with the other pin of the antenna.
  • antenna b of the chip 4 There is added to the antenna device a first set of windings associated with an antenna pin a among the two antenna pins a, b of the chip 4 and a second winding set associated with the other pin of the antenna.
  • Each winding set comprises at least one passive winding P.
  • a winding P which completes the antenna device, is said to be passive, or else open, in that only one of the two ends of this winding P is connected.
  • the other end of the winding P is left free, and is not connected.
  • the antenna device then comprises at least one passive winding Pla, belonging to the first winding set associated with a first antenna pin a and at least one passive winding Plb, belonging to the second winding set. associated with a second antenna pin b.
  • One end 10 of the passive winding Pla is connected to the antenna pin a and the other end 11 remains free.
  • One end of the passive winding Plb is connected to the other pin antenna b and the other end remains free.
  • the increase in the capacitance, in parallel with the chip 4, has the effect of reducing the resonant frequency of the circuit comprising the antenna device and the chip 4, which advantageously contributes to compensating the frequency variation occasioned by the reduction in the number number of turns of the active winding A.
  • the first set of windings and the second set of windings comprise the same number of passive windings per set.
  • the multiplication of the passive windings, thus paired pairwise, is advantageous in that it allows to increase the equivalent capacity.
  • a significant improvement is obtained with the second pair of passive windings, a number of passive windings per set equal to two and a total number of passive windings equal to four.
  • the small size of the deployment surface 3 of the antenna device in practice prevents further increasing this passive winding number by a game beyond this value of two. This is, however, to be moderated according to the number of layers used to make the antenna device, as will be described later.
  • FIG. 5 thus schematically illustrates an embodiment with four passive windings Pla, P2a, Plb, P2b.
  • the passive windings Pla and P2a are connected directly to the antenna pin a.
  • the passive windings Plb and P2b are connected directly to the antenna pin b.
  • Each passive winding Pla, P2a of the first set is advantageously paired with a passive winding Plb, P2b
  • these windings being electrically separated, either by a distance and therefore air, or by a dielectric other than air, form two by two capacitors, each winding of which forms a reinforcement.
  • One armature belonging to the first set is connected to the first antenna pin a, and the other armature belonging to the second set is connected to the second antenna pin b.
  • Each such capacitor thus contributes to increasing the capacity of the circuit formed by the antenna device and the chip 4.
  • the passive windings Pla, P2a of the first set of windings and the passive windings Plb, P2b of the second set of windings have substantially the same length, in order to form balanced capacitor plates.
  • the passive windings of the first set of windings Pla, P2a and the passive windings Plb, P2b of the second set of windings are wound in the same direction.
  • the passive windings Pla, P2a of the first set of windings and the passive windings Plb, P2b of the second set of windings are wound centripetally from the connected end 10 to the free end 11.
  • the antenna device comprises two faces 12, 13.
  • This thin, advantageously dielectric support may, for example, be a thin layer of PET, for example with a thickness equal to 75 ⁇ , or a thin layer of epoxy glass, for example with a thickness equal to 100 ⁇ .
  • the different windings A, Pla, P2a, Plb, P2b are then printed in a distributed manner on both sides.
  • the passive windings of each of the winding sets are distributed on both sides.
  • the first passive winding Pla is made on a first face 12, while the second passive winding P2a is formed on the other face 13.
  • the first passive winding Plb is formed on a first face 12, while the second passive winding P2b is formed on the first Another face 13.
  • a passive winding Pla, P2a of the first set is wound in parallel, on either side of the thin support, of a passive winding Plb, P2b, of the second set, and forms with it a capacitor.
  • the passive winding Plb is arranged in parallel, on either side of the thin support, the passive winding P2a.
  • the passive windings on the same face are interlaced.
  • Two passive windings located on the same face 12, 13 belong to different sets and are therefore connected to different antenna pins a, b.
  • the passive winding Pla is on the same side as the winding Plb and they together form a capacitor.
  • the passive winding P2a is on the same side as the winding P2b and they together form a capacitor.
  • FIG. 6 shows an equivalent electrical diagram of antenna device thus produced.
  • the electrical diagram comprises a capacitor C shown in the chip 4.
  • the electrical diagram further comprises an inductance L of the active winding A, here represented by two inductors L1 and L2 according to an embodiment described above.
  • the equivalent circuit diagram further comprises a capacitance between the passive windings of each set, located in parallel on two opposite faces.
  • the coupling between the passive windings Pla and P2b forms a capacity capacitor Cla2b.
  • the coupling between the passive windings P2a and Plb forms a capacity capacitor C2alb.
  • the equivalent circuit diagram also includes a capacitance between the passive windings of each set, located on the same face and interlaced.
  • the coupling between the passive windings Pla and Plb forms a capacity capacitor Clalb.
  • the coupling between the passive windings P2a and P2b forms a capacity capacitor C2a2b.
  • a capacitive coupling also appears between a passive winding Pla, P2a, Plb, P2B and the active winding A. It is however negligible and is not shown in the equivalent diagram of FIG. 6.
  • the active winding A is divided into two sets of turns A1, A2, each disposed on one of the two faces 12, 13 of the support thin antenna device.
  • the active winding A occupies the most peripheral zones of the deployment surface 3.
  • the performance of an antenna increases with the surface delimited by the turns of the active winding A. Placing the turns the active winding A at the periphery of the deployment surface 3 makes it possible to increase the area delimited by the turns.
  • the different passive windings Pla, P2A, Plb, P2b are arranged in the spaces remaining available, ie the more central spaces. It should be noted that some spaces are reserved, for example to the implementation of the chip 4, or the passage of some vias needed to connect the windings on either side of the thin support.
  • a via is a driver crossing the thin support from side to side.
  • FIG. 7-8 is presented a possible embodiment of the deployment of an antenna device according to the invention.
  • This embodiment comprises an active winding A and four passive windings Pla, P2a, Plb, P2b.
  • connection of the chip 4 is made on the first face 12, by means of the antenna pins a, b.
  • a third via 16 is still present in a corner of the deployment surface 3, and creates a passage point in electrical continuity between the two faces 12, 13.
  • FIG. 7 is illustrated the active winding A.
  • This winding begins at the first antenna pin a, on the first face 12.
  • a winding A2 comprising a set of substantially concentric turns, contiguous, deposited in a centrifugal clockwise direction relative to the plane of the figure.
  • This winding A2, disposed on the second face 13, leads to the via 16, which allows it to change its face, to pass on the first face 12.
  • the active winding A is here divided into two windings A1, A2, each disposed on one of the faces 12, 13. These two windings A1, A2 are arranged at the periphery of the deployment surface 3. They are connected in series and form a single active winding A.
  • the active winding A, Al, A2 is shown, for the record, as a dashed line.
  • a first passive winding Pla connected to the first antenna pin a is disposed on the first face 12 of the thin support. Passive winding Pla starts at antenna pin a. It then wraps in the space left free by the active winding A and the cavity of the chip 4, in concentric turns. This free space is substantially in the form of a U.
  • the passive winding Pla intertwines, one turn out of two, with a second passive winding Plb connected to the second antenna pin b and also disposed on the first face 12 thin support in concentric turns.
  • the two passive windings Pla and Plb are both wound in the same direction, or in a counterclockwise centripetal direction, in the plane of the figure.
  • each of the two windings Pla and Plb is left free of connection, substantially in the center of the common winding spiral. This is not shown in Figure 8 where the passive windings are interrupted before term, and represented by a dotted line. This is visible in Figure 9 which shows all the active and passive windings in extenso.
  • a third passive winding P2a is connected to the first antenna pin a through the via 14.
  • the passive winding P2a is disposed on the second face 13 of the thin support.
  • the passive winding P2a starts at the output a 'of via 14 connected to the first antenna pin a.
  • the passive winding P2a then wraps in the space left free by the active winding A, in concentric turns.
  • the free space here has the shape of a rectangle.
  • the passive winding P2a bypasses the pellets a ', b', output of the three vias 14-16.
