EP4423853A1 - Dispositif de réflexion à métasurface(s) pour un dispositif de détection d'éléments d'identification - Google Patents

Dispositif de réflexion à métasurface(s) pour un dispositif de détection d'éléments d'identification

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Publication number
EP4423853A1
EP4423853A1 EP22789640.4A EP22789640A EP4423853A1 EP 4423853 A1 EP4423853 A1 EP 4423853A1 EP 22789640 A EP22789640 A EP 22789640A EP 4423853 A1 EP4423853 A1 EP 4423853A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
metasurface
closed space
waves
wall
intended
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP22789640.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Laurent Barre
Valerie BRULHARD
Denis Albert DELPORTE
Pascal DUVERGER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stellantis Auto SAS
Original Assignee
Stellantis Auto SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Stellantis Auto SAS filed Critical Stellantis Auto SAS
Publication of EP4423853A1 publication Critical patent/EP4423853A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
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    • H01Q15/0006—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/006—Selective devices having photonic band gap materials or materials of which the material properties are frequency dependent, e.g. perforated substrates, high-impedance surfaces
    • H01Q15/0066—Selective devices having photonic band gap materials or materials of which the material properties are frequency dependent, e.g. perforated substrates, high-impedance surfaces said selective devices being reconfigurable, tunable or controllable, e.g. using switches
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    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H01Q1/3291—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle mounted in or on other locations inside the vehicle or vehicle body

Definitions

  • TITLE REFLECTION DEVICE WITH METASURFACE(S) FOR AN IDENTIFICATION ELEMENTS DETECTION DEVICE
  • the present invention claims the priority of French application 2111396 filed on 27.10.2021, the content of which (text, drawings and claims) is incorporated herein by reference.
  • the invention relates to reflection devices with metasurface(s) which are intended to form part of detection devices fitted to systems comprising at least one closed space with a metallic environment and comprising at least one object to be detected.
  • Certain systems such as for example certain vehicles (possibly5 commercial vehicles or trucks), comprise at least one closed space in which can be housed, more or less temporarily, objects provided with a transmitter/receiver identification element. waves intended to allow their detection by an on-board detection device.
  • This detection device comprises an identification reader responsible for exchanging messages with the identification elements of the objects present in the closed space via at least one antenna transmitting/receiving waves which may optionally be part of a box. of the detection device.
  • the waves emitted by the wave emitter/receiver antenna and the identification elements have frequencies5 belonging to the radiofrequency (RF) domain, and the identification elements are radio identification tags (or markers) frequency comprising an electronic chip associated with an RF antenna. This is called radio frequency identification (or RFID (“Radio Frequency Identification”)).
  • object detection When the space is closed off to a metallic environment, such as when defined by a vehicle or trailer body, object detection often does not work well or not at all due to the presence of an obstacle (possibly another object) or an electromagnetic disturbance produced by the vehicle or a collision of RF waves. It may also happen that the detection device detects the identification element of an object situated outside the closed space.
  • metasurface means a surface having a thickness less than the wavelength of the waves that it must reflect and produced5 in a structured metamaterial (with horizontal patterns having a size less than the aforementioned wavelength) or unstructured.
  • a metamaterial is an artificial composite material with electromagnetic properties not possessed by a natural material, and in particular an ability to modulate the behavior of electromagnetic waves0 thanks to specific boundary conditions. Note that a metasurface can be programmable or non-programmable.
  • a detection device with metasurface(s) makes it possible to notably improve detection.
  • the metasurfaces being generally fixed on one or more support walls of the closed space, they are exposed both physically and electromagnetically, and therefore they can be damaged (and consequently rendered inoperative) and/or disturbed in particular by beams nearby electrical (and therefore less efficient).
  • the problem of physical damage requires placement in a very little or no exposed area of the closed space, which makes them less effective.
  • the problem of electromagnetic disturbance requires many time-consuming and expensive positioning tests to be carried out, and the optimal (undisturbed) positions found are very rarely compatible with good physical protection and with optimum detection efficiency.
  • windows and/or seals in particular in utility vehicles, can lead to a loss of detection performance of the detection device.
  • the aim of the invention is therefore in particular to improve the situation.
  • a detection device intended to form part of a detection device, on the one hand, intended to equip a system comprising a closed space with a metallic environment and comprising at least one object provided with a wave transmitter/receiver identification element, and, on the other hand, comprising an identification reader exchanging messages with the identification element, via at least one antenna transmitting/receiving waves and intended to be installed in the closed space, in order to detect its presence, and
  • This reflection device is characterized in that it also comprises a main wall intended to be installed in the closed space at a first chosen distance from a support wall partially delimiting this closed space with interposition of the (each) metasurface at second and third distances chosen respectively from the main wall and the support wall, made of an electrically non-insulating material and allowing the waves to pass without changing their waveform.
  • the main wall physically protects the metasurfaces while allowing waves to pass in both directions without disturbing them, and the metasurfaces are not in contact with either the main wall PP or the support wall so as not to be disturbed and thus ensuring their proper functioning. Consequently, the invention makes it possible to very significantly increase the probability of identifying objects present in a closed space with a metallic environment.
  • the reflection device according to the invention may comprise other characteristics which may be taken separately or in combination, and in particular:
  • the main wall and metasurface(s) may comprise at least one spacer installed between the main wall and metasurface(s) and made of an electrically non-insulating material, and having a thickness equal to the second distance chosen;
  • the spacer can be an added piece of foam or a protrusion forming an integral part of the main wall;
  • the second distance may be greater than or equal to 1.5 mm
  • the main wall may have a thickness less than or equal to 2.5 mm at least opposite an electrical part of (each) metasurface;
  • the metasurface may comprise a box intended to be fixedly secured to the support wall, in which the metasurface is fixedly installed, and comprising the main wall and side walls fixedly secured to the main wall, made of the same material as the latter, and surrounding the metasurface.
  • the invention also proposes a detection device, on the one hand, intended to equip a system comprising a closed space with a metallic environment and comprising at least one object provided with a wave transmitter/receiver identification element, and, on the other hand, comprising an identification reader exchanging messages with the identification element, via at least one antenna transmitting/receiving waves and intended to be installed in the closed space5, in order to detect its presence.
  • This detection device is characterized in that it also comprises at least one reflection device of the type presented above and intended to be fixedly secured to a support wall partially delimiting the closed space of the system.
  • this detection device may comprise at least two reflection devices intended to be fixedly secured to the same support wall partially delimiting the closed space or else to different support walls and partially delimiting the closed space.
  • the waves emitted may have frequencies which belong to the radio frequency range, or alternatively may be photons.
  • the invention also proposes a system comprising a closed space
  • this system can constitute a vehicle.
  • this system can comprise an outer wall defining a support wall, and an inner wall installed at the first chosen distance from this outer wall, defining a main wall of at least one reflection device, and participating in the delimitation of its closed space.
