FR2999816A1 - Dispositif de mesure de signaux micro-ondes et procede de configuration de celui-ci - Google Patents

Abstract

Un procédé de configuration d'un dispositif de mesure multistatique comprenant un agencement d'antenne formé de plusieurs sections d'antenne (101) dont chacune englobe plusieurs antennes d'émission et plusieurs antennes de réception, est caractérisé par la formation de groupes de configuration (102, 108-112) configurés chacun en associant une partie des sections d'antenne à un groupe de configuration. Au moins une partie des sections d'antenne du groupe de configuration est configurée comme section de réception (104) dans laquelle sont exclusivement actives les antennes de réception, et au moins une partie est configurée comme section d'émission (105) en rendant actives les antennes d'émission. On mesure au niveau de chaque antenne de réception des sections de réception du groupe de configuration, tous les signaux rayonnés par toutes les antennes d'émission de toutes les sections d'émission du groupe de configuration, et réfléchis sur un objet.

Description

DISPOSITIF DE MESURE DE SIGNAUX MICRO-ONDES ET PROCEDE DE CONFIGURATION DE CELUI-CI L'invention se rapporte à un dispositif pour la mesure multistatique de signaux micro-ondes à l'aide d'un agencement d'antenne, qui comprend plusieurs sections d'antenne, ainsi qu'à un procédé de configuration du dispositif.

Des dispositifs pour la mesure multistatique de signaux micro-ondes, souvent également désignés par scanners à ondes millimétriques, sont utilisés par exemple pour l'analyse de matériaux ou comme scanner corporel. Dans le cas d'une mesure multistatique, un élément d'antenne émet des signaux micro-ondes qui, après réflexion sur un objet à analyser, sont reçus dans toutes les antennes de réception. Chacune des antennes d'émission existantes émet successivement ou bien également en parallèle, un signal, qui est respectivement reçu par toutes les antennes de réception, et est ensuite traité et exploité. La phase et l'amplitude du signal reçu sont déterminées, et le point de l'espace réfléchi est déterminé, par exemple, à l'aide d'un algorithme sous forme logicielle. On collecte ainsi un grand nombre de données de mesure dans une zone spatiale, de sorte qu'il est possible de reconstruire une image précise d'un objet, dans cette zone.

D'après le document DE 10 2011 005 145 Al, on connaît un scanner à ondes millimétriques, qui travaille selon le procédé de mesure multistatique décrit. Le scanner millimétrique comprend un agencement d'antenne, qui est constitué d'une ou de plusieurs sections d'antenne. Une section d'antenne comprend ici plusieurs antennes d'émission, qui sont agencées dans une zone prédéterminée, ainsi qu'un certain nombre d'antennes de réception, qui sont agencées dans une autre zone. La mise en circuit de plusieurs sections d'antenne permet de créer une largeur d'ouverture plus grande de l'agencement d'antenne, également dénommée ouverture, de sorte qu'il est possible d'analyser une zone spatiale plus grande, sans que la position spatiale d'une section d'antenne ait à être modifiée.

Un inconvénient d'un tel dispositif de mesure réside dans le fait que l'on mesure un nombre immensément grand de valeurs de mesure, qui résultent du nombre de combinaisons de chaque antenne d'émission avec chaque antenne de réception, en imposant ainsi des exigences élevées à l'électronique de mesure et à la capacité de traitement. Cela nécessite en particulier une capacité de calcul élevée dans l'unité de traitement, et est lié à des coûts élevés pour le dispositif de mesure et/ou à un temps de traitement très long.

Aussi, le but de la présente invention consiste-t-il à fournir un dispositif pour la mesure de signaux micro-ondes et un procédé pour sa configuration, qui permettent l'établissement d'une image avec une mise en oeuvre de calcul moindre, et qui sont ainsi moins coûteux et plus efficients quant au temps nécessaire. Selon l'invention, le but recherché est atteint grâce au procédé de configuration d'un dispositif de mesure comprenant un agencement d'antenne, qui est formé de plusieurs sections d'antenne, chaque section d'antenne comportant plusieurs antennes d'émission et plusieurs antennes de réception, le procédé étant caractérisé par la formation de groupes de configuration et d'ouvertures de groupe correspondantes. Un groupe de configuration est ici configuré en associant une partie des sections d'antenne de l'agencement d'antenne à un groupe de configuration. Au moins une partie des sections d'antenne du groupe de configuration est configurée en tant que section de réception en rendant actives uniquement des antennes de réception de la section d'antenne respective, et au moins une partie des sections d'antenne du groupe de configuration est configurée en tant que section d'émission en rendant actives les antennes d'émission de la section d'antenne respective. On mesure, au niveau de chaque antenne de réception des sections de réception du groupe de configuration, tous les signaux micro-ondes rayonnés par toutes les antennes d'émission de toutes les sections d'émission du groupe de configuration, et réfléchis sur un objet. Le nombre des signaux à traiter est ainsi réduit, puisque le nombre des combinaisons émetteur-récepteur est diminué grâce à un nombre moindre des antennes d'émission et de réception. Le nombre et l'agencement des sections d'antenne dans un groupe de configuration, conduit dans ce cas à une ouverture de groupe, qui est disponible pour la détection d'un objet. Il est ainsi avantageusement possible d'adapter l'agencement d'antenne ou la partie active de l'agencement d'antenne, à la grandeur et à la position de l'objet à analyser. Notamment grâce à la combinaison de plusieurs groupes de configuration, il est possible de former des ouvertures de taille différentes et de contours différents. La mise en oeuvre de mesure et de traitement, ainsi que la durée pour l'établissement d'une image, s'en trouvent ainsi réduites. Selon un développement avantageux du procédé, on 35 configure uniquement une seule section d'antenne du groupe de configuration en tant que section de réception. Cela permet notamment la formation d'une trame uniforme de points de mesure, en rendant possible un traitement et une combinaison simples de plusieurs images établies à partir de groupes de configuration individuels. Il s'avère particulièrement avantageux lorsqu'on agence les antennes d'émission et les antennes de réception d'une section d'antenne de manière telle, que la totalité des milieux des parcours allant de chaque antenne d'émission de la section d'antenne à chaque antenne de réception d'une section d'antenne, forment une trame à deux dimensions, qui présente, dans chaque direction respective d'étendue, des distances d'espacement égales, de sorte que la totalité des milieux couvrent une ouverture effective. Une telle ouverture permet notamment une reproduction homogène de l'image de l'objet à analyser.