  • the passive winding P2a intertwines, every other turn, with the fourth passive winding P2b connected to the second antenna pin b by the second via 15, starting at the output b 'of said via 15, and also disposed on the second face 13 of the thin support, and wound in concentric turns.
  • the two passive windings P2a and P2b are both wound in the same direction, or in a counterclockwise centripetal direction, in the plane of the figure.
  • each of the two windings P2a and P2b is left free of connection, substantially in the center of the common winding spiral. This is not shown in Figure 8 where the passive windings are interrupted before term, and represented by a dotted line. This is visible in Figure 9 which shows all the active and passive windings in extenso.
  • FIG. 9 represents, according to an identical embodiment, an exploded 3D view, an example of a preferred actual layout plan of an antenna device according to the invention, comprising an active winding divided into two parts on each of the two faces 12, 13 and four passive windings.
  • the antenna device is made on a thin support, such as a PET film. This film can still serve as distribution support of the antenna device.
  • the antenna device is then dispensed onto a PET sheet and can be supplied in a reel like the other electronic components.
  • the assembled thin support In a countersink made in the thickness of the support card is deposited the assembled thin support.
  • This assembled thin support comprises the chip 4 connected to an antenna device, delivered on one or more PET sheets.
  • the assembled thin support still accommodates, above the antenna device, a contact sticker 5.
  • the correction of the resonance frequency by passive windings makes it possible, according to the teaching of the invention, to produce an antenna device adapted in frequency to a given chip 4, on a reduced deployment surface 3 included inside. a rectangle of 26.9 x 17.5 mm.
  • the antenna device illustrated in Figure 9 achieves the following results.
  • a magnetic field of 1.5 A / m produces a retro modulation of 30 mV. This is much greater than the value of 18 mV under the same magnetic field conditions as required by ISO 14443-2.
  • the same device, at 4 cm achieves a retro modulation of 6.2 mV. This is well above the value of 5 mV required by the PayPass standard.

Abstract

Antenna device for a smart card comprising a supporting card (3) and a chip (4) comprising two antenna prongs (a, b), said antenna device comprising an active coil (A) wherein each of the two ends (8, 9) is respectively connected to one of the two antenna prongs (a, b) of the chip (4), a first set of coils comprising at least one passive coil (Pla) wherein one end (10) is connected to one of the two antenna prongs (a) of the chip (4) and the other end (11) is left free, and a second set of coils comprising at least one passive coil (Plb) wherein one end is connected to the other of the two antenna coils (b) of the chip (4) and the other end is left free.

Description

DISPOSITIF D'ANTENNE POUR CARTE A PUCE  ANTENNA DEVICE FOR A CHIP CARD
La présente invention concerne un dispositif d'antenne pour carte à puce. The present invention relates to an antenna device for a smart card.
Dans le domaine des cartes à puces, il est connu d'alimenter en énergie et d'échanger des données avec un microcontrôleur ou puce embarqué sur une carte support au moyen d'un lecteur.  In the field of smart cards, it is known to supply power and exchange data with a microcontroller or chip embedded on a support card by means of a reader.
Ledit lecteur de carte peut être à contact . Dans ce cas, la carte comprend encore une vignette de contact dont les contacts sont reliés à des broches de la puce, afin de permettre au lecteur de venir en contact électrique avec la puce, afin d'alimenter la puce et/ou d'échanger des données avec elle.  Said card reader may be in contact. In this case, the card also includes a contact sticker whose contacts are connected to pins of the chip, to allow the reader to come into electrical contact with the chip, in order to power the chip and / or exchange data with it.
Ledit lecteur de carte peut alternativement ou complémentairement être sans contact. Dans ce cas, la carte comporte un dispositif antenne relié à des broches de la puce. Le lecteur est alors apte à produire un champ magnétique modulé, afin d'alimenter la puce et/ou d'échanger des données avec elle, typiquement selon une fréquence de 13, 56 MHz.  Said card reader may alternatively or complementarily be without contact. In this case, the card comprises an antenna device connected to pins of the chip. The reader is then able to produce a modulated magnetic field, in order to supply the chip and / or exchange data with it, typically at a frequency of 13.56 MHz.
Il existe encore des cartes duales, comprenant simultanément une vignette de contact afin de pouvoir être utilisée avec un lecteur à contact, et un dispositif antenne afin de pouvoir être utilisée avec un lecteur sans contact .  There are still dual cards, simultaneously including a thumbnail for contact with a contact reader, and an antenna device for use with a contactless reader.
Un tel dispositif antenne comprend un enroulement actif relié à des broches d'antenne de la puce. Cet enroulement, utilisé comme antenne de réception est dit actif, ou encore fermé, en ce que chacune des deux extrémités de cet enroulement est respectivement reliée à l'une parmi deux broches d'antenne de la puce. Un tel enroulement est réalisé sous forme de spires, avantageusement concentriques, disposées sur la carte support. Un mode de réalisation classique comprend au moins une piste conductrice imprimée sur un support diélectrique. Un autre mode de réalisation consiste à incruster un fil métallique dans un substrat plastique. Such an antenna device comprises an active winding connected to antenna pins of the chip. This winding, used as receiving antenna is said to be active, or closed, in that each of the two ends of this winding is respectively connected to one of two antenna pins of the chip. Such a winding is made in the form of turns, advantageously concentric, arranged on the support card. A conventional embodiment comprises at least one track conductive printed on a dielectric support. Another embodiment is to embed a wire in a plastic substrate.
De tels dispositifs d'antenne existent qui fonctionnent sur des surfaces de déploiement correspondant à un grand format normalisé de carte à puce ID-1, soit 53.9 x 85.6 mm (format carte bancaire) .  Such antenna devices exist that operate on deployment surfaces corresponding to a large standardized format of smart card ID-1, 53.9 x 85.6 mm (credit card format).
Pour qu'un dispositif d'antenne soit apte à exploiter efficacement les modulations du champ magnétique, il convient que le dispositif d'antenne soit accordé en fréquence. Ainsi pour une puce donnée, le circuit formé par le dispositif d'antenne et la puce doit avantageusement présenter une fréquence de résonance correspondant à un fonctionnement optimal de la puce.  For an antenna device to be able to effectively exploit the modulations of the magnetic field, the antenna device should be tuned in frequency. Thus for a given chip, the circuit formed by the antenna device and the chip must advantageously have a resonance frequency corresponding to optimal operation of the chip.
Le problème que l'on se propose de résoudre est de réaliser un dispositif d'antenne sur une surface de déploiement réduite. Une telle réduction de la surface de déploiement entraîne inévitablement une modification de la longueur de piste, du nombre et de la surface délimitée par les spires réalisées. Ces modifications ne manquent pas d'entraîner une modification des caractéristiques électriques : résistance, inductance et capacité, et ainsi une modification de la fréquence de résonance du circuit formé par le dispositif antenne et la puce. Or il est impératif de conserver une même fréquence de résonance.  The problem that we propose to solve is to make an antenna device on a reduced deployment surface. Such a reduction of the deployment surface inevitably leads to a modification of the track length, the number and the area delimited by the turns made. These modifications do not fail to cause a modification of the electrical characteristics: resistance, inductance and capacitance, and thus a modification of the resonant frequency of the circuit formed by the antenna device and the chip. But it is imperative to keep the same resonance frequency.
Le but de l'invention est de réaliser une carte à puce sans contact ou duale, comprenant le même type de puce et donc nécessitant une même fréquence de résonance, tout en réduisant drastiquement la surface de la zone de déploiement alloué au dispositif d'antenne, jusqu'à ce que cette zone de déploiement soit, par exemple, incluse dans un rectangle de 26,9 x 17,5 mm. Ceci peut avantageusement permettre de réduire le format de la carte à puce, à une taille bien inférieure à un format ID-1.  The object of the invention is to provide a contactless or dual chip card comprising the same type of chip and therefore requiring the same resonance frequency, while drastically reducing the area of the deployment area allocated to the antenna device. , until this deployment zone is, for example, included in a rectangle of 26.9 x 17.5 mm. This can advantageously reduce the size of the smart card to a much smaller size than an ID-1 format.
