FR3057401B1 - Dispositif de recuperation d'energie radioelectrique de type rectenna - Google Patents

Abstract

Dispositif de récupération d'énergie radioélectrique de type rectenna comportant : - une paire d'antennes (7a, 7b, 7c, 7d) ; - chaque antenne comprenant un premier port (8a) sensible à une première polarisation et un deuxième port (8b) sensible à une deuxième polarisation, chaque antenne étant associée à un module d'antenne (12) comprenant un premier circuit de conversion RF-DC (13a) et un deuxième circuit de conversion RF-DC (13b) ; - le premier circuit de conversion RF-DC et le deuxième circuit de conversion RF-DC comprenant chacun : un moyen d'adaptation d'impédance (15), une diode (16) et un moyen de filtrage DC (17) ; - le premier circuit de conversion RF-DC et le deuxième circuit de conversion RF-DC étant reliés en parallèle , une sortie du premier circuit de conversion RF-DC et une sortie du deuxième circuit de conversion RF-DC étant reliées chacune à une même sortie DC reliée à un pôle d'une charge de sortie (RL), - la diode du premier circuit de conversion étant montée dans le même sens que la diode du deuxième circuit de conversion.

Description

L'invention concerne le domaine des dispositifs de récupération d'énergie radioélectrique.

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION

On connaît depuis un certain temps déjà des dispositifs de récupération d'énergie (ou energy harvesting, en anglais) qui permettent de récupérer ou de recycler de l'énergie inutilisée, de transformer en énergie électrique cette énergie inutilisée, et de stocker l'énergie électrique pour alimenter des équipements électriques. L'énergie inutilisée est fréquemment disponible en très faible quantité, et les équipements électriques susceptibles d'être alimentés par l'énergie électrique issue de l'énergie inutilisée sont alors des équipements à faible ou très faible consommation d'énergie électrique (par exemple, des capteurs qui transmettent des données mesurées par une liaison « passive » de type RFID, pour Radio -Frequency Identification, en anglais) . Il est ainsi bien connu de récupérer de l'énergie thermique, lumineuse, vibratoire, cinétique, etc. L'importance du développement des communications par ondes électromagnétiques incite bien évidemment à tenter de récupérer l'énergie radioélectrique inutilisée provenant de l'émission de ces ondes électromagnétiques pour la transformer en énergie électrique pour alimenter des équipements électriques. L'énergie radioélectrique inutilisée provenant de l'émission des ondes électromagnétiques est présente partout ou presque, mais en très faible quantité.

La puissance électrique obtenue par un dispositif de récupération d'énergie radioélectrique existant est classiquement comprise entre quelques dizaines de nano watts et quelques dizaine de microwatts, ce qui est relativement faible, même en considérant que l'énergie électrique associée est stockée et accumulée dans une batterie ou dans une supercapacité avant son utilisation.

OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour but d'augmenter l'efficacité de la récupération d'énergie des ondes électromagnétiques.

RESUME DE L’INVENTION

En vue de la réalisation de ce but, on propose un dispositif de récupération d'énergie radioélectrique de type rectenna convertissant des signaux RF en signaux DC, comportant : - un assemblage d'antennes ; - chaque antenne comprenant un premier port sensible à une première polarisation et un deuxième port sensible à une deuxième polarisation orthogonale à la première polarisation, chaque antenne étant associée à un module d'antenne comprenant un premier circuit de conversion RF-DC et un deuxième circuit de conversion RF-DC ; - le premier circuit de conversion RF-DC et le deuxième circuit de conversion RF-DC comprenant chacun : un moyen d'adaptation d'impédance, une diode et un moyen de filtrage DC ; - le premier circuit de conversion RF-DC et le deuxième circuit de conversion RF-DC étant reliés en parallèle, une entrée du premier circuit de conversion RF-DC étant connectée au premier port, une entrée du deuxième circuit de conversion RF-DC étant connectée au deuxième port, une sortie du premier circuit de conversion RF-DC et une sortie du deuxième circuit de conversion RF-DC étant reliées chacune à une même sortie DC reliée à un pôle d'une charge de sortie, - la diode du premier circuit de conversion RF-DC étant montée dans le même sens que la diode du deuxième circuit de conversion RF-DC.

La sensibilité du dispositif de récupération d'énergie radioélectrique de type rectenna selon l'invention à la première polarisation et à la deuxième polarisation permet d'assurer qu'un signal sera bien présent sur le premier port et/ou sur le deuxième port, malgré le caractère arbitraire de la polarisation des ondes électromagnétiques. On améliore ainsi l'efficacité de la récupération d'énergie radioélectrique, qui est indépendante de la polarisation des ondes électromagnétiques incidentes captées par l'assemblage d'antennes. La liaison en parallèle entre le premier circuit de conversion RF-DC et le deuxième circuit de conversion RF-DC permet de doubler le courant produit sur le pôle de la charge de sortie.

Avantageusement, le dispositif comprend un assemblage d'au moins une paire d'antennes avec une première antenne et une deuxième antenne, chaque antenne étant associée à un module d'antenne comprenant un premier circuit de conversion RF-DC, un deuxième circuit de conversion RF-DC et une sortie DC, les modules d'antenne étant agencés de la façon suivante : les diodes du premier circuit de conversion RF-DC et du deuxième circuit de conversion RF-DC d'un premier module d'antenne associé à la première antenne sont montées en sens opposé aux diodes du premier circuit de conversion RF-DC et du deuxième circuit de conversion RF- DC d'un deuxième module d'antenne associé à la deuxième antenne, de sorte à fournir des tensions opposées aux deux sorties DC ; la charge de sortie est disposée en différentiel et chacun de ses pôles est connecté à une sortie DC différente, ce qui permet de doubler la tension en sortie. L'assemblage d'une paire d'antennes est une unité élémentaire qui peut être répété n fois dans le dispositif.

En d'autres termes, le dispositif permet de transformer une onde RF, ou HF (radio fréquence ou hyper fréquence) en électricité. Il est basé sur la récupération par exemple de la WiFi à 2.4GHz et de la téléphonie à 2.1GHz. La technologie peut ensuite être déclinée (adapté) suivant les fréquences à transformer. Le dispositif est composé de trois parties : • L'antenne • Le circuit de conversion • L'élévateur de tension avec stockage de l'énergie

Les problèmes résolus pour réaliser ce système sont : - capter avec le gain d'antenne le plus élevé le champ électromagnétique ; - rendre sensible l'antenne de captation aux ondes électromagnétiques quelle que soit leur orientation et leur polarisation ; - adapter le circuit de rectification afin de limiter les pertes de propagation dans le circuit et adapter les antennes avec le circuit élévateur de tension ; convertir des faibles puissances (2pW) afin d'obtenir une tension de 3V et la stocker dans une super capacité.

Les antennes en raison de leurs deux ports seront considérés de fait chacun comme deux sources RF associés chacune à un circuit de rectification à diodes ce qui revient à considérer 8 sources RF traitées chacune par son propre circuit de rectification et d'adaptation.