Selon un mode de réalisation avantageux, on agence les sections d'émission et la ou les sections de réception d'un groupe de configuration, selon une trame quelconque à deux dimensions, qui présente, dans chaque direction respective d'étendue, des distances d'espacement égales.

Grâce à un agencement approprié en forme de trame des sections d'émission et de réception dans un groupe de configuration, il est à nouveau possible de réaliser, de manière simple, une ouverture effective du groupe de configuration.

D'après un mode de réalisation avantageux, l'on configure plusieurs groupes de configuration qui sont agencés spatialement de manière telle, que toutes les ouvertures de groupe associées des groupes de configuration individuels forment ensemble, une ouverture commune continue, sans vides intermédiaires.

Il est ainsi par exemple possible de reproduire l'ouverture d'un agencement d'antenne, qui, comme décrit dans l'état de la technique, est donnée par la mesure des signaux respectivement émis par toutes les antennes d'émission et reçus par toutes les antennes de réception. Cela permet d'économiser selon un facteur multiple, de la puissance de calcul, puisque seules les antennes de réception par exemple d'une section de réception d'un groupe de configuration sont combinées et mesurées uniquement avec les antennes d'émission d'une partie des sections d'antenne de la totalité de l'agencement d'antenne. De manière avantageuse, l'on procède, pour chaque groupe de configuration individuel, à la reconstruction d'une image de l'objet, par une corrélation cohérente de tous les signaux micro-ondes rayonnés par toutes les antennes d'émission de toutes les sections d'émission d'un groupe de configuration, réfléchis sur un objet et reçus au niveau de chaque antenne de réception de la section de réception d'un groupe de configuration. Les images de plusieurs groupes de configuration peuvent être reconstruites en parallèle et ainsi de manière totalement séparée, et la durée de traitement peut être optimisée. Dans un mode de réalisation avantageux, l'on procède, pour chaque groupe de configuration, à la reconstruction de l'image de points de l'espace d'un réseau spatial prédéfini, toujours identique. L'avantage de cela réside dans le fait que lors du regroupement des images de différents groupes de configuration voisins, on obtient des images sans décalage spatial.

II s'avère également avantageux de pondérer par un facteur de pondération, les signaux micro-ondes mesurés dans une zone de chevauchement des ouvertures de plusieurs groupes de configuration. Cela conduit dans le cas d'une image globale, qui est constituée par le regroupement d'images de plusieurs groupes de configuration, à une "luminosité" uniforme, puisque chaque point de mesure se fonde sur le même nombre de mesures. Il s'avère également avantageux d'agencer un élément réflecteur à côté de l'agencement d'antenne, parallèlement au bord d'une ou de plusieurs sections d'émission et/ou perpendiculairement au plan d'ouverture d'un groupe de configuration, et de mesurer, interpréter et reconstruire les signaux micro-ondes réfléchis par l'élément réflecteur, comme provenant d'antennes d'émission virtuelles d'une section d'antenne réfléchie par l'élément réflecteur. Le dispositif conforme à l'invention, pour la mesure multistatique de signaux micro-ondes comprend un agencement d'antenne, une unité de commande et une unité de traitement. L'agencement d'antenne comprend plusieurs sections d'antenne et chaque section d'antenne comprend plusieurs antennes d'émission et plusieurs antennes de réception. L'unité de commande est conçue de manière telle, qu'une partie des sections d'antenne puisse être associée à un groupe de configuration, qu'au moins une partie des sections d'antenne du groupe de configuration puisse être configurée en tant que section de réception en rendant actives les antennes de réception de la section d'antenne respective, qu'au moins une partie des sections d'antenne du groupe de configuration puisse être configurée en tant que section d'émission en rendant actives les antennes d'émission de la section d'antenne respective, et l'unité de traitement est conçue de façon telle, que tous les signaux micro-ondes rayonnés par toutes les antennes d'émission de toutes les sections d'émission du groupe de configuration, et réfléchis sur un objet, soient mesurés au niveau de chaque antenne de réception des sections de réception du groupe de configuration. Cela permet une adaptation de l'ouverture du dispositif de mesure à l'objet à mesurer respectivement considéré, et réduit de manière significative la charge de l'unité de traitement.

D'après une configuration avantageuse, les antennes d'émission et les antennes de réception d'une section d'antenne du dispositif de mesure, sont agencées de manière telle, que la totalité des milieux des parcours allant de chaque antenne d'émission de la section d'antenne à chaque antenne de réception de la section d'antenne, forment une trame à deux dimensions, qui présente, dans chaque direction respective d'étendue, des distances d'espacement égales, de sorte que la totalité des milieux couvrent une ouverture effective.