Ceci permet aussi, en conservant une carte support de grand format, de réaliser un dispositif d'antenne sur un support mince logé, avec la puce et le cas échéant la vignette de contact dans un lamage de la carte support. Un tel mode de réalisation simplifie beaucoup la fabrication en évitant, comme c'est le cas dans l'art antérieur, la réalisation d'une antenne intégrée dans les couches plastiques de la carte support. This also makes it possible, while maintaining a large format support card, to produce an antenna device on a thin support housed, with the chip and, if appropriate, the thumbnail of contact in a countersink of the support card. Such an embodiment greatly simplifies manufacture by avoiding, as is the case in the prior art, the production of an antenna integrated in the plastic layers of the support card.
L'invention a pour objet un dispositif d'antenne pour une carte à puce comprenant une carte support et une puce comprenant deux broches d'antenne, ledit dispositif d'antenne comprenant un enroulement actif dont chacune des deux extrémités est reliée respectivement à l'une des deux broches d'antenne de la puce, un premier jeu d'enroulement comprenant au moins un enroulement passif dont une extrémité est reliée à l'une des deux broches d'antenne de la puce et l'autre extrémité est laissée libre, et un deuxième jeu d'enroulement comprenant au moins un enroulement passif dont une extrémité est reliée à l'autre des deux broches d'antenne de la puce et l'autre extrémité est laissée libre.  The invention relates to an antenna device for a smart card comprising a support card and a chip comprising two antenna pins, said antenna device comprising an active winding, each of whose two ends is respectively connected to the antenna. one of the two antenna pins of the chip, a first set of windings comprising at least one passive winding, one end of which is connected to one of the two antenna pins of the chip and the other end is left free, and a second winding set comprising at least one passive winding, one end of which is connected to the other of the two antenna pins of the chip and the other end is left free.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier jeu d'enroulement et le deuxième jeu d'enroulement comprennent un même nombre d'enroulement passif par jeu, au moins égal à deux.  According to another characteristic of the invention, the first set of windings and the second set of windings comprise the same number of passive windings per set, at least equal to two.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les enroulements passifs du premier jeu d'enroulement et les enroulements passifs du deuxième jeu d'enroulement ont sensiblement une même longueur.  According to another characteristic of the invention, the passive windings of the first set of windings and the passive windings of the second set of windings have substantially the same length.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les enroulements passifs du premier jeu d'enroulement et les enroulements passifs du deuxième jeu d'enroulement sont enroulés dans un même sens.  According to another characteristic of the invention, the passive windings of the first set of windings and the passive windings of the second set of windings are wound in the same direction.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les enroulements passifs du premier jeu d'enroulement et les enroulements passifs du deuxième jeu d'enroulement sont enroulés de manière centripète, depuis l'extrémité reliée jusqu'à l'extrémité laissée libre.  According to another characteristic of the invention, the passive windings of the first set of windings and the passive windings of the second set of windings are wound centripetally, from the end connected to the end left free.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif d'antenne comprend deux faces, et les enroulements passifs de chacun des jeux d'enroulement sont répartis sur les deux faces. According to another characteristic of the invention, the antenna device comprises two faces, and the Passive windings of each of the winding sets are distributed on both sides.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les enroulements passifs se trouvant sur une même face sont entrelacés .  According to another characteristic of the invention, the passive windings on the same face are interlaced.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'enroulement actif comprend des spires sur chacune des deux faces.  According to another characteristic of the invention, the active winding comprises turns on each of the two faces.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'enroulement actif occupe les zones les plus périphériques de la surface de déploiement, et les enroulements passifs occupent les zones plus centrales.  According to another characteristic of the invention, the active winding occupies the most peripheral zones of the deployment surface, and the passive windings occupy the more central zones.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif d'antenne est disposé dans une surface de déploiement comprise dans un rectangle de 26,9 x 17,5 mm.  According to another characteristic of the invention, the antenna device is disposed in a deployment surface included in a rectangle of 26.9 x 17.5 mm.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels :  Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge more clearly from the detailed description given below as an indication in relation to drawings in which:
- la figure 1 présente une carte à puce type, ainsi que les formats de carte,  FIG. 1 shows a typical smart card, as well as the card formats,
- la figure 2 présente un mode de réalisation selon l'art antérieur,  FIG. 2 shows an embodiment according to the prior art,
- la figure 3 présente des surfaces de déploiements, FIG. 3 shows deployment surfaces,
- la figure 4 présente un schéma de connexion des différents enroulements selon un premier mode de réalisation de l'invention, FIG. 4 shows a connection diagram of the different windings according to a first embodiment of the invention,
- la figure 5 présente un schéma de connexion des différents enroulements selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,  FIG. 5 shows a connection diagram of the different windings according to a second embodiment of the invention,
- la figure 6 présente un schéma électrique équivalent d'un mode de réalisation de l'invention,  FIG. 6 presents an equivalent electrical diagram of one embodiment of the invention,
- la figure 7 présente un schéma synoptique de la disposition relative de l'enroulement actif d'un mode de réalisation de l'invention,  FIG. 7 is a block diagram of the relative disposition of the active winding of an embodiment of the invention,
- la figure 8 complète le schéma de la figure 7 avec la disposition relative des enroulements passifs, la figure 9 présente une vue tridimensionnelle éclatée d'un mode d'implantation illustratif de 1 ' inventio . FIG. 8 completes the diagram of FIG. 7 with the relative arrangement of the passive windings, Figure 9 shows an exploded three-dimensional view of an illustrative embodiment of the invention.
La figure 1 présente une carte à puce 1 typique. Une carte à puce 1 comprend typiquement une carte support 2, 3. Cette carte support 2 peut être au format ID-1, soit 53.9 x 85.6 mm (format carte bancaire). Alternativement, cette carte support 3 peut être à un format plus réduit . Cette carte support 2, 3 est réalisée dans une plaque de matériau plastique d'une épaisseur typique de 0,76 mm. Dans l'épaisseur de cette carte support 2, 3 est réalisé par lamage une cavité. Un microprocesseur ou puce 4 est typiquement assemblé avec un support mince de surface sensiblement égale à la cavité précédemment réalisée. Une vignette de contact 5, dans le cas d'une carte utilisable avec un lecteur à contact, peut encore être adjointe. La vignette de contact 5 est câblée avec la puce 5. Elle est facultative dans le cas d'une carte à puce 1 comprenant un dispositif d'antenne.  Figure 1 shows a typical smart card 1. A smart card 1 typically comprises a support card 2, 3. This support card 2 can be in ID-1 format, ie 53.9 × 85.6 mm (credit card format). Alternatively, this support card 3 may be in a smaller format. This support card 2, 3 is made of a plastic material plate with a thickness of 0.76 mm. In the thickness of this support card 2, 3 is made by countersinking a cavity. A microprocessor or chip 4 is typically assembled with a thin surface support substantially equal to the cavity previously made. A contact sticker 5, in the case of a card usable with a contact reader, can still be added. The contact sticker 5 is wired with the chip 5. It is optional in the case of a smart card 1 comprising an antenna device.
Le support mince ainsi assemblé avec la puce 4 et le cas échéant la vignette de contact 5 est ensuite disposé dans la cavité.  The thin support thus assembled with the chip 4 and, if appropriate, the contact sticker 5 is then placed in the cavity.
Ladite puce 4 comprend un certain nombre de broches de connexion électrique, dont deux broches a, b, sont des broches d'antenne destinées à connecter les deux pôles du dispositif d'antenne à la puce 4.  Said chip 4 comprises a number of electrical connection pins, of which two pins a, b, are antenna pins intended to connect the two poles of the antenna device to chip 4.