  • an intermediate piece, defining the piece of insulation of at least one reflection device can be installed between the external and internal walls.
  • FIG. 1 schematically and functionally illustrates an example of a truck comprising a closed space comprising objects provided with identification elements and a detection device comprising two reflection devices according to the invention, connected in series,
  • FIG. 2 schematically and functionally illustrates, in a sectional view,5 a first embodiment of a reflection device according to the invention, secured to a support wall of a system
  • FIG. 3 schematically and functionally illustrates, in a sectional view, a second embodiment of a reflection device according to the invention, secured to a support wall of a system
  • FIG. 4 illustrates schematically and functionally, in a sectional view, a third embodiment of a reflection device according to the invention, secured to a support wall of a system
  • FIG. 5 illustrates schematically and functionally, in a side view perspective, part of an exemplary embodiment of a detection device comprising three reflection devices according to the invention, connected in series and coupled to the computer of the identification reader, and
  • FIG. 6 schematically and functionally illustrates an example of a truck
  • refrigerated box delimiting a closed space comprising objects provided with identification elements and a detection device comprising two reflection devices according to the invention, connected in series and some elements of which are sub-parts of the refrigerated box.
  • the object of the invention is in particular to propose a reflection device DR intended to form part of a detection device DD, itself intended to equip a system S, comprising a closed space EF having a metallic environment and in which can be placed O5 objects each provided with an identification element El transmitter / receiver of waves to detect their presence.
  • the system S is a vehicle. This is for example a truck, as illustrated without limitation in Figures 1 and 6. But the invention is not limited to this type of system. It relates in fact to any type of system comprising at least one closed space having a metallic environment and in which objects provided with a wave emitter/receiver identification element can be placed. Thus, it concerns land vehicles (and in particular utility vehicles and trucks (with or without a trailer)), boats, aircraft, safes, buildings and installations (possibly industrial).
  • FIG. 1 a system S (here a truck) comprising a closed space EF having a metallic environment and comprising objects O each provided with an identification element El and an example embodiment of a device for detection DD according to the invention comprising two reflection devices DR according to the invention, connected in series.
  • a system S here a truck
  • a closed space EF having a metallic environment and comprising objects O each provided with an identification element El
  • an example embodiment of a device for detection DD according to the invention comprising two reflection devices DR according to the invention, connected in series.
  • the system S is a vehicle, and more precisely a truck comprising a body CS, fixedly secured to its frame, at least partially metallic, and defining a closed space EF to which access is controlled by at least one door PCS.
  • the CS box could be part of a trailer.
  • the objects O housed in the closed space EF can be of any type. So,
  • the invention applies when there is at least one object O present in the closed space EF and equipped with an identification element El transmitter/receiver of waves.
  • a wave emitter/receiver identification element El comprises a wave emitter/receiver antenna associated with an electronic chip which is on standby most of the time and is awakened and energized by specific waves which it receives from an antenna AER associated with an identification reader L1 of a detection device DD.
  • This electronic chip5 stores at least one identifier which represents the object O with which it is associated.
  • a detection device DD comprises an identification reader L1, at least one antenna AER emitting/receiving waves, and at least one reflection device DR0 with metasurface (s) MS, according to the invention.
  • the antenna (each antenna) AER is intended to be installed in the enclosed space EF. It will be noted that it can be part of the housing of the identification reader L1, as in the examples illustrated without limitation in FIGS. 1 and 6. But this is not obligatory. Indeed, it can be remote (or remote) from the housing of the identification reader L1, while being coupled to the latter (L1), for example via a cable.
  • the detection device DD only comprises a single antenna AER, but it could comprise at least two.
  • the number of antennas AER of a detection device DD depends on the layout of the closed space EF and/or of each zone where an object O is stored to be detected by this detection device DD, but also of each place where a reflection device DR of this detection device DD.
  • the antenna AER is installed on a front and substantially vertical wall of the body CS of the vehicle S, and the reflection devices DR are
  • the antenna AER could be installed on a side or rear wall and substantially vertical or defining the roof T of the body CS of the vehicle S
  • the reflection devices DR could be installed on (or in) a wall defining the roof T or lateral or front and substantially vertical of the body CS of the vehicle S.
  • the antenna AER is installed substantially parallel to the front wall of the body CS. However, it could be inclined with respect to this front wall (or any other wall of the box CS which supports it). The inclination should not be too great in order to reduce bulk and not expose the AER antenna too much to shocks. For example, this inclination is less than 30°.
  • each antenna AER is preferably installed0 at a distance from an electrical harness of the body CS which is at least equal to 50 mm. When this is not possible, it is preferable to shield the neighboring wiring harness.
  • the identification reader Ll is arranged to exchange messages with each identification element El present in the closed space EF, via the antenna AER, in order to detect its presence. For example, it can be arranged to determine whether objects O are absent in the closed space EF by comparing the identifiers received from the identification elements El with a stored list of identifiers, or only to record all the identifiers received from the elements identification El, or to compare un0 previous loading with the current loading, or to alert when an element of identification El is no longer present in the closed space the EF.
  • radio frequency identification or RFID (Radio Frequency Identification)
  • the invention is not limited to waves
  • the identification waves can be photons.
  • a reflection device DR comprises at least one metasurface MS and one main wall PP.
  • the (each) metasurface MS is configured so as to reflect waves which come from the antenna AER and are intended for one (each) identification element El of an object O and vice versa (namely waves coming from a (of each) identification element El and intended for the antenna AER). 5 Therefore, the (each) MS metasurface acts as a two-way wave relay.
  • metamaterial here means a surface having a thickness less than the wavelength of the waves that it must reflect and made of a metamaterial which can be structured with horizontal patterns having a size less than the aforementioned wavelength or unstructured.
  • a metamaterial is an artificial composite material with electromagnetic properties not possessed by a natural material, and in particular an ability to modulate the behavior of electromagnetic waves thanks to specific boundary conditions. Note that an MS metasurface can be programmable or non-programmable.
  • a metasurface MS can optionally be configured so as to reflect according to at least a first chosen law the waves coming from the antenna(s) AER and intended for each identification element El and according to at least a second law chosen0 the waves coming from each identification element El and intended for the antenna(s) AER. It will also be noted that in the presence of at least two reflection devices DR, the metasurface(s) MS of a reflection device DR can possibly have a first law of reflection and/or a second law of reflection different from that(s) of the metasurface(s) MS of another reflection device DR.
  • the main wall PP is intended to be installed in the closed space EF at a first distance d1 chosen from a
  • this main wall PP is made of a material which is not electrically insulating and which allows waves to pass (in reception as well as in reflection) without changing their waveform.