On choisira la technique de recombinaison (série et/ou parallèle) entre circuit la plus optimale pour maximiser la puissance DC aux bornes de la charge. La recombinaison série permettant de maximiser la tension tandis que la parallèle augmente le courant dans la charge.

Sur les deux accès de sortie de l'antenne, on préférera par exemple une recombinaison parallèle de façon à minimiser la sensibilité du circuit aux déséquilibres de puissance captée par l'antenne. Celle-ci n'étant à priori pas connue.

Les 8 sources sont traitées par deux groupes de quatre sources. Chaque groupe est constitué des sorties de deux antennes et seront par conséquent recombinés entre eux pour constituer un sous-circuit. Deux sous-circuits seront ainsi conçus. La tension de sortie étant prélevée en différentielle entre les deux sorties des sous-circuits ce qui permettra de maximiser la tension résultante aux bornes de la charge terminale. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit d'un mode de mise en œuvre particulier non limitatif de l'invention.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'un circuit imprimé du dispositif de récupération d'énergie radioélectrique selon l'invention ; - la figure 2 représente un assemblage d'antennes du dispositif de récupération d'énergie radioélectrique selon l'invention ; - la figure 3 représente des premiers circuits de conversion RF-DC et des deuxièmes circuits de conversion RF-DC du dispositif de récupération d'énergie radioélectrique selon l'invention ; - la figure 4 est un schéma équivalent au circuit de la figure 3 à la fréquence de 2,45GHz ; - la figure 5 représente la circulation de courants continus dans le circuit de la figure 3 ; - les figures 6, 9, 10 sont des graphiques comprenant des courbes de tension de sortie continue permettant d'évaluer les performances dispositif de récupération d'énergie radioélectrique selon l'invention r - les figures 7 et 8 sont des tableaux comprenant des valeurs de tension de sortie continue permettant d'évaluer les performances du dispositif de récupération d'énergie radioélectrique selon l'invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

Le dispositif de récupération d'énergie radioélectrique selon l'invention est destiné à produire, à partir de l'énergie d'ondes électromagnétiques incidentes captées par le dispositif de récupération d'énergie radioélectrique, un courant de sortie continu sous une tension de sortie continue.

Le dispositif de récupération d'énergie radioélectrique est ici conçu pour capter de manière optimale des ondes électromagnétiques incidentes ayant une fréquence de 2,45GHz, appelée ici « fréquence de travail ». Il est cependant bien évidemment possible d'adapter le dispositif de récupération d'énergie radioélectrique à des fréquences différentes. Par exemple, 2.1GHz pour la téléphonie .

Le dispositif de récupération d'énergie radioélectrique est adapté à être connecté à un élévateur de tension, qui transforme la tension de sortie continue en une tension continue supérieure, et à une supercapacité ou autre dispositif de stockage de l'énergie en fonction du projet / besoin client, aux bornes de laquelle est appliquée la tension continue supérieure et dans laquelle est stockée l'énergie électrique. L'élément de stockage est utilisé pour alimenter un équipement électrique, par exemple un capteur.

En référence à la figure 1, le dispositif de récupération d'énergie radioélectrique 1 est une rectenna (ou antenne de conversion, en français). On pourrait aussi parler d'une pluralité de rectenna, ou d'un réseau de rectenna puisque, comme on le verra plus tard, le dispositif de récupération d'énergie radioélectrique 1 comporte une pluralité d'antennes et de circuits de conversion RF-DC (RF pour « radiofréquence », et DC pour « courant continu ») .

Le dispositif de récupération d'énergie radioélectrique 1 est formé sur un circuit imprimé comprenant une pluralité de couches.

La pluralité de couches comporte une première couche 3 sur laquelle est agencé un assemblage d'antennes, une deuxième couche 4 sur laquelle sont agencées des circuits de conversion RF-DC, une troisième couche 5 formant un plan de masse 5 du dispositif de récupération d'énergie radioélectrique 1, et deux couches de diélectrique 6. La troisième couche 5 est positionnée entre la première couche 3 et la deuxième couche 4. La première couche 3 et la troisième couche 5 sont séparées par une couche de diélectrique 6, tout comme la troisième couche 5 et la deuxième couche 4.

Ici, le circuit imprimé est en réalité formé de deux circuits imprimés unitaires plaqués l'un contre l'autre, un premier circuit imprimé unitaire comportant la première couche 3, une couche de diélectrique 6 et une couche de masse 5a, et un deuxième circuit imprimé unitaire comportant la deuxième couche 4, une couche de diélectrique 6 et une couche de masse 5b. Le plan de masse 5 du dispositif de récupération d'énergie radioélectrique 1 est donc ici constitué par les deux couches de masse 5a, 5b superposées.

En référence à la figure 2, l'assemblage d'antennes comporte ici quatre antennes planaires carrées 7 comprenant deux premières antennes 7a, 7b et deux deuxièmes antennes 7c, 7d. Les deux premières antennes 7a, 7b sont alignées dans une moitié supérieure de la première couche 3, et les deux deuxièmes antennes 7c, 7d sont alignées dans une moitié inférieure de la première couche 3.

Les deux premières antennes 7a, 7b sont chacune orientées, par rapport à un premier axe central XI passant par les centres des premières antennes 7a, 7b, d'un angle Θ d'environ 45°. De même, les deux deuxièmes antennes 7c, 7d sont chacune orientées, par rapport à un deuxième axe central X2 passant par les centres des deuxièmes antennes 7c, 7d d'un angle Θ d'environ 45°. Grâce à cette disposition, les lobes des diagrammes de rayonnement des antennes 7 sont bien distincts. Le couplage entre les antennes 7 est donc réduit, ce qui permet d'améliorer l'efficacité de la récupération d'énergie radioélectrique .

Chaque antenne 7 comporte un premier port 8a et un deuxième port 8b.

Dans chaque antenne 7, le premier port 8a est positionné sur un premier axe Y1 reliant les milieux de deux premiers côtés opposés 9a de l'antenne 7, et le deuxième port 8b est positionné sur un deuxième axe Y2 reliant des milieux de deux deuxièmes côtés opposés 9b de l'antenne 7 .

Une première distance dl entre le premier port 8a et l'un des premiers côtés 9a est environ égale à un tiers de la longueur d'un côté de l'antenne 7, et une deuxième distance d2 entre le deuxième port 8b et l'un des deuxièmes côtés 9b est environ égale à un tiers de la longueur du côté l'antenne 7.

Le premier port 8a de l'antenne 7 est ainsi sensible aux ondes électromagnétiques incidentes dont la polarisation est parallèle à l'axe Y1. Le deuxième port 8b de l'antenne 7 est sensible aux ondes électromagnétiques incidentes dont la polarisation est parallèle à l'axe Y2. La deuxième polarisation est orthogonale à la première polarisation. La deuxième polarisation est ainsi horizontale si la première polarisation est verticale, et verti- cale si la première polarisation est horizontale.

