FR3114694A1 - Adaptation d’antenne selon le support - Google Patents

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Abstract

ADAPTATION D’ANTENNE SELON LE SUPPORT Dispositif émetteur radio UWB (EM1) comportant un boitier (B1) comportant une face inférieure (F1) apte à être fixée sur un support et un dispositif émetteur radio UWB (EM1), ledit dispositif émetteur radio UWB (EM1) comportant un module d’émission radio UWB et un module de réception radio UHF pour collecter des signaux afin d’alimenter électriquement le module d’émission UWB, ledit boitier (B1) comportant : un premier moyen d’entrainement d’une antenne mobile (ANT1) d’au moins le module d’émission radio UWB ou le module de réception UHF, ledit premier moyen d’entrainement comportant un premier élément d’interaction avec ledit support, ledit premier élément d’interaction actionnant un déplacement de ladite antenne (ANT1) dans une première position relevée lorsqu’une interaction entre le support et l’élément d’interaction est activée ;un moyen de rappel pour déplacer ladite antenne (ANT1) dans une position de repos lorsqu’aucune interaction n’est activée. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

ADAPTATION D’ANTENNE SELON LE SUPPORT
Domaine de l’invention
Le domaine de l’invention concerne le domaine des dispositifs émetteurs radio destinés à être apposés sur des objets mobiles dans des lieux fermés pour les localiser. Plus particulièrement, l’invention se rapporte au domaine des dispositifs émetteurs radio susceptibles d’être perturbés par la nature de l’objet sur lequel est apposé ledit dispositif émetteur radio. Le domaine de l’invention concerne les solutions visant à optimiser la réceptivité radio d’émetteurs radio UWB comportant un module de réception UHF pour être énergisé.
Etat de l’art
Il existe différentes solutions permettant de recevoir et/ou d’émettre des signaux électromagnétiques. De tels dispositifs comportent en général une antenne de réception d’un signal électromagnétique et/ou une antenne d’émission d’un signal électromagnétique. Lorsque de telles solutions sont placées sur des supports, la ou les antennes peuvent se retrouver très proches du support. La proximité du support peut détériorer la qualité de l’émission et/ou de la réception du signal électromagnétique. Plus précisément, la présence du support peut modifier le gain de l’antenne, la fréquence et la largeur de la bande de fréquence émise ou reçue, ainsi que son diagramme d’ouverture. On peut également noter que le matériau du support influe sur la détérioration du signal qu’il engendrera, et sur les caractéristiques physiques de l’antenne décrites ci-dessus. Par exemple, un support comprenant un matériau ferromagnétique aura une influence plus grande qu’un support comportant du bois ou du carton. L’invention à pour but de fournir une solution de réception et/ou d’émission d’un signal électromagnétique dont les perturbations engendrées par la nature du support sur le signal émis ou reçu sont minimisées.
Selon un aspect, l’invention concerne un dispositif émetteur radio UWB comportant un boitier comportant une face inférieure apte à être fixée sur un support, ledit dispositif émetteur radio UWB comportant un module d’émission radio UWB et un module de réception radio UHF pour collecter des signaux afin d’alimenter électriquement le module d’émission UWB. Le boitier comporte un premier moyen d’entrainement de tout ou partie du groupe antenne d’au moins le module d’émission radio UWB ou le module de réception UHF, ledit premier moyen d’entrainement comportant un premier élément d’interaction avec le support. Le premier élément d’interaction actionne un déplacement d’au moins un élément mobile du groupe antenne dans une première position relevée lorsqu’une interaction entre le support et l’élément d’interaction est activée. Le boitier comporte également un moyen de rappel pour déplacer ledit élément mobile du groupe antenne dans une position de repos lorsqu’aucune interaction n’est activée.
Un avantage du dispositif d’émission UWB selon l’invention est de permettre d’adapter la position de l’élément mobile du groupe antenne à la présence ou non d’un support à proximité du dispositif. De cette manière, lorsqu’une interaction est activée entre le premier élément d’interaction et le support, l’élément mobile du groupe antenne est déplacé dans une position relevée dans laquelle le support ne perturbe plus le signal reçu ou émis par celui-ci. Plus précisément, le déplacement de l’élément mobile du groupe antenne peut modifier le gain de celui-ci, la fréquence et la largeur de la bande de fréquence émise ou reçue, ainsi que son diagramme d’ouverture. Le déplacement de celui-ci permet donc d’adapter ces caractéristiques physiques à la présence du support à proximité.