  • the main wall PP makes it possible to physically protect the metasurfaces MS (which are quite fragile), and therefore to make them much less, or not at all, exposed to shocks inside the closed space EF, while allowing waves to pass in both directions5 (incoming and outgoing) without disturbing them. Consequently, the material in which the main wall PP is made must be resistant and must have a dielectric coefficient compatible with the waves emitted which must be reflected by the metasurfaces MS located behind it and which it protects. For this purpose, it (PP) can, for example, be made of electrically non-insulating plastic material (but not of metal).
  • the second distance d2 separating the metasurface(s) MS from the main wall PP is intended to prevent the metasurface(s) MS from being in contact with the main wall PP, and in particular its (their) electrical part, so as not to disturb them and thus guarantee its (their) correct operation.
  • the third distance d3 separating the MS metasurface(s) from the PSS support wall is intended to prevent the MS metasurface(s) from being in contact with the PSS support wall. (frequently made of metal) to prevent the waves emitted by the metasurface(s) MS from being disturbed.
  • the detection device DD can comprise a computer CA, as illustrated without limitation in FIGS. 1 and 6.
  • configurable metasurface means a metasurface that can
  • the metasurface can, for example, comprise diodes associated with micro-electro-mechanical systems (or MEMS (“Micro ElectroMechanical System”)) which are themselves controlled by integrated circuits of type FPGA (“Field Programmable Gate Array”) or programmable microcontrollers or programmable chips with an integrated system (or PSoC (“Programmable System on a Chip)) or even possibly complex programmable logic devices (or (C)PLD (“( Complex) Programmable Logic Device”)).
  • MEMS Micro ElectroMechanical System
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • PSoC Program System on a Chip
  • CPLD Complex programmable Logic Device
  • the computer CA can be arranged to determine each first law of reflection and/or each second law of reflection as a function of the metallic environment and of the configuration of the closed space EF, then to determine each configuration of a configurable metasurface MS as a function of this first law of reflection and/or this second law of reflection, then to trigger the establishment by each configurable metasurface MS of each configuration concerning it and also possibly to adjust the power of the antenna AER via the L1 identification reader (if needed).
  • This can in particular make it possible to adapt the detection device DD according to the closed space EF considered and/or the objects O present in the latter (EF) and/or the zones where the objects O are placed. the introduction of several different configurations (possibly successively) within the same closed space EF in order to further increase the probability of identifying the objects O.
  • the first distance d1 can be between 20 mm and 40 mm.
  • the first distance d1 can be equal to 30 mm.
  • the second distance d2 can be greater than or equal to 1.5 mm.
  • the second distance d2 can be equal to 2.5 mm.
  • the main wall PP can have a thickness
  • this thickness may be equal to 2 mm.
  • the reflection device DR can comprise a housing BD intended to be fixedly secured to the support wall PSS and in which the (each) metasurface MS is fixedly installed.
  • the box BD comprises the main wall PP and side walls PL which are fixedly secured to the main wall PP (possibly perpendicular to its sides) and5 made of the same material as the latter (PP), and which surround the (each) metasurface MS. It will be understood that it is the height of the side walls PL of the box BD which defines the first distance d1. It will also be understood that the side walls PL are intended to reinforce the physical protection of the (each) metasurface MS installed in its housing BD, and can allow the attachment of the reflection device DR concerned to the support wall PSS concerned.
  • the reflection device DR may comprise a piece 5 of insulation PI intended to be interposed between each metasurface MS and the support wall PSS, as illustrated without limitation in FIGS. 4 and 6.
  • the insulation piece PI is made of a material which is insulating electrically.
  • this material can be a foam (possibly silicone, polyurethane, EPDM or polyethylene). But we0 could also use a resin or a thick polyester film.
  • the system S can comprise an external wall PE and an internal wall PI′ installed in front of this external wall PE at the first distance d1 chosen and participating in the delimitation of the closed space EF.
  • the system S comprises a box CS comprising the outer walls PE and the inner walls PI′ and possibly refrigerated.
  • the outer wall PE defines a support wall PSS
  • the inner wall PI' defines the main wall PP by at least
  • a reflection device DR At least one element of a reflection device DR (namely the main wall PP) is a sub-part of the (possibly refrigerated) body CS.
  • this insulation piece PI can also define another element of at least one reflection device DR (i.e. its own PI isolation piece).
  • Each metastructure MS of a reflection device DR can then be installed between the insulation part PI of the body CS and the internal wall PI' (defining the main wall PP associated with this metastructure MS).
  • the inner wall PI 'of the box CS defines at the level of the roof T the main walls PP of two reflection devices DR, and the insulation part PI of the box CS defines the isolation parts PI of these two reflection devices DR.
  • the reflection device DR may comprise at least one spacer ES installed between the main wall PP and the metasurface(s) MS.
  • the (each) spacer ES is made of an electrically non-insulating material, and has a thickness which is equal to the second distance d2 chosen.
  • the (each) spacer ES can be a protuberance forming an integral part of the main wall PP projecting on its face facing the (each) metastructure MS, and possibly rib-shaped (possibly straight).
  • the (each) spacer ES is preferably placed on a part of each metasurface MS which is not its electrical part.
  • the (each) spacer ES can be a piece of added foam (and therefore installed between the main wall PP and the (each) metastructure MS of the reflection DR considered).
  • the detection device DD comprises at least two reflection devices DR, as illustrated without limitation in FIGS. 1, 5 and 6, the latter (DR) can be connected in series, in particular when they are
  • a reflection device DR comprises several metasurfaces MS
  • the latter can be connected in series via second coupling parts PC2, such as electrical wires for example.
  • the detection device DD comprises a computer CA and at least one reflection device DR comprising at least one programmable metasurface MS
  • this computer and this metasurface MS are preferably coupled by a third coupling part PC3, such as for example at least one wire electrical, as illustrated without limitation in Figure 5.
  • the reflection devices DR of a system S do not necessarily have the same dimensions and arrangements.
  • the detection device DD comprises two identical reflection devices DR in the general shape of a square and another reflection device DR in the general shape of a rectangle. But these shapes can be the same or different, and the number of reflection devices DR of a detection device DD can take any value greater than or equal to one.
  • the two identical reflection devices DR comprise four metasurfaces MS arranged with respect to each other in a square, and the other reflection device DR comprises six metasurfaces MS arranged one following the others while being aligned.
  • a reflection device DR can comprise any number of metasurfaces MS, provided that this number is greater than or equal to one.
  • main walls PP or boxes BD adapted to the needs of each reflection device DR.
  • the BD boxes can then be coupled together on the right, left, top or bottom to make modules of different sizes.
  • These modules of different sizes can therefore be adapted to any type of system S (for example (possibly utility) vehicles), for example to take into account some of their particularities, such as for example windows and/or seals.