Le dispositif d'antenne, comprend au moins un enroulement actif A. Le terme actif s'entend ici d'un enroulement dont une première extrémité 8 est reliée à une première broche d'antenne a de la puce 4, et une deuxième extrémité 9 est reliée à une deuxième broche d'antenne b de la puce 4. Un tel enroulement actif A, qui forme une boucle fermée, est nécessaire et est le seul réellement actif pour recevoir les modulations du champ magnétique.  The antenna device comprises at least one active winding A. The active term here means a winding of which a first end 8 is connected to a first antenna pin a of the chip 4, and a second end 9 is connected to a second antenna pin b of the chip 4. Such active winding A, which forms a closed loop, is necessary and is the only one actually active to receive the modulations of the magnetic field.
La figure 2 illustre, selon l'art antérieur, un mode de réalisation d'un dispositif d'antenne comprenant un enroulement actif A, dont les deux extrémités 8, 9 sont reliées respectivement aux bornes a, b de la puce 4. FIG. 2 illustrates, according to the prior art, an embodiment of an antenna device comprising an active winding A, whose two ends 8, 9 are connected respectively to the terminals a, b of the chip 4.
Un dispositif antenne, lorsque relié à une puce 4, se comporte comme un circuit oscillant. La fréquence de résonance de ce circuit oscillant dépend de ses caractéristiques électriques. Le ou les enroulements sont caractérisés par leur résistance, inductance et capacité. A cet égard, la puce 4 se comporte comme une capacité.  An antenna device, when connected to a chip 4, behaves like an oscillating circuit. The resonant frequency of this oscillating circuit depends on its electrical characteristics. The winding or windings are characterized by their resistance, inductance and capacitance. In this respect, chip 4 behaves as a capability.
Si l'on se réfère maintenant à la figure 3, deux exemples 6, 7 d'enroulement (partiels) sont représentés. Un enroulement d'un dispositif d'antenne est typiquement réalisé par une piste conductrice imprimée sur ou incrustée dans une surface diélectrique, telle que celle d'une carte support 2, 3. Un enroulement est avantageusement réalisé sous forme de spires, afin de réaliser des boucles aptes à transformer les modulations du champ magnétique en courant exploitable par la puce 4. Ces spires sont avantageusement disposées proches les unes des autres afin d'optimiser la surface de déploiement utilisée sur le support. Un espace de l'ordre de grandeur de la largeur d'une piste, de 100 à 500 μπι, est typiquement laissé entre deux spires.  Referring now to FIG. 3, two winding examples 6, 7 (partial) are shown. A winding of an antenna device is typically realized by a conductive track printed on or embedded in a dielectric surface, such as that of a support card 2, 3. A winding is advantageously made in the form of turns, in order to realize loops adapted to transform the modulations of the magnetic field current usable by the chip 4. These turns are advantageously arranged close to each other to optimize the deployment surface used on the support. A space of the order of magnitude of the width of a track, from 100 to 500 μπι, is typically left between two turns.
Il apparaît clairement à la figure 3 qu'un enroulement 6 réalisé sur une surface de déploiement 2 de grand format permet de réaliser un ou des enroulements de plus grande longueur, comprenant un plus grand nombre de spires, et/ou avec une surface de spire plus grande que pour un enroulement 7 réalisé sur une surface de déploiement 3 de petit format.  It appears clearly in FIG. 3 that a winding 6 made on a large format deployment surface 2 makes it possible to produce one or more windings of greater length, comprising a larger number of turns, and / or with a turn surface. larger than for a winding 7 made on a deployment surface 3 of small size.
Ainsi une réduction de la surface de déploiement 2, 3 à une surface plus réduite 3, entraîne nécessairement, une réduction du nombre de spires et de leur surface.  Thus a reduction of the deployment surface 2, 3 to a smaller surface 3, necessarily leads to a reduction in the number of turns and their area.
Une réduction du nombre de spires d'un enroulement actif A a pour effet de réduire sa longueur et ainsi la résistance de l'enroulement actif A, ce qui a pour effet bénéfique d'améliorer les performances radiofréquences de l'antenne.  A reduction in the number of turns of an active winding A has the effect of reducing its length and thus the resistance of the active winding A, which has the beneficial effect of improving the radiofrequency performance of the antenna.
Une réduction du nombre de spires d'un enroulement actif A a cependant aussi pour effet de réduire l'inductance de l'enroulement actif A, ce qui a pour effet d'augmenter la fréquence de résonance. A reduction in the number of turns of an active winding A, however, also has the effect of reducing the inductance of the active winding A, which has the effect of increasing the resonance frequency.
Toutes ces modifications des paramètres de l'enroulement actif conduisent à une modification, le plus souvent dans le sens de l'augmentation, de la fréquence de résonance. Le dispositif d'antenne, n'est alors plus accordé avec la puce 4.  All these modifications of the parameters of the active winding lead to a modification, most often in the direction of the increase, of the resonance frequency. The antenna device is then no longer tuned with the chip 4.
Il convient, selon l'invention, de modifier le dispositif d'antenne pour compenser ces modifications et restaurer un accord fréquentiel afin de disposer d'un circuit, comprenant le dispositif d'antenne et la puce 4, présentant la même fréquence de résonance.  It is appropriate, according to the invention, to modify the antenna device to compensate for these modifications and restore a frequency tuning in order to have a circuit, comprising the antenna device and the chip 4, having the same resonance frequency.
Pour cela, tel qu'illustré à la figure 4, selon l'invention, un dispositif d'antenne, comprend un enroulement actif A, relié par sa première extrémité 8 à la broche d'antenne a et par sa deuxième extrémité 9 à la broche d'antenne b. Il est ajouté au dispositif d'antenne un premier jeu d'enroulement associé à une broche d'antenne a parmi les deux broches d'antenne a, b de la puce 4 et un deuxième jeu d'enroulement associé à l'autre broche d'antenne b de la puce 4.  For this, as illustrated in FIG. 4, according to the invention, an antenna device comprises an active winding A connected by its first end 8 to the antenna pin a and by its second end 9 to the antenna. antenna pin b. There is added to the antenna device a first set of windings associated with an antenna pin a among the two antenna pins a, b of the chip 4 and a second winding set associated with the other pin of the antenna. antenna b of the chip 4.
Chaque jeu d'enroulement comprend au moins un enroulement passif P. Un tel enroulement P, qui vient compléter le dispositif d'antenne, est dit passif, ou encore ouvert, en ce qu'une seule des deux extrémités de cet enroulement P est reliée à l'une des deux broches d'antenne a, b de la puce 4. L'autre extrémité de l'enroulement P est laissée libre, et n'est pas connectée.  Each winding set comprises at least one passive winding P. Such a winding P, which completes the antenna device, is said to be passive, or else open, in that only one of the two ends of this winding P is connected. at one of the two antenna pins a, b of the chip 4. The other end of the winding P is left free, and is not connected.
Selon l'invention, le dispositif d'antenne comprend alors au moins un enroulement passif Pla, appartenant au premier jeu d'enroulement associé à une première broche d'antenne a et au moins un enroulement passif Plb, appartenant au deuxième jeu d'enroulement associé à une deuxième broche d'antenne b. Une extrémité 10 de l'enroulement passif Pla est reliée à la broche d'antenne a et l'autre extrémité 11 reste libre. Une extrémité de l'enroulement passif Plb est reliée à l'autre broche d'antenne b et l'autre extrémité reste libre. According to the invention, the antenna device then comprises at least one passive winding Pla, belonging to the first winding set associated with a first antenna pin a and at least one passive winding Plb, belonging to the second winding set. associated with a second antenna pin b. One end 10 of the passive winding Pla is connected to the antenna pin a and the other end 11 remains free. One end of the passive winding Plb is connected to the other pin antenna b and the other end remains free.