Cet agencement du premier port 8a et du deuxième port 8b, dans chaque antenne 7, est particulièrement avantageux dans le contexte de la récupération d'énergie radioélectrique. En effet, les ondes électromagnétiques incidentes captées par le dispositif de récupération d'énergie radioélectrique 1, que celui-ci soit positionné dans un espace intérieur (par exemple dans une habitation) ou dans un espace extérieur (par exemple sur un toit ou sur un lampadaire) , sont soumises à des propagations complexes résultant de multiples réflexions sur des obstacles qui entraînent des phénomènes de dépolarisation des ondes électromagnétiques incidentes. La sensibilité de chaque antenne 7 à deux polarisations orthogonales l'une de l'autre permet d'assurer qu'un signal radiofréquence (ou hyperfréquence) sera bien présent sur l'un des premiers ports 8a ou deuxième port 8b de ladite antenne 7 malgré le caractère arbitraire de la polarisation des ondes électromagnétiques. L'utilisation de quatre antennes 7 permet par ailleurs de maximiser la surface de captation du dispositif de récupération d'énergie radioélectrique 1 et donc son gain.

En référence à la figure 3, les premiers ports 8a et les deuxièmes ports 8b des antennes 7 sont chacun connectés via une sonde coaxiale à la deuxième couche 4 sur laquelle sont agencés des modules d'antenne, en l'occurrence deux premiers modules d'antenne 12a, 12b et deux deuxièmes modules d'antenne 12c, 12d.

La première antenne 7a est ainsi connectée au premier module d'antenne 12a. La première antenne 7b est ainsi connectée au premier module d'antenne 12b. La deuxième antenne 7c est ainsi connectée au module d'antenne 12c. La deuxième antenne 7d est ainsi connectée au deuxième module d'antenne 12d.

Les deux premiers modules d'antenne 12a, 12b sont reliés entre eux en parallèle. Les deux deuxièmes modules d'antenne 12c, 12d sont reliés entre eux en parallèle.

Ainsi, le dispositif récupération d'énergie radioélectrique 1 comprend deux paires d'antennes comprenant chacune une première antenne 7a, 7b et une deuxième antenne 7c, 7d.

Une paire d'antennes comprend la première antenne 7a et la deuxième antenne 7c. Une autre paire d'antennes comprend la première antenne 7b et la deuxième antenne 7d. Chaque paire d'antenne est associée à une paire de modules d'antenne comprenant un premier module d'antenne et un deuxième module d'antenne, les deux paires de modules d'antenne étant montées en parallèle l'une par rapport à l'autre. La paire d'antennes 7a, 7c est associée à la paire de modules d'antenne 12a, 12c. La paire d'antennes 7b, 7d est associée à la paire de modules d'antenne 12b, 12d.

Chaque module d'antenne 12 comporte un premier circuit de conversion RF-DC 13a et un deuxième circuit de conversion RF-DC 13b reliés en parallèle.

Le premier port 8a de la première antenne 7a est relié à une entrée du premier circuit de conversion RF-DC 13a du premier module d'antenne 12a.

Le deuxième port 8b de la première antenne 7a est relié à une entrée du deuxième circuit de conversion RF-DC 13b du premier module d'antenne 12a.

Le premier port 8a de la première antenne 7b est relié à une entrée du premier circuit de conversion RF-DC 13a du premier module d'antenne 12b.

Le deuxième port 8b de la première antenne 7b est relié à une entrée du deuxième circuit de conversion RF-DC 13b du premier module d'antenne 12b.

Le premier port 8a de la deuxième antenne 7c est relié à une entrée du premier circuit de conversion RF-DC 13a du deuxième module d'antenne 12c.

Le deuxième port 8b de la deuxième antenne 7c est relié à une entrée du deuxième circuit de conversion RF-DC 13b du deuxième module d'antenne 12c.

Le premier port 8a de la deuxième antenne 7d est relié à une entrée du premier circuit de conversion RF-DC 13a du deuxième module d'antenne 12d.

Le deuxième port 8b de la deuxième antenne 7d est relié à une entrée du deuxième circuit de conversion RF-DC 13b du deuxième module d'antenne 12d.

Dans chaque premier module d'antenne 12a, 12b, une sortie du premier circuit de conversion RF-DC 13a et une sortie du deuxième circuit de conversion RF-DC 13b sont reliées entre elles pour former une première sortie DC du premier module d'antenne 12a, 12b. Les premières sorties DC sont reliées entre elles pour former une sortie DC positive Sp. La sortie DC positive Sp est reliée à un pôle positif Pp d'une charge de sortie RL.

Les deux premiers modules d'antenne 12a, 12b produisent une tension positive VDC+ sur le pôle positif Pp.

Dans chaque deuxième module d'antenne 12c, 12d, une sortie du premier circuit de conversion RF-DC 13a et une sortie du deuxième circuit de conversion RF-DC 13b sont reliées entre elles pour former une deuxième sortie DC du deuxième module d'antenne 12c, 12d. Les deuxièmes sorties DC sont reliées entre elles pour former une sortie DC négative Sn. La sortie DC négative Sn est reliée à un pôle négatif Pn de la charge de sortie RL.

Les deux deuxièmes modules d'antenne 12c, 12d pro duisent une tension négative VDC_ sur le pôle négatif Pn.

La présence de ces deux tensions VDC+ et VDC_ permettra de doubler la tension de sortie aux bornes de la charge RL.

Ainsi, le dispositif selon l'invention comporte : des diodes et des filtres qui permettent d'obtenir un signal DC du signal RF reçu et capté par les antennes, quel que soit la polarisation du signal RF reçu par les deux ports de chaque antenne, une typologie particulière de ces diodes et filtres pour doubler la tension en sortie au niveau de la charge, ce qui permet de récupérer de l'énergie.

Le premier module d'antenne 12a de la première paire de modules d'antenne 12a, 12c présente la même sortie DC, c'est à dire la sortie DC positive Sp, que le premier module d'antenne 12b de la deuxième paire de modules d'antenne 12b, 12d. Les modules 12a et 12b fournissent une tension positive VDC+.

Le deuxième module d'antenne 12c de la première paire de modules d'antennes 12a, 12c présente la même sortie DC, c'est à dire la sortie DC négative Sn, que le deuxième module d'antenne 12d de la deuxième paire de modules d'antenne 12b, 12d. Les modules 12c et 12d fournissent une tension négative VDC_.

La charge de sortie RL présente une résistance d'environ 10kC, montée en différentiel sans contact avec le plan de masse 5. On évite ainsi l'utilisation de vias de retour à la masse à cet endroit. La différence de potentiel VDC+-VDC- entre le pôle positif Pp et le pôle négatif Pn, appliquée aux bornes de la charge de sortie RL, forme donc la tension de sortie continue VDC générée par le dispositif de récupération d'énergie radioélectrique 1 à partir de l'énergie des ondes électromagnétiques incidentes .

La présence de la charge entre les deux potentiels VDC+ et VDC_ permet de doubler la tension de sortie.

Chaque module d'antenne 12 est donc connecté au premier port 8a et au deuxième port 8b d'une même antenne 7, et est utilisé pour redresser le signal radiofréquence (ou hyperfréquence), qui est un signal sinusoïdal, provenant de ladite antenne 7 et présent sur le premier port 8a, sur le deuxième port 8b ou sur le premier port 8a et sur le deuxième port 8b.