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Abstract

Un dispositif de réflexion (DR) fait partie d'un dispositif de détection (DD) équipant un système (S), comprenant un espace fermé (EF) à environnement métallique et comportant un objet (O) muni d'un élément d'identification (EI) émetteur/récepteur d'ondes, et comprenant un lecteur d'identification (LI) échangeant des messages avec l'élément d'identification (EI), via une antenne (AER) émettrice/réceptrice d'ondes et installée dans l'espace fermé (EF), pour détecter sa présence. Ce dispositif de réflexion (DR) comprend au moins une métasurface réfléchissant des ondes issues de l'antenne (AER) et destinées à l'élément d'identification (EI) et inversement, et une paroi principale installée dans l'espace fermé (EF) à une première distance d'une paroi de support (PSS) avec interposition de la métasurface à des deuxième et troisième distances respectivement des paroi principale et paroi de support (PSS), réalisée dans un matériau non isolant électriquement et laissant passer les ondes sans changer leur forme d'onde.

Description

DESCRIPTION
TITRE : DISPOSITIF DE RÉFLEXION À MÉTASURFACE(S) POUR UN DISPOSITIF DE DÉTECTION D’ÉLÉMENTS D’IDENTIFICATION
5 Domaine technique de l’invention
La présente invention revendique la priorité de la demande française 2111396 déposée le 27.10.2021 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence. L’invention concerne les dispositifs de réflexion à métasurface(s) qui sont destinés à faire partie de dispositifs de détection équipant des systèmes comprenant au moins un espace fermé à environnement métallique et comportant au moins un objet à détecter.
Etat de la technique
Certains systèmes, comme par exemple certains véhicules (éventuellement5 des véhicules utilitaires ou des camions), comprennent au moins un espace fermé dans lequel peuvent être logés, plus ou moins temporairement, des objets munis d’un élément d’identification émetteur/récepteur d’ondes destiné à permettre leur détection par un dispositif de détection embarqué.
Ce dispositif de détection comprend un lecteur d’identification chargé0 d’échanger des messages avec les éléments d’identification des objets présents dans l’espace fermé via au moins une antenne émettrice/réceptrice d’ondes qui peut éventuellement faire partie d’un boîtier du dispositif de détection. Généralement, les ondes émises par l’antenne émettrice/ réceptrice d’ondes et les éléments d’identification ont des fréquences5 appartenant au domaine des radiofréquences (RF), et les éléments d’identification sont des étiquettes d’identification (ou marqueurs) radio fréquence comportant une puce électronique associée à une antenne RF. On parle alors d’identification radio fréquence (ou RFID (« Radio Frequency Identification »)). 0 Lorsque l’espace fermé à un environnement métallique, comme par exemple lorsqu’il est défini par une caisse de véhicule ou de remorque, il arrive fréquemment que la détection d’un objet ne se fasse pas bien ou pas du tout du fait de la presence d un obstacle (eventuellement un autre objet) ou d une perturbation électromagnétique produite par le véhicule ou d’une collision d’ondes RF. Il peut aussi arriver que le dispositif de détection détecte l’élément d’identification d’un objet situé à l’extérieur de l’espace fermé.
5 Ce problème de détection, résultant non seulement du positionnement de l’antenne émettrice/réceptrice d’ondes par rapport aux objets dans l’espace fermé mais également de la configuration et de l’environnement métallique de ce dernier, il a été proposé, notamment dans le document brevet FR 3103327, d’adjoindre au dispositif de détection au moins une métasurface configurée de manière à réfléchir des ondes issues de l’antenne et destinées aux éléments d’identification et des ondes issues des éléments d’identification et destinées à l’antenne.
On entend ici par « métasurface » une surface ayant une épaisseur inférieure à la longueur d’onde des ondes qu’elle doit réfléchir et réalisée5 dans un métamatériau structuré (avec des motifs horizontaux ayant une taille inférieure à la longueur d’onde précitée) ou non structuré. Un métamatériau est un matériau composite artificiel présentant des propriétés électromagnétiques que ne possède pas un matériau naturel, et en particulier une capacité à moduler le comportement des ondes0 électromagnétiques grâce à des conditions aux limites particulières. On notera qu’une métasurface peut être programmable ou non programmable. Un dispositif de détection à métasurface(s) permet d’améliorer notablement la détection. Cependant, les métasurfaces étant généralement fixées sur une ou plusieurs parois de support de l’espace fermé, elles sont exposées tant5 physiquement qu’électromagnétiquement, et donc elles peuvent être endommagées (et par conséquent rendues inopérantes) et/ou perturbées notamment par des faisceaux électriques voisins (et par conséquent moins efficaces). Le problème de l’endommagement physique impose un placement dans une zone très peu ou pas exposée de l’espace fermée, ce0 qui les rend moins efficaces. Le problème de la perturbation électromagnétique nécessite de réaliser de nombreux tests de positionnement chronophages et onéreux, et les positions optimales (non perturbées) trouvées sont très rarement compatibles avec une bonne protection physique et avec une efficacité de detection optimale.
Par ailleurs, la présence de vitres et/ou de joints, notamment dans des véhicules utilitaires, peut entraîner une perte de performance de détection du dispositif de détection.
5 L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.
Présentation de l’invention
Elle propose notamment à cet effet un dispositif de réflexion :
- destiné à faire partie d’un dispositif de détection, d’une part, destiné à équiper un système comprenant un espace fermé à environnement métallique et comportant au moins un objet muni d’un élément d’identification émetteur/ récepteur d’ondes, et, d’autre part, comprenant un lecteur d’identification échangeant des messages avec l’élément d’identification, via au moins une antenne émettrice/réceptrice d’ondes et destinée à être installée dans l’espace5 fermé, afin de détecter sa présence, et
- comprenant au moins une métasurface configurée de manière à réfléchir des ondes issues de l’antenne et destinées à l’élément d’identification et des ondes issues de l’élément d’identification et destinées à l’antenne.
Ce dispositif de réflexion se caractérise par le fait qu’il comprend aussi une0 paroi principale destinée à être installée dans l’espace fermé à une première distance choisie d’une paroi de support délimitant partiellement cet espace fermé avec interposition de la (chaque) métasurface à des deuxième et troisième distances choisies respectivement des paroi principale et paroi de support, réalisée dans un matériau non isolant électriquement et laissant5 passer les ondes sans changer leur forme d’onde.
Ainsi, la paroi principale protège physiquement les metasurfaces tout en laissant passer les ondes dans les deux sens sans les perturber, et les métasurfaces ne sont au contact ni de la paroi principale PP ni de la paroi de support de manière à ne pas être perturbées et ainsi garantir leur bon0 fonctionnement. Par conséquent, l’invention permet d’augmenter très notablement la probabilité d’identifier des objets présents dans un espace fermé à environnement métallique.