L'ajout au dispositif d'antenne de ces enroulements passifs Pla, Plb, respectivement reliés par une unique extrémité 10 à l'une et à l'autre des deux broches d'antenne a, b, introduit dans le dispositif d'antenne un effet capacitif. L'augmentation de la capacité, en parallèle de la puce 4, a pour effet de réduire la fréquence de résonance du circuit comprenant le dispositif antenne et la puce 4, ce qui contribue avantageusement à compenser la variation de fréquence occasionnée par la réduction du nombre de spires de l'enroulement actif A. Plus la valeur de la capacité est élevée et plus la fréquence de résonance diminue.  The addition to the antenna device of these passive windings Pla, Plb, respectively connected by a single end to the one and the other of the two antenna pins a, b, introduces into the antenna device a capacitive effect. The increase in the capacitance, in parallel with the chip 4, has the effect of reducing the resonant frequency of the circuit comprising the antenna device and the chip 4, which advantageously contributes to compensating the frequency variation occasioned by the reduction in the number number of turns of the active winding A. The higher the value of the capacitance, the lower the resonance frequency.
Selon un mode de réalisation préférentiel, le premier jeu d'enroulement et le deuxième jeu d'enroulement comprennent un même nombre d'enroulement passif par jeu. La multiplication des enroulements passifs, ainsi appariés deux à deux, est avantageuse en ce qu'elle permet d'augmenter la capacité équivalente.  According to a preferred embodiment, the first set of windings and the second set of windings comprise the same number of passive windings per set. The multiplication of the passive windings, thus paired pairwise, is advantageous in that it allows to increase the equivalent capacity.
Une amélioration notable est obtenue avec la deuxième paire d'enroulements passifs, soit un nombre d'enroulements passifs par jeu égal à deux et un nombre total d'enroulements passifs égal à quatre. La taille réduite de la surface de déploiement 3 du dispositif d'antenne, empêche en pratique d'augmenter encore ce nombre d'enroulement passif par jeu au-delà de cette valeur de deux. Ceci est cependant à modérer en fonction du nombre de couches employé pour réaliser le dispositif d'antenne, comme il sera décrit plus loin.  A significant improvement is obtained with the second pair of passive windings, a number of passive windings per set equal to two and a total number of passive windings equal to four. The small size of the deployment surface 3 of the antenna device, in practice prevents further increasing this passive winding number by a game beyond this value of two. This is, however, to be moderated according to the number of layers used to make the antenna device, as will be described later.
La figure 5 illustre ainsi de manière schématique, un mode de réalisation avec quatre enroulements passifs Pla, P2a, Plb, P2b. Les enroulements passifs Pla et P2a sont reliés directement à la broche d'antenne a. Les enroulements passifs Plb et P2b sont reliés directement à la broche d'antenne b.  FIG. 5 thus schematically illustrates an embodiment with four passive windings Pla, P2a, Plb, P2b. The passive windings Pla and P2a are connected directly to the antenna pin a. The passive windings Plb and P2b are connected directly to the antenna pin b.
Chaque enroulement passif Pla, P2a du premier jeu est avantageusement apparié avec un enroulement passif Plb, P2b du deuxième jeu. Ainsi, ces enroulements étant séparés électriquement, soit par une distance et donc de l'air, soit par un diélectrique autre que l'air, forment deux à deux des condensateurs, dont chaque enroulement forme une armature. Une armature appartenant au premier jeu est reliée à la première broche d'antenne a, et l'autre armature, appartenant au deuxième jeu, est reliée à la deuxième broche d'antenne b. Chaque tel condensateur vient ainsi contribuer à augmenter la capacité du circuit formé par le dispositif antenne et la puce 4. Each passive winding Pla, P2a of the first set is advantageously paired with a passive winding Plb, P2b Thus, these windings being electrically separated, either by a distance and therefore air, or by a dielectric other than air, form two by two capacitors, each winding of which forms a reinforcement. One armature belonging to the first set is connected to the first antenna pin a, and the other armature belonging to the second set is connected to the second antenna pin b. Each such capacitor thus contributes to increasing the capacity of the circuit formed by the antenna device and the chip 4.
Avantageusement, les enroulements passifs Pla, P2a du premier jeu d'enroulement et les enroulements passifs Plb, P2b du deuxième jeu d'enroulement ont sensiblement la même longueur, afin de former des armatures de condensateur équilibrées.  Advantageously, the passive windings Pla, P2a of the first set of windings and the passive windings Plb, P2b of the second set of windings have substantially the same length, in order to form balanced capacitor plates.
Avantageusement encore, les enroulements passifs du premier jeu d'enroulement Pla, P2a et les enroulements passifs Plb, P2b du deuxième jeu d'enroulement sont enroulés dans le même sens.  Advantageously again, the passive windings of the first set of windings Pla, P2a and the passive windings Plb, P2b of the second set of windings are wound in the same direction.
Selon une autre caractéristique, les enroulements passifs Pla, P2a du premier jeu d'enroulement et les enroulements passifs Plb, P2b du deuxième jeu d'enroulement sont enroulés de manière centripète depuis l'extrémité connectée 10 jusqu'à l'extrémité libre 11.  According to another characteristic, the passive windings Pla, P2a of the first set of windings and the passive windings Plb, P2b of the second set of windings are wound centripetally from the connected end 10 to the free end 11.
Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif d'antenne comprend deux faces 12, 13. Ceci implique que le dispositif d'antenne est imprimé sur un support, avantageusement mince. Ce support mince, avantageusement diélectrique peut, par exemple, être une fine couche de PET, par exemple d'épaisseur égale à 75 μτη, ou encore une fine couche de verre époxy, par exemple d'épaisseur égale à 100 μπι. Les différents enroulements A, Pla, P2a, Plb, P2b sont alors imprimés de manière répartie sur les deux faces. Selon un mode de répartition avantageux, les enroulements passifs de chacun des jeux d'enroulement sont répartis sur les deux faces. Ainsi pour le premier jeu, le premier enroulement passif Pla est réalisé sur une première face 12, tandis que le deuxième enroulement passif P2a est réalisé sur l'autre face 13. De même, pour le deuxième jeu, le premier enroulement passif Plb est réalisé sur une première face 12, tandis que le deuxième enroulement passif P2b est réalisé sur l'autre face 13. Ainsi un enroulement passif Pla, P2a du premier jeu se trouve enroulé en parallèle, de part et d'autre du support mince, d'un enroulement passif Plb, P2b, du deuxième jeu, et forme avec lui un condensateur. Ainsi l'enroulement passif Pla et disposé en parallèle, de part et d'autre du support mince, de l'enroulement passif P2b. De même l'enroulement passif Plb est disposé en parallèle, de part et d'autre du support mince, de l'enroulement passif P2a. According to an advantageous embodiment, the antenna device comprises two faces 12, 13. This implies that the antenna device is printed on a support, advantageously thin. This thin, advantageously dielectric support may, for example, be a thin layer of PET, for example with a thickness equal to 75 μτη, or a thin layer of epoxy glass, for example with a thickness equal to 100 μπι. The different windings A, Pla, P2a, Plb, P2b are then printed in a distributed manner on both sides. According to an advantageous distribution mode, the passive windings of each of the winding sets are distributed on both sides. Thus for the first game, the first passive winding Pla is made on a first face 12, while the second passive winding P2a is formed on the other face 13. Similarly, for the second set, the first passive winding Plb is formed on a first face 12, while the second passive winding P2b is formed on the first Another face 13. Thus a passive winding Pla, P2a of the first set is wound in parallel, on either side of the thin support, of a passive winding Plb, P2b, of the second set, and forms with it a capacitor. . Thus the passive winding Pla and arranged in parallel, on either side of the thin support, the passive winding P2b. Similarly the passive winding Plb is arranged in parallel, on either side of the thin support, the passive winding P2a.
Il apparaît clairement qu'il est possible d'augmenter encore le nombre de faces du dispositif d'antenne. Il a été décrit jusqu'ici un dispositif d'antenne comprenant un support mince et donc deux faces 11, 12. Il est de même possible de réaliser un dispositif d'antenne multicouche et/ou comprenant plusieurs supports minces superposés, sans pour autant modifier la surface de déploiement 3. Une telle multiplication des couches/faces peut ainsi permettre d'augmenter le nombre de paire d'enroulements passif. Il est ainsi possible de réaliser un dispositif d'antenne comprenant plus de 2 enroulements passifs par jeu.  It is clear that it is possible to further increase the number of faces of the antenna device. It has been described so far an antenna device comprising a thin support and therefore two faces 11, 12. It is likewise possible to produce a multilayer antenna device and / or comprising several superimposed thin supports, without modifying the deployment surface 3. Such multiplication of the layers / faces may thus make it possible to increase the number of passive pair of windings. It is thus possible to produce an antenna device comprising more than 2 passive windings per set.