Selon une configuration avantageuse de l'invention, les sections d'émission et la section de réception d'un groupe de configuration, sont agencées selon une trame quelconque à deux dimensions, qui présente, dans chaque direction respective d'étendue, des distances d'espacement égales. D'après un mode de réalisation avantageux du dispositif de mesure, dans une section d'antenne, les antennes de 30 réception sont agencées dans deux zones agencées parallèlement l'une à l'autre, et les antennes d'émission dans deux zones parallèles, perpendiculairement aux antennes de réception, selon une forme de cadre rectangulaire, de préférence de cadre 35 carré. D'après un autre exemple de réalisation avantageux d'une section d'antenne, dans une section d'antenne, les antennes de réception sont agencées dans une zone rectangulaire, de préférence dans une zone carrée, et une ou plusieurs antennes d'émission sont agencées respectivement à l'extérieur de chaque coin de 5 la zone rectangulaire, de préférence carrée. Une section d'antenne d'une configuration inverse, dans laquelle les antennes d'émission sont agencées dans une zone rectangulaire, de préférence carrée, et une ou plusieurs antennes de réception sont agencées respectivement à 10 l'extérieur de chaque coin de la zone, est également avantageuse. Est également avantageuse, une section d'antenne, dans laquelle des zones avec des antennes d'émission et des 15 zones avec des antennes de réception sont agencées de manière mutuellement décalée, à la façon d'un échiquier. Il s'avère particulièrement avantageux lorsque dans une section d'antenne, les antennes d'émission sont agencées 20 selon une symétrie centrale par rapport à un point central de la section d'antenne, et les antennes de réception sont agencées selon la même forme, mais en ayant subi une rotation de 900 . 25 Tous les modes de réalisation cités pour les sections d'antenne, forment à chaque fois une ouverture effective dense, qui, lorsqu'elles sont combinées en un groupe de configuration, conduisent pour leur part à une ouverture effective. Cela permet de garantir une exploration 30 uniforme de l'objet à analyser. D'après un mode de réalisation particulièrement avantageux du dispositif, un élément réflecteur est agencé à côté de l'agencement d'antenne, parallèlement 35 au bord d'une ou de plusieurs section d'antenne ou sections d'émission, et perpendiculairement à un plan d'ouverture d'un groupe de configuration, et l'unité de traitement est conçue de manière telle, que les signaux micro-ondes réfléchis par l'élément réflecteur soient interprétés et reconstruits comme étant rayonnés par des 5 antennes d'émission virtuelles d'une section d'émission réfléchie. Cela permet d'élargir l'ouverture au-delà de l'ouverture de la totalité de l'agencement d'antenne physique, et d'analyser l'objet à analyser à partir d'un angle d'observation plus large. Ceci est possible sans 10 antennes d'émission ou sections d'émission supplémentaires, grâce à l'élément réflecteur. De manière avantageuse, l'élément réflecteur est agencé à une distance, qui correspond à la moitié de la 15 distance d'espacement de trame entre des sections d'émission voisines, d'une section d'émission du groupe de configuration, voisine de l'élément réflecteur. Dans le cas de la distance citée, l'agencement d'antenne et notamment le groupe de configuration semblent étendus 20 d'une ou de plusieurs sections d'émission virtuelles, qui sont agencées conformément à la trame de l'agencement d'antenne, respectivement de la configuration. 25 Des exemples de réalisation du procédé conforme à l'invention et du dispositif conforme à l'invention, vont être explicités de manière plus détaillée au regard de la description qui va suivre, et sont représentés à titre d'exemple sur les dessins annexés, qui montrent : 30 Fig. lA un premier exemple de réalisation d'une section d'antenne conforme à l'invention, et une surface d'ouverture couverte par celle-ci, en vue de dessus ; 35 Fig. 1B un deuxième exemple de réalisation d'une section d'antenne conforme à l'invention, et une surface d'ouverture couverte par celle-ci, en vue de dessus ; Fig. 2 un troisième exemple de réalisation d'une section d'antenne conforme à l'invention, selon une représentation schématique ; Fig. 3 un quatrième exemple de réalisation d'une section d'antenne conforme à l'invention, selon une représentation schématique ; Fig. 4 un cinquième exemple de réalisation d'une section d'antenne conforme à l'invention, selon une représentation schématique ; Fig. 5 un sixième exemple de réalisation d'une section d'antenne conforme à l'invention, selon une représentation schématique ; Fig. 6 un septième exemple de réalisation d'une section d'antenne conforme à l'invention, selon une représentation schématique ; Fig. 7 un exemple de réalisation conforme à l'invention, d'un agencement d'antenne comprenant des groupes de configuration, selon une représentation schématique ; Fig. 8 un premier exemple de réalisation d'un groupe de configuration en tant que base pour une ouverture globale regroupée d'un agencement d'antenne, selon une représentation schématique ; Fig. 9 un deuxième exemple de réalisation d'un groupe de configuration selon la figure 8, et Fig. 10 un exemple de réalisation d'un dispositif de mesure conforme à l'invention, selon une représentation schématique. A l'aide de la figure lA et de la figure 1B, va être explicité comment une ouverture effective va résulter de 35 l'agencement des antennes d'émission et de réception, dans le cadre d'une mesure multistatique. Des configurations avantageuses d'une section d'antenne avec une ouverture effective conformément aux figures lA et 1B, sont décrites au regard des figures 2 à 6. La figure 7 montre, quant à elle, la réalisation de groupes de 5 configuration et leur possible agencement dans un agencement d'antenne. Les figures 8 et 9 montrent des groupes de configuration avantageux, en vue de former une ouverture couvrant la totalité de l'agencement d'antenne. Finalement, la figure 10 laisse entrevoir la 10 réalisation d'un dispositif de mesure correspondant. La figure lA montre une section d'antenne 10 comprenant plusieurs antennes d'émission 11, qui sont agencées selon des distances d'espacement réciproque identiques, 15 dans une rangée. Perpendiculairement à celles-ci sont agencées des antennes de réception 12, également dans une rangée et selon des distances d'espacement réciproque identiques. Une surface d'ouverture effective est définie par les milieux 14 des parcours 18 20 s'étendant entre chacune des combinaisons entre antenne d'émission et antenne de réception, possibles. Sur la figure 1A, cela est représenté pour toutes les combinaisons des cinq antennes d'émission 11 supérieures avec les cinq antennes de réception 12 latérales, sur le 25 côté gauche. Les milieux 14 sont représentés respectivement par des carrés noirs. Ceux-ci couvrent une surface d'ouverture effective 15. Une section d'antenne avec quatre antennes d'émission supplémentaires agencées parallèlement aux cinq antennes 30 d'émission 11 supérieures, ainsi que quatre antennes de réception 12 agencées parallèlement aux antennes de réception 12 représentées sur la côté gauche, conduisent à une surface d'ouverture effective 13. 35 La figure 18 montre des sections d'antenne 16 comprenant cinq antennes d'émission 11, qui sont agencées horizontalement selon une rangée, avec des distances d'espacement réciproque égales. Perpendiculairement aux antennes d'émission 11, sont agencées plusieurs antennes de réception 12, selon une rangée, avec des distances d'espacement réciproque égales, et de manière centrale sous les antennes d'émission 11 en se référant à la direction horizontale. Les milieux 14 des parcours 18 entre chaque combinaison d'antenne de réception/d'émission, conduisent ici à une surface d'ouverture effective 17. On obtient une ouverture effective lorsque les milieux 14 des parcours 18 présentent à chaque fois dans une direction d'étendue, la même distance d'espacement, les distances d'espacement dans des directions d'étendue différentes, par exemple x et y, pouvant être identiques ou différentes. Ainsi, la distance d'espacement représentée sur la figure 1B, entre des milieux 14, peut correspondre à une valeur c dans la direction y. La distance d'espacement d entre à chaque fois des milieux voisins dans la direction x est également identique, mais peut présenter une valeur différente de la distance d'espacement réciproque c des milieux, dans la direction y.