Selon un aspect de l’invention, le dispositif émetteur radio UWB, le groupe antenne comprend une antenne mobile formant ledit élément mobile, le déplacement dudit élément du groupe antenne entre sa position relevée et sa position de repos déplaçant l’antenne mobile entre une position relevée et une position de repos.
De cette manière le déplacement de l’élément mobile du groupe antenne entraîne un déplacement de l’antenne mobile. Ainsi, lorsqu’un support active le premier élément d’interaction, l’antenne mobile est déplacée de manière à ce que le support ne perturbe plus le signal reçu ou émis par celle-ci.
Selon un aspect de l’invention, le groupe antenne comprend un ensemble formé d’une antenne fixe et d’un masque disposé à proximité de l’antenne fixe, ledit masque formant l’élément mobile, de sorte que l’entrainement du groupe antenne entraine uniquement le déplacement du masque disposé à proximité de l’antenne fixe.
De cette manière, lorsqu’un support active le premier élément d’interaction, le masque mobile est déplacé de sorte à contrebalancer l’influence du support sur l’antenne. Ainsi, support ne perturbe plus le signal reçu ou émis par celle-ci.
Selon un aspect de l’invention, le groupe antenne comprend une antenne comportant une partie mobile formant l’élément mobile et une partie fixe, de sorte que l’entrainement du groupe antenne entraine uniquement le déplacement la partie mobile.
De cette manière, la géométrie de l’antenne est modifiée à cause la présence du support, pour que celle-ci soit adaptée à la réception et/ou l’émission du signal. Ainsi, le support ne perturbe plus le signal reçu ou émis par celle-ci.
De manière avantageuse, le déplacement de la partie mobile de l’antenne rompt un contact électrique entre les parties fixe et mobile de ladite antenne.
De cette manière, l’antenne ne comprend plus que la partie fixe. L’avantage est d’adapter l’antenne au support pour que celui-ci ne perturbe plus la réception ou l’émission du signal.
De manière avantageuse, le déplacement de la partie mobile de l’antenne créée un contact électrique entre les parties fixe et mobile de ladite antenne.
Suivant cette disposition, l’antenne ne comprend plus que la partie fixe lorsque le groupe antenne est en position de repos, et le contact électrique entre les deux parties de l’antenne est réalisé lorsque le groupe antenne est en position relevée. L’avantage est d’adapter l’antenne au support pour que celui-ci ne perturbe plus la réception ou l’émission du signal.
Selon un aspect de l’invention, le groupe antenne comporte un ensemble formé d’un interrupteur, formant l’élément mobile, et d’une antenne fixe, ladite antenne fixe comportant une partie primaire et une partie secondaire, l’interrupteur liant électriquement les parties primaire et secondaire de l’antenne fixe, le déplacement du groupe antenne (ANT1) entrainant l’ouverture ou la fermeture électrique de l’interrupteur.
Suivant cette disposition, le déplacement du groupe antenne entraîne la formation ou la coupure d’un contact électrique entre deux parties de l’antenne. Ainsi, la taille de l’antenne et sa géométrie sont adaptées en fonction du support pour que sa présence ne perturbe pas l’émission ou la réception du signal par l’antenne.