Le dispositif de réflexion selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent etre prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- il peut comprendre une pièce d’isolation destinée à être intercalée entre les métasurface et paroi de support et réalisée dans un matériau isolant
5 électriquement ;
- il peut comprendre au moins un espaceur installé entre les paroi principale et métasurface(s) et réalisé dans un matériau non isolant électriquement, et ayant une épaisseur égale à la deuxième distance choisie ;
- en présence de la dernière option, l’espaceur peut être une pièce en mousse rapportée ou une protubérance faisant partie intégrante de la paroi principale ;
- la deuxième distance peut être supérieure ou égale à 1 ,5 mm ;
- la paroi principale peut avoir une épaisseur inférieure ou égale à 2,5 mm au moins en regard d’une partie électrique de la (chaque) métasurface ;
- il peut comprendre un boîtier destiné à être solidarisé fixement à la paroi de5 support, dans lequel est installée fixement la métasurface, et comportant la paroi principale et des parois latérales solidarisées fixement à la paroi principale, réalisées dans un même matériau que cette dernière, et entourant la métasurface.
L’invention propose également un dispositif de détection, d’une part, destiné à0 équiper un système comprenant un espace fermé à environnement métallique et comportant au moins un objet muni d’un élément d’identification émetteur/ récepteur d’ondes, et, d’autre part, comprenant un lecteur d’identification échangeant des messages avec l’élément d’identification, via au moins une antenne émettrice/réceptrice d’ondes et destinée à être installée dans l’espace5 fermé, afin de détecter sa présence.
Ce dispositif de détection se caractérise par le fait qu’il comprend aussi au moins un dispositif de réflexion du type de celui présenté ci-avant et destiné à être solidarisé fixement à une paroi de support délimitant partiellement l’espace fermé du système. 0 Par exemple, ce dispositif de détection peut comprendre au moins deux dispositifs de réflexion destinés à être solidarisés fixement à une même paroi de support délimitant partiellement l’espace fermé ou bien à des parois de support différentes et délimitant partiellement l’espace fermé. Egalement par exemple, les ondes emises peuvent avoir des frequences qui appartiennent au domaine des radiofréquences, ou en variante peuvent être des photons.
L’invention propose également un système comprenant un espace fermé, à
5 environnement métallique et propre à comporter au moins un objet muni d’un élément d’identification émetteur/récepteur d’ondes, ainsi qu’au moins un dispositif de détection du type de celui présenté ci-avant.
Par exemple, ce système peut constituer un véhicule.
Egalement par exemple, ce système peut comprendre une paroi externe définissant une paroi de support, et une paroi interne installée à la première distance choisie de cette paroi externe, définissant une paroi principale d’au moins un dispositif de réflexion, et participant à la délimitation de son espace fermé. On notera qu’une pièce intercalaire, définissant la pièce d’isolation d’au moins un dispositif de réflexion, peut être installée entre les parois externe et5 interne.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :0 [Fig. 1] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de camion comprenant un espace fermé comportant des objets munis d’éléments d’identification et un dispositif de détection comprenant deux dispositifs de réflexion selon l’invention, montés en série,
[Fig. 2] illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue en coupe,5 un premier exemple de réalisation d’un dispositif de réflexion selon l’invention, solidarisé à une paroi de support d’un système,
[Fig. 3] illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue en coupe, un deuxième exemple de réalisation d’un dispositif de réflexion selon l’invention, solidarisé à une paroi de support d’un système, 0 [Fig. 4] illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue en coupe, un troisième exemple de réalisation d’un dispositif de réflexion selon l’invention, solidarisé à une paroi de support d’un système,
[Fig. 5] illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue en perspective, une partie d un exemple de realisation d un dispositif de detection comprenant trois dispositifs de réflexion selon l’invention, montés en série et couplés au calculateur du lecteur d’identification, et
[Fig. 6] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de camion
5 à caisse frigorifique délimitant un espace fermé comportant des objets munis d’éléments d’identification et un dispositif de détection comprenant deux dispositifs de réflexion selon l’invention, montés en série et dont certains éléments sont des sous-parties de la caisse frigorifique.
Description détaillée de l’invention
L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif de réflexion DR destiné à faire partie d’un dispositif de détection DD, lui-même destiné à équiper un système S, comprenant un espace fermé EF ayant un environnement métallique et dans lequel peuvent être placés des objets O5 munis chacun d’un élément d’identification El émetteur/récepteur d’ondes permettant de détecter leur présence.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le système S est un véhicule. Il s’agit par exemple d’un camion, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 6. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type0 de système. Elle concerne en effet tout type de système comprenant au moins un espace fermé ayant un environnement métallique et dans lequel peuvent être placés des objets munis d’un élément d’identification émetteur/récepteur d’ondes. Ainsi, elle concerne les véhicules terrestres (et en particulier les véhicules utilitaires et les camions (avec ou sans remorque)), les bateaux, les5 aéronefs, les coffres-forts, les bâtiments et les installations (éventuellement industrielles).
On a schématiquement représenté sur la figure 1 un système S (ici un camion) comprenant un espace fermé EF ayant un environnement métallique et comportant des objets O munis chacun d’un élément d’identification El et un0 exemple de réalisation d’un dispositif de détection DD selon l’invention comprenant deux dispositifs de réflexion DR selon l’invention, montés en série.
Dans l’exemple illustré sur la figure 1 , le système S est un véhicule, et plus précisément un camion comprenant une caisse CS, solidarisée fixement à son chassis, au moms partiellement métallique, et définissant un espace fermé EF dont l’accès est contrôlé par au moins une porte PCS. On notera que la caisse CS pourrait faire partie d’une remorque.
Les objets O logés dans l’espace fermé EF peuvent être de tout type. Ainsi,
5 il peut s’agir, par exemple, de paquets (ou colis) devant être transportés ou de matériels (comme par exemple des outils (perceuse, visseuse, disqueuse, scie électrique, etc)). On notera que l’invention s’applique dès lors qu’il y a au moins un objet O présent dans l’espace fermé EF et muni d’un élément d’identification El émetteur/récepteur d’ondes.
Un élément d’identification El émetteur/récepteur d’ondes comprend une antenne émettrice/réceptrice d’ondes associée à une puce électronique qui est la plupart du temps en veille et est réveillée et alimentée en énergie par des ondes spécifiques qu’elle reçoit d’une antenne AER associée à un lecteur d’identification Ll d’un dispositif de détection DD. Cette puce5 électronique stocke au moins un identifiant qui représente l’objet O auquel elle est associée.
Comme illustré sur les figures 1 et 6, un dispositif de détection DD, selon l’invention, comprend un lecteur d’identification Ll, au moins une antenne AER émettrice/réceptrice d’ondes, et au moins un dispositif de réflexion DR0 à métasurface(s) MS, selon l’invention.