La figure 2 montre un exemple de réalisation d'une section d'antenne 20 dans laquelle, de manière similaire à la figure 1, des antennes d'émission 11 sont agencées respectivement dans des zones 21 parallèles et mutuellement opposées, et perpendiculairement à celles-ci, des antennes de réception 12 sont agencées respectivement dans des zones 22 mutuellement parallèles, conformément aux côtés d'un cadre rectangulaire, de préférence carré. Les antennes d'émission 11 dans une zone 21 avec des antennes d'émission 11, peuvent par exemple être agencées, ici, dans une ou plusieurs rangées parallèles. Les antennes d'émission 11 peuvent toutefois également y être agencées selon un autre agencement régulier. De manière correspondante, un certain nombre d'antennes de réception 12 se trouvent dans la zone 22 comprenant exclusivement des antennes de réception 12, qui sont agencées de la même manière que les antennes d'émission 11 dans la zone 21, ou bien également différemment de celles-ci.

La figure 3 montre un autre exemple de réalisation d'une section d'antenne 30 dans laquelle les antennes de réception 12 sont agencées selon une symétrie centrale par rapport à un point central 35 de la section d'antenne 30, et les antennes d'émission 11 sont agencées selon la même forme, mais en ayant subi une rotation de 90°. Dans ce cas, une zone 32 comprenant des antennes de réception est par exemple agencée horizontalement. Aux extrémités de la zone 32 sont raccordées, de manière tournée de 90°, des zones d'antenne de réception 34 plus courtes et dirigées respectivement dans des directions opposées. Une zone 31 comprenant des antennes d'émission est agencée par rapport à la zone précédente, en étant tournée de 90° autour d'un point central 35 de ladite zone 32 agencée horizontalement et comportant des antennes de réception. Aux extrémités de la zone 31 sont raccordés, de manière tournée de 90°, des zones d'antenne d'émission 33 plus courtes et dirigées dans des directions opposées.

La figure 4 montre un exemple de réalisation d'une section d'antenne 40, dans laquelle des antennes de réception sont agencées dans une zone centrale 42 rectangulaire, de préférence carrée, et, se raccordant à celle-ci, à l'extérieur de chaque coin ou sommet, est réalisée respectivement une zone 41 avec des antennes d'émission. La zone 42 comprenant les antennes de réception, comprend de préférence plusieurs antennes de réception, qui y sont par exemple agencées en forme de trame. La zone 41 avec des antennes d'émission comprend de préférence une antenne d'émission, mais peut également comporter plusieurs antennes d'émission. Sur la figure 5, des antennes d'émission sont agencées par exemple dans la zone centrale 51. Les zones 52 se raccordant à chaque coin ou sommet, renferment des antennes de réception. Pour le reste les deux modes de réalisation de sections d'antenne, correspondent l'un à l'autre. La figure 6 montre une section d'antenne 60 structurée à la manière d'un échiquier, et comprenant des zones avec des antennes d'émission 61 et des zones avec des antennes de réception 62, qui sont agencées respectivement de manière alternée dans la direction x et dans la direction y. Chaque zone peut présenter une ou plusieurs antennes d'émission, respectivement de réception. En-dehors des agencements décrits, il est possible d'utiliser des sections d'antenne dans lesquelles les antennes d'émission 11 sont agencées selon une symétrie centrale par rapport à un point central de la section d'antenne, et les antennes de réception sont agencées selon la même forme que les antennes d'émission, mais en ayant subi une rotation de 90° autour du point central.

Tous les exemples de réalisation décrits de sections d'antenne 20, 30, 40, 50, 60 ont en commun, le fait que les antennes d'émission et de réception couvrent une ouverture effective.