Selon une autre caractéristique, les enroulements passifs se trouvant sur une même face sont entrelacés. Deux enroulements passifs situés sur une même face 12, 13 appartiennent à des jeux différents et sont donc reliés à des broches d'antenne a, b, différentes. Le fait de réaliser ces enroulements passifs entrelacés, permet encore de créer un certain couplage capacitif qui vient renforcer encore l'effet capacitif recherché. Ainsi l'enroulement passif Pla est sur la même face que l'enroulement Plb et ils forment ensemble un condensateur. De même, l'enroulement passif P2a est sur la même face que l'enroulement P2b et ils forment ensemble un condensateur.  According to another characteristic, the passive windings on the same face are interlaced. Two passive windings located on the same face 12, 13 belong to different sets and are therefore connected to different antenna pins a, b. The fact of making these passive windings intertwined, still allows to create a certain capacitive coupling which further enhances the desired capacitive effect. Thus the passive winding Pla is on the same side as the winding Plb and they together form a capacitor. Similarly, the passive winding P2a is on the same side as the winding P2b and they together form a capacitor.
La figure 6 présente un schéma électrique équivalent du dispositif d'antenne ainsi réalisé. Le schéma électrique comprend une capacité C figurant la puce 4. Le schéma électrique comprend encore une inductance L de l'enroulement actif A, figurée ici par deux inductances Ll et L2 selon un mode de réalisation décrit plus avant. Le schéma électrique équivalent comprend encore une capacité entre les enroulements passifs de chaque jeu, situés en parallèle sur deux faces opposées. Ainsi le couplage entre les enroulements passifs Pla et P2b forme un condensateur de capacité Cla2b. De manière analogue, le couplage entre les enroulements passifs P2a et Plb forme un condensateur de capacité C2alb. Figure 6 shows an equivalent electrical diagram of antenna device thus produced. The electrical diagram comprises a capacitor C shown in the chip 4. The electrical diagram further comprises an inductance L of the active winding A, here represented by two inductors L1 and L2 according to an embodiment described above. The equivalent circuit diagram further comprises a capacitance between the passive windings of each set, located in parallel on two opposite faces. Thus the coupling between the passive windings Pla and P2b forms a capacity capacitor Cla2b. Similarly, the coupling between the passive windings P2a and Plb forms a capacity capacitor C2alb.
Le schéma électrique équivalent comprend encore une capacité entre les enroulements passifs de chaque jeu, situés sur une même face et entrelacés. Ainsi le couplage entre les enroulements passifs Pla et Plb forme un condensateur de capacité Clalb. De manière analogue, le couplage entre les enroulements passifs P2a et P2b forme un condensateur de capacité C2a2b.  The equivalent circuit diagram also includes a capacitance between the passive windings of each set, located on the same face and interlaced. Thus the coupling between the passive windings Pla and Plb forms a capacity capacitor Clalb. Similarly, the coupling between the passive windings P2a and P2b forms a capacity capacitor C2a2b.
Aucun couplage capacitif n'apparaît entre les enroulements passifs d'un même jeu, puisque ces enroulements sont reliés électriquement au niveau d'une broche d'antenne a, b. Ainsi il n'y a pas de capacité entre Pla et P2a, ni entre Plb et P2b.  No capacitive coupling appears between the passive windings of the same set, since these windings are electrically connected at the level of an antenna pin a, b. Thus there is no capacity between Pla and P2a, or between Plb and P2b.
Un couplage capacitif apparaît aussi entre un enroulement passif Pla, P2a, Plb, P2B et l'enroulement actif A. Il est cependant négligeable et n'est pas figuré sur le schéma équivalent de la figure 6.  A capacitive coupling also appears between a passive winding Pla, P2a, Plb, P2B and the active winding A. It is however negligible and is not shown in the equivalent diagram of FIG. 6.
Selon un mode de réalisation avantageux en vue d'optimiser l'utilisation de la petite surface de déploiement 3, l'enroulement actif A est réparti en deux ensembles de spires Al, A2, disposés chacun sur une des deux faces 12, 13 du support mince du dispositif d'antenne.  According to an advantageous embodiment in order to optimize the use of the small deployment surface 3, the active winding A is divided into two sets of turns A1, A2, each disposed on one of the two faces 12, 13 of the support thin antenna device.
Ces deux ensembles Al, A2 sont connectés en série. Ils sont enroulés dans un même sens, afin de constituer un unique grand enroulement . Sur le schéma équivalent de la figure 6, le premier ensemble de spires Al, disposé sur la première face, présente une inductance Ll, tandis que le deuxième ensemble de spires A2 , disposé sur la deuxième face, présente une inductance L2. These two sets Al, A2 are connected in series. They are wound in the same direction, to form a single large winding. In the equivalent diagram of FIG. 6, the first set of turns Al, arranged on the first face, has an inductance L1, while the second set of turns A2, disposed on the second face, has an inductance L2.
Selon une caractéristique avantageuse, l'enroulement actif A occupe les zones les plus périphériques de la surface de déploiement 3. La performance d'une antenne augmente avec la surface délimitée par les spires de l'enroulement actif A. Le fait de placer les spires de l'enroulement actif A à la périphérie de la surface de déploiement 3, permet d'augmenter la surface délimitée par les spires.  According to an advantageous characteristic, the active winding A occupies the most peripheral zones of the deployment surface 3. The performance of an antenna increases with the surface delimited by the turns of the active winding A. Placing the turns the active winding A at the periphery of the deployment surface 3 makes it possible to increase the area delimited by the turns.
En combinaison avec la caractéristique précédente, disposant l'enroulement actif A en deux ensembles de spire Al, A2 sur chacune des faces 12, 13 du support mince, la totalité de la surface de déploiement 3, sur ses deux faces, est mise à profit pour réaliser des spires de grande surface pour les enroulements actifs Al, A2.  In combination with the preceding feature, arranging the active winding A in two sets of turns A1, A2 on each of the faces 12, 13 of the thin support, the entire deployment surface 3, on both sides, is used for producing large-area turns for the active windings A1, A2.
Les différents enroulements passifs Pla, P2A, Plb, P2b, sont disposés dans les espaces restant disponibles, soit les espaces plus centraux. Il est à noter que certains espaces sont réservés, par exemple à l'implantation de la puce 4, ou au passage de quelques vias nécessaires pour connecter les enroulements de part et d'autre du support mince. Un via est un conducteur traversant le support mince de part en part .  The different passive windings Pla, P2A, Plb, P2b, are arranged in the spaces remaining available, ie the more central spaces. It should be noted that some spaces are reserved, for example to the implementation of the chip 4, or the passage of some vias needed to connect the windings on either side of the thin support. A via is a driver crossing the thin support from side to side.
En référence aux figures 7-8 est présenté un mode de réalisation possible du déploiement d'un dispositif d'antenne selon l'invention. Ce mode de réalisation comprend un enroulement actif A et quatre enroulements passifs Pla, P2a, Plb, P2b.  Referring to Figures 7-8 is presented a possible embodiment of the deployment of an antenna device according to the invention. This embodiment comprises an active winding A and four passive windings Pla, P2a, Plb, P2b.
Sur les deux figures 7-8, est représenté en vue 3D éclatée une première face 12 et une deuxième face 13 du support mince .  In both figures 7-8, is shown in exploded 3D view a first face 12 and a second face 13 of the thin support.
