Etude de systèmes d’auto-adaptation pour les systèmes de Communication en Champ Proche dits NFC (Near Field Communication)

par Mouhamadou Dieng

Thèse de doctorat en Systèmes Automatiques et Microélectroniques

Sous la direction de Michel Renovell et de Serge Bernard.


  • Résumé

    La technologie NFC (Near Field Communication) est une nouvelle technique de communication basée sur la technologie RFID (Radio-Fréquence IDentification). La NFC utilise le couplage magnétique entre deux antennes afin de transférer les données et / ou l'énergie entre deux dispositifs électroniques. Elle exploite la fréquence de 13,56 MHz. En raison de la large gamme de dispositifs et d'applications, une définition de la géométrie de l'antenne et de ses paramètres électriques associés est très difficile. En effet, chaque dispositif présente des caractéristiques physiques différentes. En revanche, le circuit intégré (CI) de contrôle NFC est générique et indépendant d'une antenne où d'un dispositif. C'est pourquoi, chaque intégrateur associe le circuit intégré NFC avec une antenne pour chaque dispositif. Or le module de transmission du système NFC nécessite une bonne adaptation de l'antenne à son circuit intégré (IC). Actuellement, cette adaptation est effectuée à la main pour chaque dispositif selon un processus itératif chronophage. En outre, l'adaptation est effectuée une seule fois au moment de la conception du dispositif, quel que soit le mode de communication (lecteur, carte ou peer-to-peer) et à vide c'est-à-dire sans considérer l'influence du dispositif secondaire. Dans ce manuscrit, nous proposons une description détaillée des performances électriques des systèmes NFC. Ensuite un modèle électrique analytique complet et précis de l'antenne NFC est proposé. Enfin, nous développons une nouvelle technique d'adaptation automatique d'impédance afin d'optimiser les performances électriques dans la phase d'émission en termes de transfert d'énergie entre le lecteur et le transpondeur.

  • Titre traduit

    NFC antenna Self Calibration


  • Résumé

    Near Field Communication (NFC) is a standardized communication technology derived from Radio Frequency Identification (RFID). NFC uses magnetic induction between two antennas in order to transfer data and/or energy between two electronic devices. NFC operating frequency is 13.56 MHz.Due to the wide range of devices and applications, a predefinition of antenna geometry and corresponding electrical parameters is difficult. In fact, each device shows different antennaphysical characteristics ; On the Other hand, the NFC control integrated circuit (IC) is generic and does not depend on antenna nor a device. Therefore, each integrator associates the NFC IC with a specific antenna for each device. Current NFC transmission modules require the antenna circuitry to be matched with the integrated circuit. Nowadays, the matching is performed manually using a time consuming iterative procedure for each device. Moreover, the matchingcan be done only once at the device design level, regardless of the communication mode (reader, card or peer-to-peer) and regardless of the secondary device influence on the primary antenna characteristics.In this manuscript, we propose a detailed description of the electrical performances of NFC Systems. Then an accurate and complete analytical electrical model of NFC antennas is proposed.Finally, we develop a new technic of automatic adaptation of the matching network in order to optimize the electrical performances in the transmission phase in terms of energy transfer from the reader to the transponder.


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