A présent, la figure 7 montre un exemple de réalisation conforme à l'invention, d'un agencement d'antenne 100 dans lequel sont agencés dans un plan, plusieurs sections d'antenne 101, selon une trame régulière. A titre d'exemple, une section d'antenne 101 est représentée en tant que section d'antenne 20 telle que montrée sur la figure 2. Il est toutefois possible de mettre en oeuvre une section d'antenne quelconque formant une ouverture effective, et notamment un mode de réalisation des sections d'antenne 30, 40, 50, 60 ayant été décrites, pour former l'agencement d'antenne. De préférence, on utilisera exclusivement un mode de réalisation d'une section d'antenne 101, dans un agencement d'antenne 100. Les distances d'espacement a entre les sections d'antenne 101 individuelles, sont ici toujours identiques dans une direction d'étendue. De même, la distance d'espacement b entre les sections d'antenne 101 dans une deuxième direction d'étendue, est également identique. Les distances d'espacement a et b dans des directions d'étendue différentes ne doivent ici pas obligatoirement être identiques. De préférence, la distance d'espacement a entre les sections d'antenne 101 correspond à la distance d'espacement entre des antennes d'émission et respectivement de réception agencées horizontalement dans la section d'antenne elle-même, et la distance d'espacement b entre les sections d'antenne 101 correspond à la distance d'espacement entre des antennes de réception et respectivement d'émission agencées verticalement dans la section d'antenne elle-même.

Jusqu'à présent il est usuel, dans le cas d'une mesure multistatique à l'aide d'un tel agencement d'antenne 100, de mesurer respectivement en réflexion dans chaque antenne de réception 12 individuelle, les signaux micro-ondes rayonnés par toutes les antennes d'émission 11, puis de la traiter pour la reconstruction de l'objet dans une image. Il résulte, du très grand nombre de combinaisons d'antennes d'émission/et de réception, une charge de traitement élevée, qui pour sa part conduit à des exigences élevées quant aux capacités des processeurs dans l'unité de traitement, et entraîne des coûts élevés, ou nécessite des temps de traitement très longs. D'autre part, dans le cas d'un objet, qui présente une étendue moindre par rapport à l'ouverture de l'agencement d'antenne, on scanne et reconstruit une zone de volume beaucoup plus grande, que celle occupée par l'objet. On remédie à ces deux inconvénients grâce à la formation d'un ou de plusieurs groupes de configuration 102. Un groupe de configuration 102 est formé par l'association d'une partie de sections d'antenne 101 de l'agencement d'antenne 100, à un groupe de configuration 102. Par ailleurs, au moins une partie des sections d'antenne du groupe de configuration 102, est configurée en tant que section de réception 104, en rendant actives les antennes de réception de la section d'antenne 101. De manière correspondante, au moins une partie des sections d'antenne 101 du groupe de configuration 102 est configurée en tant que section d'émission 105, en rendant actives uniquement les antennes d'émission.

Ensuite, on effectue la mesure multistatique des signaux micro-ondes, qui ont été rayonnés par toutes les antennes d'émission 11 de toutes les sections d'émission 105 du groupe de configuration 102, et qui ont été reçus au niveau de chaque antenne de réception 12 d'une section de réception 104 du groupe de configuration 102. Sur la figure 7 sont représentés différents groupes de corrélation 102, 108, 109, 110 d'un contour différent. Le groupe de configuration 102 est par exemple formé exactement d'une section de réception 104 et de deux sections d'émission 105. La section de réception 104 peut en supplément également être configurée en tant que section d'émission 105, grâce au fait qu'en plus des antennes de réception, les antennes d'émission sont également actives. Une section d'émission 105 est configurée en rendant actives uniquement les antennes d'émission de la section d'antenne 101. Les antennes de réception sont désactivées. Il en résulte une ouverture 103 coudée. Des sections d'émission 105 sont représentées respectivement sur les figures 7, 8 et 9, 10 par un hachurage interrompu. Une section de réception 104 est configurée par le fait que seules les antennes de réception sont rendues actives, les antennes d'émission étant désactivées. Les sections de réception 104 sont représentées respectivement sur les figures 7, 15 8 et 9, par un hachurage dense. Un autre groupe de configuration 109 comprend, par exemple, cinq sections d'émission 105 et une section de réception 104. Lors d'une mesure multistatique entre les 20 antennes d'émission de toutes les sections d'émission 105 du groupe de configuration 109, et toutes les antennes de réception de la section de réception 104, on couvre une ouverture rectangulaire 103' autour de la section de réception 104 entre les sections d'émission 25 adjacentes. La surface d'ouverture est respectivement représentée hachurée de manière quadrillée. Un autre groupe de configuration 110 en forme de croix, est formé de quatre sections d'émission et d'une section de réception 104. Les groupes de l'ouverture 103" ainsi 30 engendrée, correspondent également à une surface en forme de croix. Ici également, la section de réception 104 est de préférence également configurée en tant que section d'émission 105. Une ou plusieurs sections d'émission 105 peuvent être associées simultanément à 35 plusieurs groupes de configuration, comme cela est le cas, par exemple pour le groupe de configuration 109 et 110. Dans un groupe de configuration 108, un élément réflecteur 106 est agencé parallèlement au bord de deux sections d'émission 105, et perpendiculairement au plan de l'agencement d'antenne ou respectivement de l'ouverture de groupe 103"'. Les signaux micro-ondes rayonnés par les antennes d'émission des sections d'émission 105, sont réfléchis au niveau de l'élément réflecteur 106, de sorte que les signaux semblent rayonnés par une section d'émission 107 réfléchie, virtuelle. Il en résulte deux sections d'émission 107 virtuelles, qui, lors du traitement et de la reconstruction de l'image, sont prises en considération comme des sections d'émission réelles se situant au niveau de la position réfléchie représentée. La fonction de traitement peut également être utilisée, sans autres modifications, sur ces antennes d'émission virtuelles, réfléchies. Il est possible d'appliquer un facteur de aux valeurs de mesure, qui en résultent. Un de pondération peut par exemple compenser la amplitude de signal en raison des pertes de L'ouverture de groupe d'un tel groupe de pondération tel facteur plus faible réflexion. configuration 108 s'étend au-delà du bord physique de l'agencement d'antenne 100, et élargit ainsi l'ouverture de l'ensemble de l'agencement d'antenne 100. Un autre exemple de groupe de configuration 112 est représenté dans la zone de coin inférieure de l'agencement d'antenne. Le groupe de configuration 112 est formé par un agencement, qui correspond à celui du groupe de configuration 102, d'une section de réception 104 et de trois sections d'émission 105. Un élément réflecteur 116 avec une surface réfléchissante plane, est ici agencé parallèlement au bord inférieur de l'agencement d'antenne 100 et des sections d'émission 105 respectivement des sections de réception 104 agencées parallèlement audit bord, et perpendiculairement au plan de l'agencement d'antenne 100. Conformément aux modes de réalisation précédents, en raison de l'élément réflecteur 116, on obtient trois sections d'émission 107 virtuelles, supplémentaires, conduisant à un éclairement élargi de l'objet à analyser, vers le bas. La surface d'ouverture 113 couverte, comprend la surface entre la section de réception 104 et les deux sections d'émission 105 réelles, ainsi que les surfaces entre la section de réception 104 et les sections d'émission 107 virtuelles, réfléchies. Il est possible de mettre en oeuvre simultanément plusieurs éléments réflecteurs 106, 116.