Dans chaque module d'antenne 12, l'entrée du premier circuit de conversion RF-DC 13a et l'entrée du deuxième circuit de conversion RF-DC 13b, et donc le premier port 8a et le deuxième porte 8b de l'antenne 7 associée, sont reliées par une ligne L1 au plan de masse 5 du dispositif de récupération d'énergie radioélectrique 1.

La ligne L1 du premier module d'antenne 12a est reliée à la ligne L1 du deuxième module d'antenne 12c et au plan de masse 5 par un via de retour à la masse 22a. De même, la ligne L1 du premier module d'antenne 12b est reliée à la ligne L1 du deuxième module d'antenne 12d et au plan de masse 5 par un via de retour à la masse 22b.

Chaque ligne L1 est une ligne quart d'onde, dont la longueur est ici un multiple entier impair du quart d'onde proche de 3Λ/4.

Chaque ligne L1 participe à l'adaptation d'impédance de l'antenne 7 associée avec le module d'antenne 12.

Chaque ligne Ll, qui relie un premier port 8a et un deuxième port 8b d'un module d'antenne 12 au plan de masse 5, est équivalente, à la fréquence de travail (et de manière générale, pour un signal RF) à un circuit ouvert entre le premier port 8a et le plan de masse 5 et le deuxième port 8b et le plan de masse 5 et à un circuit fermé pour le signal continu DC.

Dans chaque module d'antenne 12, le premier circuit de conversion RF-DC 13a et le deuxième circuit de conversion RF-DC 13b comprennent chacun un composant d'adaptation 15, une diode Schottky 16 et un composant de filtrage 17. Le composant d'adaptation 15 est relié par une ligne L2 à la diode Schottky 16. La diode Schottky 16 est reliée par une ligne L3 au composant de filtrage 17. Dans un même module d'antenne 12, la diode Schottky 16 du premier circuit de conversion RF-DC 13a est montée dans le même sens que la diode Schottky 16 du deuxième circuit de conversion RF-DC 13b.

Le composant d'adaptation 15 est ici un stub radial 15 (que l'on peut traduire en français par « tronçon de ligne radial ») . Le stub radial 15 du premier circuit de conversion RF-DC 13a est relié au premier port 8a de l'antenne 7. Le stub radial 15 du deuxième circuit de conversion RF-DC 13b est relié au deuxième port 8b de l'antenne 7. Chaque stub radial 15 permet de réaliser une adaptation d'impédance avec l'antenne 7 à la fréquence de travail (égale à 2,45GHz).

Le composant de filtrage 17, situé entre une borne reliée à la diode Schottky 16 et une borne reliée au plan de masse 5, est un filtre passe-bas filtrant le signal RF et laissant passer le signal continu DC. Le composant de filtrage 17 transmet ainsi une composante continue à la charge de sortie RL et filtre toutes les autres composantes fréquentielles, et notamment la fréquence de la fondamentale (ou fréquence de travail) et les fréquences de ses harmoniques. Le composant de filtrage 17 est ici une capacité 17 qui présente une valeur égale à 68pF.

La ligne Ll, la ligne L2 et la ligne L3, combinées au stub radial 15, assurent l'adaptation d'impédance avec l'antenne 7 à la fréquence fondamentale, et assurent une désadaptation d'impédance avec l'antenne 7 aux fréquences harmoniques de la fréquence fondamentale. Les fréquences harmoniques sont générées par le passage du signal RF dans la diode.

La ligne L3 ramène une composante réactive au niveau de la diode Schottky (16) de manière à ajuster la réactance de la diode Schottky (16).

On remarque que les diodes Schottky 16 des premiers circuits de conversion RF-DC 13a et des deuxièmes circuits de conversion RF-DC 13b des premiers modules d'antenne 12a, 12b sont montées dans un même premier sens (l'anode de la diode Schottky 16 est reliée à l'un des premier port 8a ou deuxième port 8b) , et les diodes Schottky 16 des premiers circuits de conversion RF-DC 13a et deuxièmes circuits de conversion RF-DC 13b des deuxièmes modules d'antenne 12c, 12d sont montés dans un deuxième sens opposé au premier sens (la cathode de la diode Schottky 16 est reliée à l'un des premier port 8a ou deuxième port 8b).

On remarque aussi que chaque diode Schottky 16 reliée à un même pôle Pp de la charge de sortie RL par une sortie DC positive Sp est montée dans le même sens que les autres diodes Schottky 16 reliées au même pôle Pp de la charge de sortie RL par la même sortie DC positive Sp. De même, chaque diode Schottky 16 reliée à un même pôle Pn de la charge de sortie RL par une sortie DC négative Sn est montée dans le même sens que les autres diodes Schottky 16 reliées au même pôle Pn de la charge de sortie RL par la même sortie DC négative Sn.

Ainsi, les diodes Schottky 16 du premier circuit de conversion RF-DC 13a et du deuxième circuit de conversion RF-DC 13b des premiers modules d'antenne 12a, 12b « traitent les alternances positives » des signaux sinusoïdaux présents sur les premiers ports 8a, les deuxièmes ports 8b ou les premiers ports 8a et les deuxièmes ports 8b reliés aux premiers modules d'antenne 12a, 12b, ce qui permet d'obtenir la tension positive VDC+ du port positif Pp de la charge de sortie RL. De même, les diodes Schottky 16 des premiers circuits de conversion RF-DC 13a et des deuxièmes circuits de conversion RF-DC 13b des deuxièmes modules d'antenne 12c, 12d « traitent les alter nances négatives » du signal sinusoïdal présent sur les premiers ports 8a, les deuxièmes ports 8b ou les premiers ports 8a et les deuxièmes ports 8b reliés aux deuxièmes modules d'antenne 12c, 12d, ce qui permet d'obtenir la tension négative VDC_ du port négatif Pn de la charge de sortie RL.

On fournit, à titre d'exemple, quelques valeurs nu mériques pour illustrer les dimensions des éléments qui viennent d'être décrits.

Le premier circuit imprimé unitaire et le deuxième circuit imprimé unitaire comportent chacun une couche diélectrique 6 en résine époxy (de type FR-4) présentant une permittivité diélectrique (sr) égale à 4,4, une hauteur de 1,5mm et une tangente de perte (tanô) de 0,02.

La ligne L1 a ici une longueur égale à environ 42mm, soit environ 0, 62Λ, où X=67.47mm (avec λ=λο/ , Ào étant la longueur d'onde associée à la fréquence de travail de 2,45GHz). La largeur de la ligne L1 est d'environ 2,51mm, soit environ 0,037λ. L'impédance caractéristique de la ligne L1 est d'environ 53Ω.

La ligne L2 a ici une longueur égale à environ 15,75mm, soit environ 0,23λ, où X=69.76mm. La largeur de la ligne L2 est d'environ 1mm, soit environ 0,014λ. L'impédance caractéristique de la ligne L2 est d'environ 84Ω.

La ligne L3 a ici une longueur égale à environ 9,5mm, soit environ 0,14Λ, où X=69.76mm. La largeur de la ligne L3 est d'environ 1mm, soit environ 0,014λ. L'impédance caractéristique de la ligne L3 est d'environ 84Ω.