Afin de clarifier la disposition relative des différents enroulements passifs Pla, Plb, P2a, P2b et actif A, ces enroulements ont été volontairement raccourcis, en supprimant des spires concentriques. Afin de détailler, la figure 7 se concentre sur l'enroulement actif A, Al, A2 , tandis que la figure 8 se concentre sur les enroulements passifs Pla, P2a, Plb, P2b. In order to clarify the relative disposition of the various passive windings Pla, Plb, P2a, P2b and active A, these windings were deliberately shortened, by removing concentric turns. In order to detail, the Figure 7 focuses on the active winding A, Al, A2, while Figure 8 focuses on the passive windings Pla, P2a, Plb, P2b.
La connexion de la puce 4 est réalisée sur la première face 12, au moyen des broches d'antenne a, b. Des vias 14- 16, ici au nombre de trois, traversent le support mince de manière conductrice afin de reporter des points de contact d'une face à l'autre. Ainsi un premier via 14, respectivement un deuxième via 15, reproduit la broche d'antenne a, respectivement la broche d'antenne b, présente sur la première face 12, en un point a', respectivement b' , présent sur la deuxième face 13. Un troisième via 16 est encore présent dans un coin de la surface de déploiement 3, et crée un point de passage en continuité électrique entre les deux faces 12, 13.  The connection of the chip 4 is made on the first face 12, by means of the antenna pins a, b. There are three vias 14 - 16 here, which pass through the thin support in a conductive manner in order to transfer contact points from one face to the other. Thus a first via 14, respectively a second via 15, reproduces the antenna pin a, respectively the antenna pin b, present on the first face 12 at a point a ', respectively b', present on the second face 13. A third via 16 is still present in a corner of the deployment surface 3, and creates a passage point in electrical continuity between the two faces 12, 13.
Sur la figure 7 est illustré l'enroulement actif A. Cet enroulement débute à la première broche d'antenne a, sur la première face 12. Par le via 14, il se poursuit en a'. Ensuite, sur la deuxième face 13, il s'enroule en un enroulement A2 comprenant un ensemble de spires sensiblement concentriques, jointives, déposées en sens horaire centrifuge, relativement au plan de la figure. Cet enroulement A2, disposé sur la deuxième face 13, aboutit au via 16, qui lui permet de changer de face, pour passer sur la première face 12. Sur cette première face 12, depuis la sortie du via 16, il se poursuit en un enroulement Al comprenant un ensemble de spires sensiblement concentriques, jointives, déposées en sens horaire centripète, relativement au plan de la figure, jusqu'à venir rejoindre la deuxième broche d'antenne b.  In Figure 7 is illustrated the active winding A. This winding begins at the first antenna pin a, on the first face 12. Via via 14, it continues at a '. Then, on the second face 13, it winds in a winding A2 comprising a set of substantially concentric turns, contiguous, deposited in a centrifugal clockwise direction relative to the plane of the figure. This winding A2, disposed on the second face 13, leads to the via 16, which allows it to change its face, to pass on the first face 12. On this first face 12, from the output of the via 16, it continues in one Al winding comprising a set of substantially concentric turns, contiguous, deposited in centripetal clockwise relative to the plane of the figure, to join the second antenna pin b.
L'enroulement actif A est ici réparti en deux enroulements Al, A2, disposés chacun sur une des faces 12, 13. Ces deux enroulements Al, A2 sont disposés à la périphérie de la surface de déploiement 3. Ils sont connectés en série et forme un unique enroulement actif A.  The active winding A is here divided into two windings A1, A2, each disposed on one of the faces 12, 13. These two windings A1, A2 are arranged at the periphery of the deployment surface 3. They are connected in series and form a single active winding A.
Sur la figure 8, l'enroulement actif A, Al, A2 est figuré, pour mémoire, en trait tireté. Un premier enroulement passif Pla, connecté à la première broche d'antenne a est disposé sur la première face 12 du support mince. L'enroulement passif Pla débute à la broche d'antenne a. Il s'enroule ensuite dans l'espace laissé libre par l'enroulement actif A et par l'empreinte de la puce 4, en spires concentriques. Cet espace libre a sensiblement ici la forme d'un U. L'enroulement passif Pla s'entrelace, une spire sur deux, avec un deuxième enroulement passif Plb connecté à la deuxième broche d'antenne b et disposé aussi sur la première face 12 du support mince, en spires concentriques. In FIG. 8, the active winding A, Al, A2 is shown, for the record, as a dashed line. A first passive winding Pla, connected to the first antenna pin a is disposed on the first face 12 of the thin support. Passive winding Pla starts at antenna pin a. It then wraps in the space left free by the active winding A and the cavity of the chip 4, in concentric turns. This free space is substantially in the form of a U. The passive winding Pla intertwines, one turn out of two, with a second passive winding Plb connected to the second antenna pin b and also disposed on the first face 12 thin support in concentric turns.
Il peut être remarqué que les deux enroulements passifs Pla et Plb sont tous deux enroulés dans le même sens, soit dans un sens antihoraire centripète, dans le plan de la figure.  It can be noticed that the two passive windings Pla and Plb are both wound in the same direction, or in a counterclockwise centripetal direction, in the plane of the figure.
L'autre extrémité de chacun des deux enroulements Pla et Plb est laissée libre de connexion, sensiblement au centre de la spirale d'enroulement commune. Ceci n'est pas figuré sur la figure 8 où les enroulements passifs sont interrompus avant leur terme, et figurés par une ligne pointillée. Ceci est visible sur la figure 9 qui représente tous les enroulements actifs et passifs in extenso.  The other end of each of the two windings Pla and Plb is left free of connection, substantially in the center of the common winding spiral. This is not shown in Figure 8 where the passive windings are interrupted before term, and represented by a dotted line. This is visible in Figure 9 which shows all the active and passive windings in extenso.
Un troisième enroulement passif P2a est connecté à la première broche d'antenne a au travers du via 14. L'enroulement passif P2a est disposé sur la deuxième face 13 du support mince. L'enroulement passif P2a débute à la sortie a' du via 14 relié à la première broche d'antenne a. L'enroulement passif P2a s'enroule ensuite dans l'espace laissé libre par l'enroulement actif A, en spires concentriques. L'espace libre a sensiblement ici la forme d'un rectangle. L'enroulement passif P2a contourne les pastilles a', b' , de sortie des trois vias 14-16. L'enroulement passif P2a s'entrelace, une spire sur deux, avec le quatrième enroulement passif P2b connecté à la deuxième broche d'antenne b par le deuxième via 15, débutant à la sortie b' dudit via 15, et disposé aussi sur la deuxième face 13 du support mince, et s 'enroulant en spires concentriques . A third passive winding P2a is connected to the first antenna pin a through the via 14. The passive winding P2a is disposed on the second face 13 of the thin support. The passive winding P2a starts at the output a 'of via 14 connected to the first antenna pin a. The passive winding P2a then wraps in the space left free by the active winding A, in concentric turns. The free space here has the shape of a rectangle. The passive winding P2a bypasses the pellets a ', b', output of the three vias 14-16. The passive winding P2a intertwines, every other turn, with the fourth passive winding P2b connected to the second antenna pin b by the second via 15, starting at the output b 'of said via 15, and also disposed on the second face 13 of the thin support, and wound in concentric turns.
Il peut être remarqué que les deux enroulements passifs P2a et P2b sont tous deux enroulés dans le même sens, soit dans un sens antihoraire centripète, dans le plan de la figure.  It can be noticed that the two passive windings P2a and P2b are both wound in the same direction, or in a counterclockwise centripetal direction, in the plane of the figure.
L'autre extrémité de chacun des deux enroulements P2a et P2b est laissée libre de connexion, sensiblement au centre de la spirale d'enroulement commune. Ceci n'est pas figuré sur la figure 8 où les enroulements passifs sont interrompus avant leur terme, et figurés par une ligne pointillée. Ceci est visible sur la figure 9 qui représente tous les enroulements actifs et passifs in extenso.  The other end of each of the two windings P2a and P2b is left free of connection, substantially in the center of the common winding spiral. This is not shown in Figure 8 where the passive windings are interrupted before term, and represented by a dotted line. This is visible in Figure 9 which shows all the active and passive windings in extenso.