Les éléments réflecteurs 106, 116 peuvent s'étendre le long d'une ou de plusieurs sections d'antenne 101, et être agencés aussi bien contre ou à côté d'un bord latéral et/ou supérieur et/ou inférieur de l'agencement d'antenne 100 ou des sections d'antenne 101.

Pour chaque groupe de configuration individuel 102, 108, 109, 110, 112, on reconstruit une image pour une zone spatiale, grâce à une corrélation cohérente des signaux de toutes les combinaisons d'antennes d'émission/de réception et des fréquences. En guise d'algorithme, on utilise par exemple un algorithme de rétro-propagation, conformément à la formule tx 1 rx=1 zf=11 = nF I nR R (x , y, z) = M (f , tx,rx) +iLe, fievoxet-etxi .e 0 +j-rvoxell - e Co Dans ce cas, M désigne le signal micro-ondes reçu, tx et rx désignent la position d'une antenne de réception 12 et d'une antenne d'émission 11 de l'agencement d'antenne 100. A chaque point d'objet (x, y, z) dans l'espace à trois dimensions, est ainsi affecté une valeur de réflexion R. La reconstruction de l'image est, pour tous les groupes de configuration 102, 108, 109, 110, 112 configurés, reconstruite pour une zone spatiale définie. Celle-ci est prédéfinie et comprend les mêmes points de l'espace. Si les ouvertures de groupes de corrélation voisins se chevauchent, on corrige la zone correspondante, avant la reconstruction des points d'image, par une fonction de pondération, de sorte que pour une image calculée à partir de plusieurs groupes de corrélation, qui une fois regroupées forment ensuite une image globale de l'objet, on ait une pondération uniforme de chaque point de l'espace. De manière alternative, il est possible d'utiliser sur les points d'image qui se chevauchent, un facteur de pondération seulement lors du regroupement ultérieur des images individuelles, après la reconstruction de l'image d'un groupe de configuration 102, 108, 109, 110, 112 individuel.

En vue de mesurer un objet, qui par exemple se trouve dans la zone inférieure devant l'agencement d'antenne 100, de manière efficiente quant à la capacité de traitement et à la durée de traitement, il est possible de configurer un ou plusieurs groupes de configuration, qui présentent uniquement des sections d'antenne 101 dans la zone inférieure de l'agencement d'antenne 100. L'ouverture globale pour une telle mesure se compose des ouvertures de groupe individuelles des groupes de configuration ayant été configurés. Il est ainsi possible de configurer une ouverture 103 très variable quant à sa taille et à son contour. Celle-ci peut être adaptée individuellement à la forme et à la taille, ainsi qu'à la position de l'objet à analyser.

I1 est aussi possible de configurer plusieurs groupes de configuration, qui ne couvrent pas des ouvertures se raccordant en continu, pour par exemple analyser une région de la jambe ainsi qu'une région du tronc d'une personne à scanner. Cela permet une utilisation d'une efficience très élevée, aussi bien de l'unité de traitement que des processeurs qu'elle contient, et/ou permet de réduire la durée de mesure. En outre, la puissance d'émission rayonnée est réduite et la consommation d'énergie diminuée.

D'autre part, un grand nombre de groupes de configuration peuvent être configurés de manière telle que les ouvertures de groupes individuelles couvrent ensemble, la totalité de la surface de l'agencement d'antenne, et reproduisent ainsi l'ouverture d'un agencement d'antenne classique. A l'inverse d'une ouverture classique, pour laquelle, comme on l'a déjà évoqué précédemment, chaque antenne d'émission individuelle est combinée avec chaque antenne de réception individuelle de l'ensemble du réseau de l'antenne, le nombre des combinaisons se réduit ici par l'utilisation de groupes de configuration. Si un groupe de configuration 111 (voir figure 8) est, par exemple, configuré en étant composé de trois respectivement quatre sections d'émission 105 et d'une section de réception 104, on couvre une ouverture de groupe 103"", qui recouvre la surface de la section de réception 104 et s'étend respectivement jusqu'au bord des sections d'émission voisines 105. La surface totale de l'agencement d'antenne, à savoir son ouverture, peut être reproduite par des groupes de configuration 111, un groupe de configuration 111 étant configuré respectivement pour chaque section d'antenne 101 de l'agencement d'antenne.