L’antenne (chaque antenne) AER est destinée à être installée dans l’espace fermé EF. On notera qu’elle peut faire partie du boîtier du lecteur d’identification Ll, comme dans les exemples illustrés non limitativement sur les figures 1 et 6. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, elle peut être5 distante (ou déportée) du boîtier du lecteur d’identification Ll, tout en étant couplée à ce dernier (Ll), par exemple via un câble.
Dans les exemples illustrés non limitativement sur les figures 1 et 6, le dispositif de détection DD ne comprend qu’une seule antenne AER, mais il pourrait en comprendre au moins deux. Le nombre d’antennes AER d’un0 dispositif de détection DD dépend de l’agencement de l’espace fermé EF et/ou de chaque zone où est stocké un objet O devant être détecté par ce dispositif de détection DD, mais aussi de chaque endroit où est installé un dispositif de reflexion DR de ce dispositif de detection DD.
On notera que dans les exemples illustrés non limitativement sur les figures 1 et 6 l’antenne AER est installée sur une paroi avant et sensiblement verticale de la caisse CS du véhicule S, et les dispositifs de réflexion DR sont
5 installés sur (ou dans) une paroi définissant le toit T de la caisse CS du véhicule S. Mais dans d’autres systèmes S l’antenne AER pourrait être installée sur une paroi latérale ou arrière et sensiblement verticale ou définissant le toit T de la caisse CS du véhicule S, et les dispositifs de réflexion DR pourraient être installés sur (ou dans) une paroi définissant le toit T ou latérale ou avant et sensiblement verticale de la caisse CS du véhicule S.
On notera également que dans les exemples illustrés non limitativement sur les figures 1 et 6 l’antenne AER est installée sensiblement parallèlement à la paroi avant de la caisse CS. Mais, elle pourrait être inclinée par rapport à5 cette paroi avant (ou toute autre paroi de la caisse CS qui la supporte). L’inclinaison ne doit pas être trop importante afin de réduire l’encombrement et de ne pas trop exposer l’antenne AER aux chocs. Par exemple, cette inclinaison est inférieure à 30°.
On notera également que chaque antenne AER est de préférence installée0 à une distance d’un faisceau électrique de la caisse CS qui est au moins égale à 50 mm. Lorsque cela n’est pas possible, il est préférable de blinder le faisceau électrique voisin.
Le lecteur d’identification Ll est agencé de manière à échanger des messages avec chaque élément d’identification El présent dans l’espace5 fermé EF, via l’antenne AER, afin de détecter sa présence. Par exemple, il peut être agencé pour déterminer si des objets O sont absents dans l’espace fermé EF en comparant les identifiants reçus des éléments d’identification El à une liste d’identifiants stockée, ou seulement pour enregistrer tous les identifiants reçus des éléments d’identification El, ou pour comparer un0 précédent chargement avec le chargement actuel, ou bien pour alerter quand un élément d’identification El n’est plus présent dans l’espace fermé l’EF.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que les ondes emises par I antenne AER et par chaque element d identification El ont des fréquences appartenant au domaine des radiofréquences (ou RF). Par conséquent, on effectue ici des identifications radio fréquences (ou RFID (Radio Frequency Identification)). Mais l’invention n’est pas limitée aux ondes
5 appartenant au domaine des radiofréquences. Elle concerne en effet tout domaine de fréquences non dangereux pour l’homme. Ainsi, les ondes d’identification peuvent être des photons.
Comme illustré sur les figures 1 à 6, un dispositif de réflexion DR, selon l’invention, comprend au moins une métasurface MS et une paroi principale PP.
La (chaque) métasurface MS est configurée de manière à réfléchir des ondes qui sont issues de l’antenne AER et destinées à un (chaque) élément d’identification El d’un objet O et inversement (à savoir des ondes issues d’un (de chaque) élément d’identification El et destinées à l’antenne AER). 5 Par conséquent, la (chaque) métasurface MS agit en tant que relais d’ondes bidirectionnel.
Il est rappelé que l’on entend ici par « métasurface » une surface ayant une épaisseur inférieure à la longueur d’onde des ondes qu’elle doit réfléchir et réalisée dans un métamatériau qui peut être structuré avec des motifs0 horizontaux ayant une taille inférieure à la longueur d’onde précitée ou non structuré. Un métamatériau est un matériau composite artificiel présentant des propriétés électromagnétiques que ne possède pas un matériau naturel, et en particulier une capacité à moduler le comportement des ondes électromagnétiques grâce à des conditions aux limites particulières. 5 On notera qu’une métasurface MS peut être programmable ou non programmable. On notera également qu’une métasurface MS peut être éventuellement configurée de manière à réfléchir selon au moins une première loi choisie les ondes issues de(s) l’antenne(s) AER et destinées à chaque élément d’identification El et selon au moins une seconde loi choisie0 les ondes issues de chaque élément d’identification El et destinées à l’antenne (aux antennes) AER. On notera également qu’en présence d’au moins deux dispositifs de réflexion DR, la (les) métasurface(s) MS d’un dispositif de réflexion DR peu(ven)t éventuellement avoir une première loi de reflexion et/ou une seconde loi de reflexion differente(s) de celle(s) de la (des) métasurface(s) MS d’un autre dispositif de réflexion DR.
Comme illustré sur les figures 2 à 4, la paroi principale PP est destinée à être installée dans l’espace fermé EF à une première distance d1 choisie d’une
5 paroi de support PSS qui délimite partiellement cet espace fermé EF avec interposition de la (des) métasurface(s) MS à une deuxième distance d2 choisie de la paroi principale PP et à une troisième distance d3 choisie de la paroi de support PSS. De plus, cette paroi principale PP est réalisée dans un matériau qui est non isolant électriquement et qui laisse passer les ondes (en réception comme en réflexion) sans changer leur forme d’onde.
On comprendra que la paroi principale PP permet de protéger physiquement les metasurfaces MS (qui sont assez fragiles), et donc de les rendre beaucoup moins, ou plus du tout, exposées aux chocs à l’intérieur de l’espace fermé EF, tout en laissant passer les ondes dans les deux sens5 (entrant et sortant) sans les perturber. Par conséquent, le matériau dans lequel est réalisée la paroi principale PP doit être résistant et doit présenter un coefficient diélectrique compatible avec les ondes émises devant être réfléchies par les métasurfaces MS situées derrière elle et qu’elle protège. A cet effet, elle (PP) peut, par exemple, être réalisée en matière plastique non0 isolante électriquement (mais pas en métal).
De plus, la deuxième distance d2 séparant la (les) métasurface(s) MS de la paroi principale PP est destinée à empêcher que la (les) métasurface(s) MS soi(en)t au contact de la paroi principale PP, et notamment sa (leur) partie électrique, de manière à ne pas les perturber et ainsi garantir son (leur) bon5 fonctionnement.