Le stub radial 15 a ici une longueur L égale à environ 14,4mm, soit environ 0,25λ. La largeur du tronçon radial 15 est d'environ 3mm, et l'angle β délimitant le tronçon radial est égal à environ 120°.

La distance entre deux stub radiaux 15 d'un même module d'antenne 12 est environ égale à 2,8mm.

Pour chaque composant, le gap, c'est-à-dire la distance entre deux extrémités de ligne sur lesquelles sont soudées les bornes du composant, est de 1mm. L'agencement qui vient d'être décrit des premiers modules d'antenne 12a, 12b et des deuxièmes modules d'antenne 12c, 12d présente un certain nombre d'avantages. L'agencement permet en outre de minimiser l'impact d'un déséquilibre en puissance sur les modules d'antenne 12. On parle de déséquilibre en puissance lorsque, au sein d'un réseau de rectenna, des antennes reçoivent des puissances différentes du fait, notamment, du caractère arbitraire de la polarisation et de l'orientation des ondes électromagnétiques incidentes captées par les antennes .

Certaines antennes qui reçoivent peu de puissance ont tendance à se comporter comme des charges et à dissiper de la puissance captée par les autres antennes. Un tel déséquilibre en puissance réduit donc de manière importante l'efficacité de la récupération d'énergie.

Le fait que, dans chaque module d'antenne 12, le premier circuit de conversion RF-DC 13a et le deuxième circuit de conversion RF-DC 13b soient reliés en parallèle permet de doubler le courant de sortie de chaque module d'antenne 12.

Le fait que les premiers modules d'antenne 12a, 12b, reliés aux premières antennes 7a, 7b, soient reliés en parallèle, permet de doubler le courant continu généré (par rapport à une seule première antenne 7). De même, le fait que les deuxièmes modules d'antenne 12c, 12d, reliés aux deuxièmes antennes 7c, 7d, soient reliés en parallèle, permet de doubler le courant continu généré (par rapport à une seule deuxième antenne 7).

Au final, la mise en série de la sortie DC des premiers modules d'antennes (12a, 12b) avec la charge RL et avec la sortie DC des deuxièmes modules d'antennes (12c, 12d) permet aussi de doubler la tension de sortie continue VDC. Généralement, une onde électromagnétique incidente polarisée linéairement, circulairement ou elliptiquement, présente une puissance répartie sur les deux polarisations orthogonales (c'est-à-dire, sur la première polarisation et sur la deuxième polarisation). Toutefois, pour certaines valeurs d'angle et de polarisation spécifiques, la totalité de la puissance de l'onde électromagnétique peut se retrouver sur un seul des premiers port 8a ou deuxièmes port 8b.

Ici, un déséquilibre en puissance entre les premiers ports 8a et les deuxièmes ports 8b est compensé par le fait que, dans chaque module d'antenne 12, le premier circuit de conversion RF-DC 13a et le deuxième circuit de conversion RF-DC 13b sont reliés en parallèle, et par le fait que les premiers modules d'antenne 12a, 12b sont reliés entre eux en parallèle, tout comme les deuxièmes modules d'antenne 12c, 12d. Dans le cas où un déséquilibre en puissance survient, la tension en sortie du premier circuit de conversion RF-DC 13a et du deuxième circuit de conversion RF-DC 13b de l'un des premiers modules d'antenne 12a, 12b reste relativement constante, et proche de la tension en sortie du premier circuit de conversion RF-DC 13a et du deuxième circuit 13b de conversion RF-DC de l'autre des premiers modules d'antenne 12a, 12b. De même, la tension en sortie du premier circuit de conversion RF-DC 13a et du deuxième circuit de conversion RF-DC 13b de l'un des deuxièmes modules d'antenne 12c, 12d reste relativement constante, et proche de la tension en sortie du premier circuit de conversion RF-DC 13a et du deuxième circuit de conversion RF-DC 13b de l'autre des deuxièmes modules d'antenne 12c, 12d. L'impact du déséquilibre en puissance est donc minimisé .

On fournit maintenant quelques valeurs numériques représentatives des performances du dispositif de récupération d'énergie radioélectrique 1. A la fréquence de travail de 2,45GHz, pour une puissance des ondes électromagnétiques incidentes égale à -25dBm (soit environ 3.16pW) pour chaque premier port 8a et deuxième port 8b, et pour une charge RL de 10kQ, le niveau d'adaptation est compris entre -15dB et -17dB pour chaque premier port 8a et chaque deuxième port 8b. La tension de sortie continue VDC est égale à environ 130mV. En faisant varier la puissance des ondes électromagnétiques incidentes et en gardant la même configuration, on obtient une tension de sortie continue VDC égale à 0,5mV pour une puissance des ondes électromagnétiques incidentes égale à -50dBm, une tension de sortie continue VDC égale à 5mV pour une puissance des ondes électromagnétiques incidentes égale à -40dBm, une tension de sortie continue VDC égale à 43mV pour une puissance des ondes électromagnétiques incidentes égale à -30dBm, une tension de sortie continue VDC égale à 245mV pour une puissance des ondes électromagnétiques incidentes égale à -20dBm, une tension de sortie continue VDC égale à 868mV pour une puissance des ondes électromagnétiques incidentes égale à -lOdBm, et une tension de sortie continue VDC égale à 1,83V pour une puissance des ondes électromagnétiques incidentes égale à OdBm.

La réjection des harmoniques est égale à 30dBc à 2f0 (fO étant égale à la fréquence de travail de 2,45GHz), à 45dBc à 3f0, et à 62dBc à 4f0.

Le dispositif de récupération d'énergie radioélectrique 1 est donc performant en matière de réjection d'harmoniques, sans utiliser de filtre complexe, mais uniquement grâce à un dimensionnement judicieux des différents éléments qui le composent.

On note que les performances qui viennent d'être décrites sont stables, quel que soit l'angle de polarisation des ondes électromagnétiques incidentes. Lorsque les ondes électromagnétiques incidentes ont une puissance constante égale à -25dBm, la tension de sortie continue varie entre 110 et 130mV selon l'angle de polarisation des ondes électromagnétiques incidentes. Cette variation correspond à une ondulation de tension relativement faible, égale à l,45dB environ.

On décrit maintenant, en référence à la figure 4, le circuit équivalent 25, à la fréquence de travail (et de manière générale, pour un signal RF), aux premiers modules d'antenne 12a, 12b et aux deuxièmes modules d'antenne 12c, 12d.

Les vias de retour à la masse 22 qui relient les lignes Ll au plan de masse 5 amènent une impédance très élevée équivalent à une impédance infinie en RF. Ceux-ci n'ont par conséquent aucune influence sur l'ensemble du circuit au niveau des sondes coaxiales reliant les premiers ports 8a et deuxièmes ports 8b aux entrées des pre miers circuits de conversion RF-DC 13a et deuxièmes circuits de conversion RF-DC 13b, à la fréquence de travail. Les lignes L1 et les vias de retour à la masse 22 ne sont donc pas représentés sur la figure 4.