Dans le cas d'une mesure classique entre toutes les antennes d'émission et de réception 11, 12 des sections d'antenne 101 de l'agencement d'antenne 100, on obtient par exemple dans le cas de 24 sections d'antenne, une charge de traitement, qui correspond à une valeur de 24x24. A l'inverse, la charge de traitement correspond, dans le cas de la formation de l'ouverture par 24 groupes de configuration 111, uniquement à une valeur de 24x4. La charge de traitement est ainsi réduite d'un facteur 6. Les images, qui ont été reconstruites à partir des groupes de configuration individuels, sont regroupées en une image tridimensionnelle unique. Le nombre réduit de mesures conduit à un rapport signal/bruit moins bon. Il s'est toutefois avéré que seul le contraste d'une image reconstruite est diminué, mais que la qualité d'image n'est pas dégradée de manière significative. A titre d'exemple, une ouverture de l'ensemble de l'agencement d'antenne 100 peut également être reproduite par des groupes de configuration 109 comprenant chacun six sections d'émission 105 et une section de réception 104, qui est agencée entre deux sections d'émission 105, voir la figure 9. Il en résulte ici une charge de traitement de 24x6 au lieu de 24x24, de sorte que la charge de traitement est réduite d'un facteur 4. L'ouverture de la totalité de l'agencement d'antenne 100 peut toutefois également être composée de groupes de 35 configuration formés de manière différente, savoir de leurs ouvertures. Il s'avère toutefois avantageux de veiller à une charge uniforme des groupes de configuration, parce que la durée de traitement du groupe de configuration le plus lent détermine la durée de l'élaboration de l'image globale. La charge de traitement et ainsi la durée de traitement, cadre linéairement avec les combinaisons émetteur-récepteur à prendre en considération, comme le laissent notamment entrevoir les exposants de la formule de l'algorithme de rétro-propagation.

Par ailleurs, il est possible de former des groupes de configuration dans lesquels les sections d'antenne 101 associées ne sont pas voisines. Dans de tels groupes de configuration, on constate en particulier la diminution de la diaphonie entre les sections d'antenne 101 individuelles. A présent, la figure 10 montre une représentation schématique d'un dispositif de mesure 120 correspondant.

Le dispositif de mesure 120 comprend un agencement d'antenne 121, une unité de commande 122 ainsi qu'une unité de traitement 123. L'agencement d'antenne 121 est relié à l'unité de commande 122 ainsi qu'à l'unité de traitement 123, respectivement par l'intermédiaire d'une liaison électrique. L'unité de commande 122 est également reliée à l'unité de traitement 123. L'agencement d'antenne 121 comprend un grand nombre d'antennes d'émission et de réception, qui sont groupées respectivement dans des sections d'antenne 101. Les sections d'antenne 101 présentent de préférence un agencement des antennes d'émission et de réception, conformément aux exemples de réalisation de sections d'antenne 20, 30, 40, 50, 60. L'unité de commande 122 est conçue de façon telle, que par l'association de plusieurs sections d'antenne, il soit possible de réaliser un groupe de configuration. Par ailleurs l'unité de commande 122 est conçue de manière à ce qu'il soit ensuite possible de configurer une partie des sections d'antenne 101 du groupe de configuration, en tant que section d'émission 105, en rendant actives les antennes d'émission, et de configurer une partie des sections d'antenne 101 du groupe de configuration, en tant que section de réception 104, en rendant actives les antennes de réception.

L'unité de traitement comprend des processeurs et/ou des processeurs numériques de signal, qui permettent de mesurer et de traiter les signaux micro-ondes rayonnés par toutes les antennes d'émission de toutes les sections d'émission 105 du groupe de configuration, et reçus par chaque antenne de réception des sections de réception 104 du groupe de configuration. Le traitement comprend ici la reconstruction d'une image de l'objet à analyser, à l'aide des données de mesure, par exemple par l'intermédiaire d'un algorithme de retro-propagation. Les signaux micro-ondes mesurés sont ici associés aux points de l'espace d'une zone spatiale prédéterminée comprenant toujours les mêmes points de l'espace.

Toutes les propriétés décrites et/ou caractérisées peuvent avantageusement être combinées mutuellement dans le cadre de l'invention. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits, et peut, par exemple, également être mise en oeuvre pour d'autres configurations d'antenne.