En outre, la troisième distance d3 séparant la (les) métasurface(s) MS de la paroi de support PSS est destinée à empêcher que la (les) métasurface(s) MS soi(en)t au contact de la paroi de support PSS (fréquemment en métal) pour éviter que les ondes émises par la (les) métasurface(s) MS soient0 perturbées.
Grâce à l’invention, on peut donc augmenter très notablement la probabilité d’identifier les objets O présents dans l’espace fermé EF (à environnement métallique). On notera que lorsque chaque metasurface MS est configurable, le dispositif de détection DD peut comprendre un calculateur CA, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 6.
On entend ici par « métasurface configurable » une métasurface pouvant
5 être configurée par programmation. A cet effet, on peut utiliser, par exemple, des métasurfaces dite de Huygens (ou optiques). Ainsi, on peut utiliser des métasurfaces contrôlables électriquement ou mécaniquement ou optiquement ou encore thermiquement. Dans le cas d’un contrôle mécanique, la métasurface peut, par exemple, comprendre des diodes associées à des systèmes micro-électro-mécaniques (ou MEMS (« Micro ElectroMechanical System »)) qui sont eux-mêmes contrôlés par des circuits intégrés de type FPGA (« Field Programmable Gate Array ») ou des microcontrôleurs programmables ou des puces programmables à système intégré (ou PSoC (« Programmable System on a Chip)) ou encore des5 dispositifs logiques programmables éventuellement complexes (ou (C)PLD (« (Complex) Programmable Logic Device »)).
Le calculateur CA peut être agencé pour déterminer chaque première loi de réflexion et/ou chaque seconde loi de réflexion en fonction de l’environnement métallique et de la configuration de l’espace fermé EF, puis pour déterminer0 chaque configuration d’une métasurface configurable MS en fonction de cette première loi de réflexion et/ou cette seconde loi de réflexion, puis pour déclencher l’instauration par chaque métasurface configurable MS de chaque configuration la concernant et aussi éventuellement à ajuster la puissance de l’antenne AER par l’intermédiaire du lecteur d’identification Ll (en cas de5 besoin). Cela peut notamment permettre d’adapter le dispositif de détection DD en fonction de l’espace fermé EF considéré et/ou des objets O présents dans ce dernier (EF) et/ou des zones où sont placés les objets O. Cela peut aussi permettre l’instauration de plusieurs configurations différentes (éventuellement successivement) au sein d’un même espace fermé EF afin d’augmenter0 encore plus la probabilité d’identifier les objets O.
Par exemple, la première distance d1 peut être comprise entre 20 mm et 40 mm. A titre d’exemple illustratif la première distance d1 peut être égale à 30 mm. Egalement par exemple, la deuxieme distance d2 peut etre supérieure ou égale à 1 ,5 mm. A titre d’exemple illustratif la deuxième distance d2 peut être égale à 2,5 mm.
Egalement par exemple, la paroi principale PP peut avoir une épaisseur
5 inférieure ou égale à 2,5 mm au moins en regard de la partie électrique de la (chaque) métasurface MS. Cela permet d’éviter que la paroi principale PP perturbe les ondes entrantes et sortantes. A titre d’exemple illustratif cette épaisseur peut être égale à 2 mm.
Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 à 5, le dispositif de réflexion DR peut comprendre un boîtier BD destiné à être solidarisé fixement à la paroi de support PSS et dans lequel est installée fixement la (chaque) métasurface MS. Dans ce cas, le boîtier BD comporte la paroi principale PP et des parois latérales PL qui sont solidarisées fixement à la paroi principale PP (éventuellement perpendiculairement à ses côtés) et5 réalisées dans un même matériau que cette dernière (PP), et qui entourent la (chaque) métasurface MS. On comprendra que c’est la hauteur des parois latérales PL du boîtier BD qui définit la première distance d1 . On comprendra également que les parois latérales PL sont destinées à renforcer la protection physique de la (chaque) métasurface MS installée dans son boîtier BD, et0 peuvent permettre la fixation du dispositif de réflexion DR concerné à la paroi de support PSS concernée.
Lorsque la couche d’air (d’une épaisseur égale à d3) présente entre la (les) métasurface(s) MS et la paroi de support PSS n’est pas suffisante pour assurer une bonne isolation, le dispositif de réflexion DR peut comprendre une pièce5 d’isolation PI destinée à être intercalée entre chaque métasurface MS et la paroi de support PSS, comme illustré non limitativement sur les figures 4 et 6. Dans ce cas, la pièce d’isolation PI est réalisée dans un matériau qui est isolant électriquement. Par exemple, ce matériau peut être une mousse (éventuellement en silicone, polyuréthane, EPDM ou polyéthylène). Mais on0 pourrait aussi utiliser une résine ou un film épais en polyester.
On notera, comme illustré non limitativement sur la figure 6, que le système S peut comprendre une paroi externe PE et une paroi interne PI’ installée devant cette paroi externe PE à la première distance d1 choisie et participant à la delimitation de I espace ferme EF. C est par exemple le cas lorsque le système S comprend une caisse CS comportant les parois externe PE et interne PI’ et éventuellement frigorifique. Dans ce cas, la paroi externe PE définit une paroi de support PSS, et la paroi interne PI’ définit la paroi principale PP d’au moins
5 un dispositif de réflexion DR. En d’autres termes, au moins un élément d’un dispositif de réflexion DR (à savoir la paroi principale PP) est une sous-partie de la caisse (éventuellement frigorifique) CS. Lorsque la caisse est effectivement frigorifique CS, et qu’elle comprend une pièce d’isolation PI installée entre ses parois externe PE et interne PI’, cette pièce d’isolation PI peut aussi définir un autre élément d’au moins un dispositif de réflexion DR (à savoir sa propre pièce d’isolation PI). Chaque métastructure MS d’un dispositif de réflexion DR peut alors être installée entre la pièce d’isolation PI de la caisse CS et la paroi interne PI’ (définissant la paroi principale PP associée à cette métastructure MS). 5 Dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 6, la paroi interne PI’ de la caisse CS définit au niveau du toit T les parois principales PP de deux dispositifs de réflexion DR, et la pièce d’isolation PI de la caisse CS définit les pièces d’isolation PI de ces deux dispositifs de réflexion DR.
On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 2 à 4,0 que le dispositif de réflexion DR peut comprendre au moins un espaceur ES installé entre la paroi principale PP et la (les) métasurface(s) MS. Dans ce cas, le (chaque) espaceur ES est réalisé dans un matériau non isolant électriquement, et a une épaisseur qui est égale à la deuxième distance d2 choisie. 5 Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 et 4, le (chaque) espaceur ES peut être une protubérance faisant partie intégrante de la paroi principale PP en saillant sur sa face orientée vers la (chaque) métastructure MS, et éventuellement en forme de nervure (possiblement rectiligne). Dans ce cas, le (chaque) espaceur ES est de préférence placé0 sur une partie de chaque métasurface MS qui n’est pas sa partie électrique. En variante, et comme illustré non limitativement sur la figure 3, le (chaque) espaceur ES peut être une pièce en mousse rapportée (et donc installée entre la paroi principale PP et la (chaque) métastructure MS du dispositif de reflexion DR considéré).