Les capacités 17 permettent uniquement de laisser passer la partie « continue » du signal issu des diodes du dispositif de récupération d'énergie radioélectrique 1 dans les lignes DC et de filtrer les fréquences fondamentales et harmoniques du signal RF. Chaque capacité 17 est équivalente à un court-circuit 26 à la fréquence de travail

Comme on l'a vu plus tôt, chaque ligne Ll, qui relie un premier port 8a et un deuxième port 8b d'un module d'antenne 12 au plan de masse 5, est équivalente, à la fréquence de travail, à un circuit ouvert entre le premier port 8a et la masse et le deuxième port 8b et la masse (et n'est donc pas représentée sur la figure 4).

On décrit maintenant, en référence à la figure 5, les différents courants continus circulant dans les premiers modules d'antenne 12a, 12b et dans les deuxièmes modules d'antenne 12c, 12d. On nomme II le courant continu circulant au travers du via de retour à la masse 22a vers le plan de masse 5, 12 et 13 les courants continus circulant entre le deuxième module d'antenne 12c et le premier module d'antenne 12a, 14 le courant continu circulant au travers du via de retour à la masse 22b vers le plan de masse 5, et 15 et 16 les courants continus circulant entre le premier module d'antenne 12d et le deuxième module d'antenne 12b.

Dans une configuration équilibrée, dans laquelle les antennes 7 reçoivent toutes la même puissance sur la première polarisation et sur la deuxième polarisation, les courants continus II et 14 sont nuis. La présence des vias de retour à la masse 22 est donc, dans ce cas bien précis, inutile.

Les premiers circuits de conversion RF-DC 13a et deuxièmes circuits de conversion RF-DC 13b des premiers modules d'antenne 12a, 12b délivrent une tension de sortie positive VDC+. Les premiers circuits de conversion RF-DC 13a et les deuxièmes circuits de conversion RF-DC 13b des deuxièmes modules d'antenne 12c, 12d délivrent une tension négative VDC_ égale, en valeur absolue, à la tension positive VDC+. La tension de sortie continue VDC aux bornes de la charge de sortie RL est égale à VDC+-VDC-.

On retrouve un fonctionnement similaire lorsque toutes les antennes 7 reçoivent la même puissance, mais uniquement sur l'une des première polarisation ou deuxième polarisation. On est alors dans un cas d'équilibre évoqué plus tôt.

Lorsque la première antenne 7a et la deuxième antenne 7d, et donc le premier module d'antenne 12a et le deuxième module d'antenne 12d reçoivent une même puissance (via les premiers ports 8a et deuxièmes ports 8b de la première antenne 7a et de la deuxième antenne 7d), et que la première antenne 7b et la deuxième antenne 7c reçoivent une puissance nulle, les courants continus II et 14 ne sont pas nuis. Un courant continu circule donc au travers du plan de masse 5, du premier module d'antenne 12a et du deuxième module d'antenne 12d. Les pertes dans la première antenne 7b et dans la deuxième antenne 7c, qui se comportent comme des charges, sont minimisées grâce au fait que le courant continu circule dans le plan de masse 5. Ainsi, le dispositif peut fonctionner à mini-ma seulement avec un des deux circuits de conversion RF-DC 13a, 13b du premier module d'antenne 12a et un des circuits de conversion RF-DC 13a, 13b du second module d'antenne 12d grâce au positionnement de la ligne Ll par rapport au plan de masse 5.

Lorsque la première antenne 7b et la deuxième antenne 7c, et donc le premier module d'antenne 12b et le deuxième module d'antenne 12c reçoivent une même puissance (via les premiers ports 8a et deuxièmes ports 8b de la première antenne 7b et de la deuxième antenne 7c) , et que la première antenne 7a et la deuxième antenne 7d reçoivent une puissance nulle, les courants continus II et 14 ne sont pas nuis. Un courant continu circule donc au travers du plan de masse 5, du premier module d'antenne 12b et du deuxième module d'antenne 12c. Les pertes dans la première antenne 7a et dans la deuxième antenne 7d, qui se comportent comme des charges, sont minimisées grâce au fait que le courant continu circule dans le plan de masse 5. Ainsi, le dispositif peut fonctionner à mini-ma seulement avec un des deux circuits de conversion RF-DC 13a, 13b du premier module d'antenne 12b et un des circuits de conversion RF-DC 13a, 13b du second module d'antenne 12c grâce au positionnement de la ligne Ll par rapport au plan de masse 5. C'est l'un des avantages du dispositif de toujours récupérer de l'énergie.

Les figures 6 et 7 permettent de constater que la liaison « directe » au plan de masse 5 grâce aux vias de retour à la masse 22 est nettement préférable, en matière de robustesse au déséquilibre de puissance, à une liaison via une capacité montée en série avec chacun des vias de retour à la masse 22, chaque capacité montée en série empêchant le courant continu de passer (11 = 14 = 0) . Dans la configuration où la première antenne 7a et la deuxième antenne 7d, et donc le premier module d'antenne 12a et le deuxième module d'antenne 12d captent une même puissance incidente, et lorsque la première antenne 7b et la deuxième antenne 7c reçoivent une puissance nulle), on voit que la tension de sortie continue VDC du dispositif de récupération d'énergie radioélectrique 1, lorsque la liaison directe au plan de masse 5 est mise en œuvre, est plus élevée que la tension de sortie V' du dispositif de récupération d'énergie radioélectrique 1 lorsqu'une capacité est utilisée.

On retrouve bien sûr des résultats semblables, c'est-à-dire une meilleure efficacité de la récupération d'énergie avec une liaison directe au plan de masse 5, lorsque la première antenne 7b et la deuxième antenne 7c, et donc le premier module d'antenne 12b et le deuxième module d'antenne 12c captent une même puissance incidente, et lorsque la première antenne 7a et la deuxième antenne 7d reçoivent une puissance nulle.

On retrouve aussi des résultats semblables lorsque le premier circuit de conversion RF-DC 13a (et le premier port 8a) , relié à la première antenne 7a, et le premier circuit de conversion RF-DC 13a (et le premier port 8a) , relié à la deuxième antenne 7d, captent une même puissance incidente, et que les autres premiers circuits de conversion RF-DC 13a et deuxièmes circuits de conversion RF-DC 13b captent une puissance nulle.

On retrouve aussi des résultats semblables lorsque le deuxième circuit de conversion RF-DC 13b (et le deuxième port 8b) , relié à la première antenne 7a, et le deuxième circuit de conversion RF-DC 13b (et le deuxième port 8b) , relié à la deuxième antenne 7d, captent une même puissance incidente, et que les autres premiers circuits de conversion RF-DC 13a et deuxièmes circuits de conversion RF-DC 13b captent une puissance nulle.

On retrouve aussi des résultats semblables lorsque le premier circuit de conversion RF-DC 13a (et le premier port 8a) , relié à la première antenne 7b, et le premier circuit de conversion RF-DC 13a (et le premier port 8a) , relié à la deuxième antenne 7c, captent une même puissance incidente, et que les autres premiers circuits de conversion RF-DC 13a et deuxièmes circuits de conversion RF-DC 13b captent une puissance nulle.