Claims (19)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de configuration d'un dispositif de mesure (120) comprenant un agencement d'antenne (100, 121), qui est formé de plusieurs sections d'antenne (101), chaque 5 section d'antenne (101) comportant plusieurs antennes d'émission (11) et plusieurs antennes de réception (12), caractérisé en ce que l'on configure et traite au moins un groupe de configuration (102, 108, 109, 110, 111) grâce aux étapes de procédé suivantes : 10 - association d'une partie des sections d'antenne (101) de l'agencement d'antenne (100, 121) à un groupe de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112), - configuration d'au moins une partie des sections 15 d'antenne (101) du groupe de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112) en tant que section de réception (104) en rendant actives des antennes de réception (12) de la section d'antenne (101) respective, 20 - configuration d'au moins une partie des sections d'antenne (101) du groupe de configuration en tant que section d'émission (105) en rendant actives des antennes d'émission (11) de la section d'antenne (101) respective, 25 - mesure, au niveau de chaque antenne de réception (12) des sections de réception (104) du groupe de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112), de tous les signaux micro-ondes rayonnés par toutes les antennes d'émission (11) de toutes les sections 30 d'émission (105) du groupe de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112), et réfléchis sur un objet.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on configure uniquement une seule section d'antenne (101) du groupe de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112) en tant que section de réception (104).
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'on agence les antennes d'émission (11) et les antennes de réception (12) d'une section d'antenne (101) de manière telle, que la totalité des milieux (14) des parcours (18) allant de chaque antenne d'émission (11) de la section d'antenne (101) à chaque antenne de réception (12) d'une section d'antenne (101), forment une trame à deux dimensions, qui présente, dans chaque direction respective d'étendue, des distances d'espacement égales (c, d), de sorte que la totalité des milieux (14) couvrent une ouverture effective (13, 15, 17).
4. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on agence les sections d'émission (105) et ladite au moins une section de réception (104) d'un groupe de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112) selon une trame quelconque à deux dimensions, qui présente, dans chaque direction respective d'étendue, des distances d'espacement égales (a, b).
5. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on configure plusieurs groupes de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112) qui sont agencés spatialement de manière telle, que toutes les ouvertures de groupe associées (103, 103', 103", 103"') des groupes de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112) individuels forment ensemble, une ouverture commune continue, sans vides intermédiaires.
6. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on procède, pour chaque groupe de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112) individuel, à la reconstruction d'une image de l'objet.
7. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on procède, pour chaque groupe de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112), à la reconstruction de 10 l'image de points de l'espace d'un réseau spatial prédéfini, toujours identique.
8. 8. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on pondère par un facteur de pondération, les 15 signaux micro-ondes mesurés dans une zone de chevauchement des ouvertures (103, 103', 103", 103"') de plusieurs groupes de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112). 20
9. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on agence un élément réflecteur (106) à côté de l'agencement d'antenne (100, 121), parallèlement au bord d'une ou de plusieurs sections d'émission (105) et/ou perpendiculairement au plan 25 d'ouverture d'un groupe de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112), et l'on mesure, interprète et reconstruit les signaux micro-ondes réfléchis par l'élément réflecteur (106), comme provenant d'antennes d'émission virtuelles d'une section d'antenne réfléchie 30 (107).
10. 10. Dispositif pour mesurer des signaux micro-ondes à l'aide d'un agencement d'antenne (100, 121), d'une unité de commande (122) et d'une unité de traitement (123), 35 dans lequel l'agencement d'antenne (100, 121) comprend plusieurs sections d'antenne (101) et chaque sectiond'antenne (101) comprend plusieurs antennes d'émission (11) et plusieurs antennes de réception (12), caractérisé en ce que l'unité de commande (122) est conçue de 5 manière telle, qu'une partie des sections d'antenne (101) puisse être associée à un groupe de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112), qu'au moins une partie des sections d'antenne (101) du groupe de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112) 10 puisse être configurée en tant que section de réception (104) en rendant actives les antennes de réception (12) de la section d'antenne (101) respective, qu'au moins une partie des sections d'antenne (101) du groupe de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112) 15 puisse être configurée en tant que section d'émission (105) en rendant actives les antennes d'émission (11) de la section d'antenne (101) respective, et en ce que l'unité de traitement (123) est conçue de façon telle, que tous les signaux micro-ondes rayonnés 20 par toutes les antennes d'émission (11) de toutes les sections d'émission (105) du groupe de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112), et réfléchis sur un objet, soient mesurés au niveau de chaque antenne de réception (12) des sections de réception (104) du groupe 25 de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112).
11. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les antennes d'émission (11) et les antennes de réception (12) d'une section d'antenne (101) sont 30 agencées de manière telle, que la totalité des milieux (14) des parcours (18) allant de chaque antenne d'émission (11) de la section d'antenne (101) à chaque antenne de réception (12) d'une section d'antenne (101), forment une trame à deux dimensions, qui présente, dans 35 chaque direction respective d'étendue, des distances d'espacement égales (c, d), de sorte que la totalité desmilieux (14) couvrent une ouverture effective (13, 17).
12. 12. Dispositif selon la revendication 10 ou la revendication 11, caractérisé en ce que les sections d'émission (105) et la section de réception (104) d'un groupe de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112) sont agencées selon une trame quelconque à deux dimensions, qui présente, dans chaque direction respective d'étendue, des distances d'espacement égales (a, b).
13. 13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que dans une section d'antenne (20), les antennes de réception (12) sont agencées dans deux zones (22) agencées parallèlement l'une à l'autre, et les antennes d'émission (11) dans deux zones (21) parallèles, perpendiculairement aux antennes de réception (12), selon une forme d'un cadre rectangulaire.
14. 14. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que dans une section d'antenne (40), les antennes de réception (12) sont agencées dans une zone rectangulaire (42), et une ou plusieurs antennes d'émission (11) sont agencées respectivement à l'extérieur de chaque coin de la zone (42).
15. 15. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que dans une section d'antenne (50), les antennes d'émission (11) sont agencées dans une zone rectangulaire (51), et une ou plusieurs antennes de réception (12) sont agencées respectivement à l'extérieur de chaque coin de la zone (51).
16. 16. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en 35 ce que dans une section d'antenne (60), les antennes d'émission (11) et les antennes de réception (12) sontagencées de manière mutuellement décalée à la façon d'un échiquier.
17. 17. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en 5 ce que dans une section d'antenne (20, 30, 60), les antennes d'émission (11) sont agencées selon une symétrie centrale par rapport à un point central (35) de la section d'antenne (20, 30, 60), et les antennes de réception (12) sont agencées selon la même forme, mais 10 en ayant subi une rotation de 90°.
18. 18. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 17, caractérisé en ce qu'un élément réflecteur (106) est agencé à côté de l'agencement d'antenne (100, 121), 15 parallèlement au bord d'une ou de plusieurs sections d'émission (105) et perpendiculairement à un plan d'ouverture (103"', 113) d'un groupe de configuration (102, 108, 109, 110, 111, 112), et l'unité de traitement (123) est conçue de manière telle, que les signaux 20 micro-ondes réfléchis par l'élément réflecteur (106) soient interprétés et reconstruits comme étant rayonnés par des antennes d'émission virtuelles d'une section d'émission (107) réfléchie. 25
19. 19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'élément réflecteur (106) est agencé à une distance, qui correspond à la moitié de la distance d'espacement de trame (a) entre des sections d'émission (11) voisines, d'une section d'émission (105) du groupe 30 de configuration (108), voisine de l'élément réflecteur (106).