Lorsque le dispositif de détection DD comprend au moins deux dispositifs de réflexion DR, comme illustré non limitativement sur les figures 1 , 5 et 6, ces derniers (DR) peuvent être montés en série, en particulier lorsqu’ils sont
5 couplés au calculateur CA du lecteur d’identification Ll. Plus précisément, ce sont leurs métasurfaces MS qui sont montées en série via des premières pièces de couplage PC1 , comme par exemple des fils électriques.
Par ailleurs, et comme illustré non limitativement sur la figure 5, lorsqu’un dispositif de réflexion DR comprend plusieurs métasurfaces MS, ces dernières (MS) peuvent être montées en série via des deuxièmes pièces de couplage PC2, comme par exemple des fils électriques.
Lorsque le dispositif de détection DD comprend un calculateur CA et au moins un dispositif de réflexion DR comprenant au moins une métasurface MS programmable, ce calculateur et cette métasurface MS sont5 préférentiellement couplés par une troisième pièce de couplage PC3, comme par exemple au moins un fil électrique, comme illustré non limitativement sur la figure 5.
On notera également que les dispositifs de réflexion DR d’un système S n’ont pas forcément les mêmes dimensions et agencements. Ainsi, dans l’exemple0 illustré non limitativement sur la figure 5 le dispositif de détection DD comprend deux dispositifs de réflexion DR identiques et en forme générale de carré et un autre dispositif de réflexion DR en forme générale de rectangle. Mais ces formes peuvent être identiques ou différentes, et le nombre de dispositifs de réflexion DR d’un dispositif de détection DD peut5 prendre n’importe quelle valeur supérieure ou égale à un.
Par ailleurs, dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 5 les deux dispositifs de réflexion DR identiques comportent quatre métasurfaces MS agencées les unes par rapport aux autres en carré, et l’autre dispositif de réflexion DR comporte six métasurfaces MS agencées les unes à la suite0 des autres en étant alignées. Mais un dispositif de réflexion DR peut comporter n’importe quel nombre de métasurfaces MS, dès lors que ce nombre est supérieur ou égal à un. On dispose ainsi d’une grande modularité, et il suffit de définir des parois principale PP ou des boîtiers BD adaptés aux besoins de chaque dispositif de réflexion DR. Les boîtiers BD peuvent ensuite être couplés entre eux à droite, à gauche, en haut ou en bas pour réaliser des modules de tailles 5 différentes. Ces modules de tailles différentes peuvent donc s’adapter à tout type de système S (par exemple des véhicules (éventuellement utilitaires)), par exemple pour prendre en compte certaines de leurs particularités, comme par exemple des vitres et/ou des joints.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de réflexion (DR) pour un dispositif de détection (DD), d’une part, destiné à équiper un système (S) comprenant un espace fermé (EF) à
5 environnement métallique et comportant au moins un objet (O) muni d’un élément d’identification (El) émetteur/récepteur d’ondes, et, d’autre part, comprenant un lecteur d’identification (Ll) échangeant des messages avec ledit élément d’identification (El), via au moins une antenne (AER) émettrice/réceptrice d’ondes et destinée à être installée dans ledit espace fermé (EF), afin de détecter sa présence, ledit dispositif de réflexion (DR) comprenant au moins une métasurface (MS) configurée de manière à réfléchir des ondes issues de ladite antenne (AER) et destinées audit élément d’identification (El) et inversement, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une paroi principale (PP) destinée à être installée dans ledit espace fermé (EF)5 à une première distance choisie d’une paroi de support (PSS) délimitant partiellement cet espace fermé (EF) avec interposition de ladite métasurface (MS) à des deuxième et troisième distances choisies respectivement desdites paroi principale (PP) et paroi de support (PSS), réalisée dans un matériau non isolant électriquement et laissant passer lesdites ondes sans changer leur0 forme d’onde.
2. Dispositif de réflexion selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu’il comprend une pièce d’isolation (PI) destinée à être intercalée entre lesdites métasurface (MS) et paroi de support (PSS) et réalisée dans un matériau isolant électriquement. 5
3. Dispositif de réflexion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un espaceur (ES) installé entre lesdites paroi principale (PP) et métasurface (MS) et réalisé dans un matériau non isolant électriquement, et ayant une épaisseur égale à ladite deuxième distance choisie. 0
4. Dispositif de réflexion selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite deuxième distance est supérieure ou égale à 1 ,5 mm.
5. Dispositif de réflexion selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite paroi principale (PP) a une épaisseur inférieure ou égale à 2,5 mm au moins en regard d une partie electnque de ladite metasurface (MS).
6. Dispositif de réflexion selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend un boîtier (BD) destiné à être solidarisé fixement à ladite paroi de support (PSS), dans lequel est installée fixement ladite métasurface
5 (MS), et comportant ladite paroi principale (PP) et des parois latérales (PL) solidarisées fixement à ladite paroi principale (PP), réalisées dans un même matériau que cette dernière (PP), et entourant ladite métasurface (MS).
7. Dispositif de détection (DD) pour un système (S) comprenant un espace fermé (EF) à environnement métallique et comportant au moins un objet (O) muni d’un élément d’identification (El) émetteur/récepteur d’ondes, ledit dispositif de détection (DD) comprenant un lecteur d’identification (Ll) échangeant des messages avec ledit élément d’identification (El), via au moins une antenne (AER) émettrice/réceptrice d’ondes et destinée à être installée dans ledit espace fermé (EF), afin de détecter sa présence, caractérisé en ce5 qu’il comprend en outre au moins un dispositif de réflexion (DR) selon l’une des revendications précédentes, destiné à être solidarisé fixement à une paroi de support (PSS) délimitant partiellement ledit espace fermé (EF).
8. Système (S) comprenant un espace fermé (EF) à environnement métallique et propre à comporter au moins un objet (O) muni d’un élément0 d’identification (El) émetteur/récepteur d’ondes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins un dispositif de détection (DD) selon la revendication 7.
9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il constitue un véhicule. 5 10. Système selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu’il comprend i) une paroi externe (PE) définissant une paroi de support (PSS), et ii) une paroi interne (PI’) installée à ladite première distance choisie de ladite paroi externe, définissant une paroi principale (PP) d’au moins un dispositif de réflexion (DR), et participant à la délimitation dudit espace fermé (EF). 0
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US10249953B2 (en) * 2015-11-10 2019-04-02 Raytheon Company Directive fixed beam ramp EBG antenna
JP2019139702A (ja) * 2018-02-15 2019-08-22 東芝テック株式会社 読取装置
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