On retrouve aussi des résultats semblables lorsque le deuxième circuit de conversion RF-DC 13b (et le deuxième port 8b) , relié à la première antenne 7b, et le deuxième circuit de conversion RF-DC 13b (et le deuxième port 8b) , relié à la deuxième antenne 7c, captent une même puissance incidente, et que les autres premiers circuits de conversion RF-DC 13a et deuxièmes circuits de conversion RF-DC 13b captent une puissance nulle.

On retrouve aussi des résultats semblables lorsque le premier circuit de conversion RF-DC 13a (et le premier port 8a), relié à la première antenne 7a, et le deuxième circuit de conversion RF-DC 13b (et le deuxième port 8b) , relié à la deuxième antenne 7d, captent une même puissance incidente, et que les autres premiers circuits de conversion RF-DC 13a et deuxièmes circuits de conversion RF-DC 13b captent une puissance nulle.

On retrouve aussi des résultats semblables lorsque le deuxième circuit de conversion RF-DC 13b (et le deuxième port 8b) , relié à la première antenne 7a, et le premier circuit de conversion RF-DC 13a (et le premier port 8a) , relié à la deuxième antenne 7d, captent une même puissance incidente, et que les autres premiers circuits de conversion RF-DC 13a et deuxièmes circuits de conversion RF-DC 13b captent une puissance nulle.

On retrouve aussi des résultats semblables lorsque le premier circuit de conversion RF-DC 13a (et le deuxième port 8a) , relié à la première antenne 7b, et le deuxième circuit de conversion RF-DC 13b (et le deuxième port 8b) , relié à la deuxième antenne 7c, captent une même puissance incidente, et que les autres premiers circuits de conversion RF-DC 13a et deuxièmes circuits de conversion RF-DC 13b captent une puissance nulle.

On retrouve aussi des résultats semblables lorsque le deuxième circuit de conversion RF-DC 13b (et le deuxième port 8b) , relié à la première antenne 7b, et le premier circuit de conversion RF-DC 13a (et le premier port 8a) , relié à la deuxième antenne 7c, captent une même puissance incidente, et que les autres premiers circuits de conversion RF-DC 13a et deuxièmes circuits de conversion RF-DC 13b captent une puissance nulle.

On obtient donc une meilleure efficacité de la récupération d'énergie avec une liaison directe au plan de masse 5 dans les situations de déséquilibre qui viennent d'être décrites.

On voit aussi, en référence aux figures 8 et 9, que, lorsque la première antenne 7a, la première antenne 7b et la deuxième antenne 7c captent une même puissance incidente sur la première polarisation et sur la deuxième polarisation, la liaison directe au plan de masse 5 permet d'obtenir une tension de sortie continue VDC plus importante que la tension de sortie V' obtenue lorsqu'une capacité est utilisée.

On constate aussi que l'équilibre entre la valeur absolue de la tension positive IVDC+1 et entre la valeur absolue de la tension négative | VDC_ I , qui sont obtenues avec une liaison directe au plan de masse 5, est meilleur que l'équilibre entre la valeur absolue |V+' | et la valeur absolue |V_' |, obtenues lorsqu'une capacité est utilisée.

On retrouve des résultats semblables lorsque la première antenne 7a, la première antenne 7b et la deuxième antenne 7c captent une même puissance incidente sur la première polarisation ou la deuxième polarisation.

On retrouve des résultats semblables lorsque trois antennes 7 sur quatre captent une même puissance incidente sur la première polarisation ou la deuxième polarisation, ou bien à la fois sur la première polarisation et sur la deuxième polarisation.

Lorsque les premières antennes 7a et 7b captent une même puissance incidente sur la première polarisation et sur la deuxième polarisation, la présence des vias de retour à la masse 22 permet de réduire la chute de tension aux bornes des deuxièmes modules d'antenne 12c et 12d (associées aux deuxièmes antennes 7c et 7d) , et donc de réduire la tension négative. Le port négatif Pn se comporte alors comme une quasi-masse virtuelle. On voit bien sur la figure 10 que le port négatif Pn, sous la tension négative VDC_, se comporte comme une masse virtuelle, ce qui n'est pas le cas de la tension V_.

On retrouve un fonctionnement semblable lorsque les deuxièmes antennes planaires 7c, 7d captent une même puissance incidente sur la première polarisation et sur la deuxième polarisation. Dans ce cas, c'est le port positif Pp qui se comporte comme une masse virtuelle.

Un fonctionnement similaire peut être observé lorsque les premières antennes 7a, 7b ou les deuxièmes antennes 7c, 7d reçoivent de la puissance sur l'une des premières polarisations ou deuxième polarisation.

Lorsque seule la première antenne 7a parmi les quatre antennes capte de la puissance sur la première polarisation et sur la deuxième polarisation, la présence des deux vias de retour à la masse 22 permet de diminuer la chute de tension aux bornes des modules d'antenne 12c et 12d qui ne reçoivent pas de puissance. Le module d'antenne 12b qui ne capte pas de puissance, a peu d'influence sur le module d'antenne 12a du fait qu'ils soient en parallèle 4

Un fonctionnement similaire peut être observé lorsque seule une première antenne 7b ou la deuxième antenne 7c, ou la deuxième antenne 7d, reçoit de la puissance sur l'une des premières polarisations et deuxième polarisation .

Un fonctionnement similaire peut être observé lorsque seule une première antenne 7a, ou une première antenne 7b ou la deuxième antenne 7c, ou la deuxième antenne 7d, reçoit de la puissance sur l'une des premières polarisations ou deuxième polarisation. L'utilisation des vias de retour à la masse 22 rend le dispositif de récupération d'énergie radioélectrique 1 plus résistant aux déséquilibres en puissance, ce qui se traduit par une meilleure tension de sortie, un meilleur rendement, des tensions positives et négatives différentielles mieux équilibrées.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications.

Bien que l'on ait indiqué ici que le dispositif de récupération d'énergie radioélectrique comporte deux circuits imprimés unitaires plaqués l'un contre l'autre, l'invention ne se limite bien sûr aucunement à ce type de structure de circuit imprimé. L'invention peut notamment être mise en œuvre avec un nombre d'antennes et de modules d'antennes différents.

On note qu'il est particulièrement avantageux d'utiliser une ou plusieurs paires d'antennes et de modules d'antennes tels que les paires d'antennes 7a, 7c et 7b, 7d, et les paires de modules d'antennes 12a, 12c et 12b, 12d ici décrits. En d'autres termes, il est particulièrement avantageux d'utiliser une ou plusieurs structures verticales, montées en parallèle, telles que les structures verticales visibles sur la figure 3, chaque structure verticale comprenant une première antenne (7a ou 7b), une deuxième antenne (7c avec 7a, ou 7d avec 7b), un premier module d'antenne (12a ou 12b) associé à la première antenne et un deuxième module d'antenne (12c avec 12a, ou 12d avec 12b) associé à la deuxième antenne.

Il est de plus possible de remplacer les composants des premiers circuits de conversion RF-DC et deuxièmes circuits de conversion RF-DC (capacités, tronçons radiaux et lignes) par d'autres composants distribués, tels que des lignes ou des tronçons quarts d'onde droits, coudés ou radiaux, ou bien par des composants localisés (bobines, capacités) . On note que le composant de filtrage n'est pas nécessairement une capacité (tout type de filtre peut être utilisé), et que la diode n'est pas nécessairement la diode Schottky.