La figure 9 représente, selon un mode de réalisation identique, en vue 3D éclatée, un exemple de plan d'implantation réel préférentiel d'un dispositif d'antenne selon l'invention, comprenant un enroulement actif réparti en deux parties sur chacune des deux faces 12, 13 et quatre enroulements passifs.  FIG. 9 represents, according to an identical embodiment, an exploded 3D view, an example of a preferred actual layout plan of an antenna device according to the invention, comprising an active winding divided into two parts on each of the two faces 12, 13 and four passive windings.
Il a été vu que le dispositif d'antenne est réalisé sur un support mince, tel un film de PET. Ce film peut encore servir de support de distribution du dispositif d'antenne. Le dispositif d'antenne est alors distribué sur une feuille de PET et peut être fourni en bobine comme les autres composants électroniques .  It has been seen that the antenna device is made on a thin support, such as a PET film. This film can still serve as distribution support of the antenna device. The antenna device is then dispensed onto a PET sheet and can be supplied in a reel like the other electronic components.
Dans un lamage réalisé dans l'épaisseur de la carte support est déposé le support mince assemblé. Ce support mince assemblé comprend la puce 4 connectée un dispositif d'antenne, délivré sur une ou plusieurs feuilles de PET. Pour une carte duale, le support mince assemblé accueille encore, au dessus du dispositif d'antenne, une vignette de contact 5.  In a countersink made in the thickness of the support card is deposited the assembled thin support. This assembled thin support comprises the chip 4 connected to an antenna device, delivered on one or more PET sheets. For a dual card, the assembled thin support still accommodates, above the antenna device, a contact sticker 5.
La correction de la fréquence de résonance par des enroulements passifs permet, selon l'enseignement de l'invention, de réaliser un dispositif d'antenne adapté en fréquence à une puce 4 donnée, sur une surface de déploiement 3 réduite comprise à l'intérieur d'un rectangle de 26,9 x 17,5 mm. Le dispositif d'antenne illustré à la figure 9 permet d'atteindre les résultats suivants. Un champ magnétique de 1,5 A/m produit une rétro modulation de 30 mV. Ceci est largement supérieur à la valeur de 18 mV dans les mêmes conditions de champ magnétique demandée par la norme ISO 14443-2. Le même dispositif, à 4 cm, permet d'atteindre une rétro modulation de 6.2 mV. Ceci est largement supérieur à la valeur de 5 mV demandée par la norme PayPass. The correction of the resonance frequency by passive windings makes it possible, according to the teaching of the invention, to produce an antenna device adapted in frequency to a given chip 4, on a reduced deployment surface 3 included inside. a rectangle of 26.9 x 17.5 mm. The antenna device illustrated in Figure 9 achieves the following results. A magnetic field of 1.5 A / m produces a retro modulation of 30 mV. This is much greater than the value of 18 mV under the same magnetic field conditions as required by ISO 14443-2. The same device, at 4 cm, achieves a retro modulation of 6.2 mV. This is well above the value of 5 mV required by the PayPass standard.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'antenne, pour une carte à puce comprenant une carte support (3) et une puce (4) comprenant deux broches d'antenne (a, b) , ledit dispositif d'antenne comprenant un enroulement actif (A) dont chacune des deux extrémités (8, 9) est reliée respectivement à l'une des deux broches d'antenne (a, b) de la puce (4), caractérisé en ce qu'il comprend encore : An antenna device, for a smart card comprising a support card (3) and a chip (4) comprising two antenna pins (a, b), said antenna device comprising an active winding (A) whose each of the two ends (8, 9) is respectively connected to one of the two antenna pins (a, b) of the chip (4), characterized in that it further comprises:
- un premier jeu d'enroulement comprenant au moins un enroulement passif (Pla) dont une extrémité (10) est reliée à l'une des deux broches d'antenne (a) de la puce (4) et l'autre extrémité (11) est laissée libre, et  a first winding set comprising at least one passive winding (Pla), one end of which (10) is connected to one of the two antenna pins (a) of the chip (4) and the other end (11). ) is left free, and
- un deuxième jeu d'enroulement comprenant au moins un enroulement passif (Plb) dont une extrémité est reliée à l'autre des deux broches d'antenne (b) de la puce (4) et l'autre extrémité est laissée libre.  - A second winding set comprising at least one passive winding (Plb), one end of which is connected to the other of the two antenna pins (b) of the chip (4) and the other end is left free.
2. Dispositif d'antenne selon la revendication 1, où le premier jeu d'enroulement et le deuxième jeu d'enroulement comprennent un même nombre d'enroulement passif par jeu, au moins égal à deux. An antenna device according to claim 1, wherein the first set of windings and the second set of windings comprise the same number of passive windings per set, at least equal to two.
3. Dispositif d'antenne selon la revendication 1 ou 2 , où les enroulements passifs (Pla, P2a) du premier jeu d'enroulement et les enroulements passifs (Plb, P2b) du deuxième jeu d'enroulement ont sensiblement une même longueur . 3. Antenna device according to claim 1 or 2, wherein the passive windings (Pla, P2a) of the first set of windings and the passive windings (Plb, P2b) of the second set of winding have substantially the same length.
4. Dispositif d'antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, où les enroulements passifs (Pla, P2a) du premier jeu d'enroulement et les enroulements passifs (Plb, P2b) du deuxième jeu d'enroulement sont enroulés dans un même sens. 4. Antenna device according to any one of claims 1 to 3, wherein the passive windings (Pla, P2a) of the first set of windings and the passive windings (Plb, P2b) of the second set of windings are wound in the same meaning.
5. Dispositif d'antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, où les enroulements passifs (Pla, P2a) du premier jeu d'enroulement et les enroulements passifs (Plb, P2b) du deuxième jeu d'enroulement sont enroulés de manière centripète, depuis l'extrémité reliée (10) jusqu'à l'extrémité laissée libre (11) . Antenna device according to any one of Claims 1 to 4, wherein the passive windings (Pla, P2a) of the first winding set and the passive windings (Plb, P2b) of the second winding set are centripetally wound from the connected end (10) to 'at the end left free (11).
6. Dispositif d'antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant deux faces (12, 13), où les enroulements passifs (Pla, P2a, Plb, P2B) de chacun des jeux d'enroulement sont répartis sur les deux faces (12, 13) . 6. Antenna device according to any one of claims 1 to 5, comprising two faces (12, 13), wherein the passive windings (Pla, P2a, Plb, P2B) of each of the winding sets are distributed over the two faces (12, 13).
7. Dispositif d'antenne selon la revendication 6, où les enroulements passifs (Pla, Plb, P2a, P2b) se trouvant sur une même face (12, 13) sont entrelacés. 7. The antenna device according to claim 6, wherein the passive windings (Pla, Plb, P2a, P2b) lying on the same face (12, 13) are interlaced.
8. Dispositif d'antenne selon la revendication 6 ou 7, où l'enroulement actif (A) comprend des spires (Al, A2) sur chacune des deux faces (12, 13) . 8. Antenna device according to claim 6 or 7, wherein the active winding (A) comprises turns (Al, A2) on each of the two faces (12, 13).
9. Dispositif d'antenne selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, où l'enroulement actif (A, Al, A2) occupe les zones les plus périphériques de la surface de déploiement (3) , et où les enroulements passifs (Pla, Plb, P2a, P2b) occupent les zones plus centrales. Antenna device according to any one of claims 6 to 8, wherein the active winding (A, Al, A2) occupies the most peripheral areas of the deployment surface (3), and where the passive windings ( Pla, Plb, P2a, P2b) occupy the more central areas.
10. Dispositif d'antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, disposé dans une surface de déploiement comprise dans un rectangle de 26,9 x 17,5 mm. 10. Antenna device according to any one of claims 1 to 9, disposed in a deployment surface included in a rectangle of 26.9 x 17.5 mm.
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