On note que les vias de retour à la masse peuvent aussi participer à l'adaptation d'impédance entre les antennes planaires carrées et les modules d'antenne, si la longueur de la ligne Ll est différente d'un multiple entier impair de Λ/4.

Claims (7)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif de récupération d'énergie radioélectrique de type rectenna convertissant des signaux RF en signaux DC, comportant : - un assemblage d'antennes (7a, 7b, 7c, 7d) ; - chaque antenne comprenant un premier port (8a) sensible à une première polarisation et un deuxième port (8b) sensible à une deuxième polarisation orthogonale à la première polarisation, chaque antenne étant associée à un module d'antenne (12) comprenant : un premier circuit de conversion RF-DC (13 a) et un deuxième circuit de conversion RF-DC (13 b) qui sont reliés en parallèle entre eux ; - le premier circuit de conversion RF-DC et le deuxième circuit de conversion RF-DC comprenant chacun : un moyen d'adaptation d'impédance (15), au moins une diode (16) et un moyen de filtrage DC (17) ; la diode du premier circuit de conversion RF-DC étant montée dans le même sens que la diode du deuxième circuit de conversion RF-DC, - une entrée du premier circuit de conversion RF-DÇ étant connectée au premier port, une entrée du deuxième circuit de conversion RF-DC étant connectée au deuxième port, une sortie du premier circuit de Conversion RF-DC et une sortie du deuxième circuit de conversion RF-DC étant reliées: chacune à une même sortie DC reliée à un pôle d'une charge de sortie (RL), le dispositif comprenant un assemblage d'au moins une paire d'antennes (7 a, 7b, 7c, 7d) avec une.: première antenne (7a, 7b) et une deuxième antenne (7c, 7d) , chaque antenne étant associée à un module d'antenne (12) diffé rent qui comprend un. premier circuit de conversion RF-DC, un deuxième circuit de conversion RF-DC et une sortie DC, les modules d'antenne étant agencés de la façon suivante : - les diodes du premier circuit de conversion RF-DC et du deuxième circuit de conversion RF-DC d'un premier module d'antenne (12a, 12 b) qui est associé à la première antenne, sont montées en sens opposé aux diodes du premier circuit, de conversion RF-DC et du deuxième circuit de conversion RF-DC d'un deuxième module d'antenne (12g, 12d) qui est associé à la deuxième antenne, de sorte à fournir des tensions opposées aux deux sorties DC ; - la charge dé sortie (RL) est disposée en différentiel et chacun de ses pôles est connecté à une sortie DC.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, comprenant deux paires d'antennes (7a, 7c ; 7b, 7d) ayant chacune une première antenne et une deuxième antenne, chaque paire d'antenne étant associée à une paire de modules d'antenne (12a et 12c ; 12b et 12d) présentant un premier module d'antenne pour la première antenne et un deuxième module d'antenne pour la deuxième antenne, - les deux premiers modules d'antenne (12a, 12b) sont reliés entre eux en parallèle, les deux deuxièmes modules d'antenne (12c, 12d) sont reliés entre eux en parallèle, - le premier module d'antenne d'une première paire: de modules d'antenne présentant la même sortie DC que le premier module d'antenne d'une deuxième paire -de. modules d'antenne, et le deuxième module d'antenne de la première paire de modules d'antenne présentant la même sortie DC que le deuxième module d'antenne de la deuxième paire de modules d'antenne ; - chaque diode d'un premier module d'antenne reliée à un pôle de la charge par une sortie DC étant montée dans le même sens que les autres diodes d'un autre premier module d'antenne et qui sont reliées au même pôle de la charge par la même sortie DC.
3. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque circuit de conversion RF-DC comprend des lignes (11, 12, 13) et un moyen d'adaptation d'impédance (15) dimensionnés pour assurer : - l'adaptation d'impédance avec l'antenne à la fréquence fondamentale du signal RF, - une désadaptation d'impédance avec l'antenne aux fréquences harmoniques du signal RF générées par la diode.
4. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, pour chacun des premiers circuits de conversion RF-DC (13a) et deuxième circuit de conversion RF-DC (13b), le moyen d'adaptation d'impédance (15) et la diode (16) sont reliés entre eux par une ligne (12) qui adapte la diode à l'antenne et assure une désadaptation d'impédance entre le circuit de conversion RF-DC et 1'antenne aux fréquences harmoniques générées par la diode. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, dans chacun des premiers circuits de conversion RF-DC (13 a) et deuxième circuit de conversion RF-DC (13 b) , la diode (16) et le moyen de filtrage DC (17) sont reliés entre eux par une ligne L3 agencée pour ramener une composante réactive au niveau de la diode de manière â ajuster la réactance dé la diode.
5. 6. Dispositif selon l'une dés revendications précédentes, dans lequel le premier port et le deuxième port sont reliés au plan de masse (5) par une ligne (Ll) dimensionnée de sorte à ce qu'elle soit équivalente à : - un circuit ouvert entre le premier port et le plan de masse (5) ët le deuxieme port et le plan de masse (5), pour le signal RF ; - à un circuit fermé pour le signal continu DC.
6. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel la longueur de la ligne (Ll) est un multiple entier impair du quart d’onde proche de 3λ/4. 8. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel, dans chacun des premiers circuits de conversion RF-DC (13a) et deuxième circuit de conversion RF-DC (13 b) , le moyen de filtrage est un filtre passe-bas filtrant le signal RF et laissant passer le signal continu DC, et situé entre une borné reliée à la diode et une borne reliée au plan de masse. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la diode est: une diode Schott,ky. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le moyen d'adaptation d'impédance est un stub radial (15). 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, comprenant une première couche (3) sur laquelle est agencé 1'assemblage d'antennes, une deuxième couche (4) sur laquelle est agencée la ou les circuits de conversion, et une troisième couche (5), positionnée entre la première couche et la deuxième couche, formant un plan de masse du dispositif.
7. 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'assemblage d'antennes comporte une antenne planaire carrée (7) , et dans lequel le premier port (8a) est positionné sur un premier axe (Yl) reliant des milieux de deux premiers côtés opposés de l'antenne planaire carrée, et dans lequel le deuxième port (8b) est positionné sur un deuxième axe (Y2) reliant des milieux de deux deuxièmes côtés opposés de l'antenne planaire carrée. 13. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel une première distance (dl) entre le premier port et l'un des premiers côtés est environ égale à un tiers de la. longueur d'un côté de l'antenne planaire carrée, et dans lequel une deuxième distance (d2) entre le deuxième port et l'un des deuxièmes côtés est environ égale à un tiers de la longueur du côté de 1'antenne planaire carrée. 14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'assemblage d'antennes comporte aux moins deux antennes planaires carrées, chaque antenne planaire carrée étant orientée, par rapport à un axe central (XI, X2) passant par des centres des antennes planaires carrées, d'un angle (G) d'environ 45°. 15. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, convertissant des signaux HF situés entre 800MHz et 10GHz.