Selon un mode de réalisation de l’invention, lorsque l’antenne mobile est en première position relevée, celle-ci est contenue dans un plan sensiblement parallèle à celui dans lequel elle est contenue lorsqu’elle est en position de repos, l’antenne mobile étant plus éloignée de la face inférieure en première position relevée qu’en position de repos. De cette manière, l’antenne mobile est plus éloignée du support lorsqu’elle est en première position relevée que lorsqu’elle est en position de repos, et est donc moins perturbée par celui-ci pour émettre et/ou recevoir des signaux électromagnétiques. Cette disposition permet également de conserver l’orientation de l’antenne d’une position à l’autre, ce qui est utile notamment pour émettre et/ou recevoir des signaux électromagnétiques polarisés.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier élément d’interaction est un aimant interagissant avec un matériau ferromagnétique du support, l’interaction définissant un premier type d’interaction magnétique. Un avantage de cette disposition est que l’antenne mobile est déplacée lorsque le dispositif est placé sur un support comportant un matériau ferromagnétique. Ainsi, le déplacement de l’antenne est adapté à la nature du support, et donc à la perturbation que celui-ci entrainera sur le signal reçu et/ou émis.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier moyen d’entrainement comporte un levier mobile en rotation autour d’un axe de rotation fixe par rapport au boitier, ledit levier mobile comportant en une de ses extrémités l’aimant, l’autre extrémité du levier étant en contact avec une surface de l’antenne en regard de la face inférieure du boitier. Un avantage de cette disposition est de fournir une architecture simple et compacte au premier moyen d’entrainement. Le levier permet également de démultiplier le mouvement de l’antenne mobile engendré par l’aimant.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier moyen d’entrainement comporte un levier mobile en rotation autour d’un axe de rotation fixe par rapport au boitier, ledit levier mobile comportant en une de ses extrémités l’aimant, l’autre extrémité du levier étant en contact avec une surface de la partie mobile de l’antenne en regard de la face inférieure du boitier. Un avantage de cette disposition est de fournir une architecture simple et compacte au premier moyen d’entrainement. Le levier permet également de démultiplier le mouvement de la partie mobile de l’antenne engendré par l’aimant.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier moyen d’entrainement comporte un levier mobile en rotation autour d’un axe de rotation fixe par rapport au boitier, ledit levier mobile comportant en une de ses extrémités l’aimant, l’autre extrémité du levier étant en contact avec une surface du masque mobile. Un avantage de cette disposition est de fournir une architecture simple et compacte au premier moyen d’entrainement. Le levier permet également de démultiplier le mouvement du masque mobile de l’antenne engendré par l’aimant.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier moyen d’entrainement comporte un levier mobile en rotation autour d’un axe de rotation fixe par rapport au boitier, ledit levier mobile comportant en une de ses extrémités l’aimant, l’autre extrémité du levier étant en contact avec l’interrupteur. Un avantage de cette disposition est de fournir une architecture simple et compacte au premier moyen d’entrainement.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier élément d’interaction est un palpeur mécanique faisant saillie de la face inférieure du boitier hors de celui-ci par l’intermédiaire d’une ouverture, l’interaction définissant un second type d’interaction mécanique. Un avantage de cette disposition est de permettre un déplacement de l’antenne mobile dès que la face inférieure du boitier du dispositif émetteur radio UWB est placée sur un support solide, par contact du palpeur mécanique. Ainsi, l’antenne mobile est déplacée pour contact du palpeur, quel que soit le matériau composant le support.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif émetteur radio UWB comporte un deuxième moyen d’entrainement de l’élément mobile du groupe antenne, ledit deuxième moyen d’entrainement comportant un deuxième élément d’interaction avec le support activant un second type d’interaction, ledit deuxième élément d’interaction actionnant un déplacement de l’élément mobile du groupe antenne dans une deuxième position relevée lorsque le second type d’interaction entre le support et le deuxième élément d’interaction est activé, le deuxième moyen d’entrainement comportant un deuxième élément d’interaction étant un aimant interagissant avec un matériau ferromagnétique du support, le second type d’interaction étant une interaction magnétique provoquant une force de déplacement s’appliquant sur l’antenne. Un avantage de cette solution est de fournir, en plus d’un premier moyen d’entrainement mécanique, un deuxième moyen d’entrainement comportant un aimant entrainant l’antenne mobile dans une deuxième position relevée. Ainsi, le déplacement de l’antenne mobile est adapté à la présence ou non d’un matériau ferromagnétique dans le support.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le deuxième moyen d’entrainement comporte un levier mobile en rotation autour d’un axe de rotation fixe par rapport au boitier, ledit levier mobile comportant en une de ses extrémités l’aimant, l’autre extrémité du levier étant en contact avec une surface de l’antenne en regard de la face inférieure du boitier.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif émetteur radio UWB comporte un deuxième moyen d’entrainement de l’élément mobile du groupe antenne, ledit deuxième moyen d’entrainement comportant un deuxième élément d’interaction avec le support activant un second type d’interaction, ledit deuxième élément d’interaction actionnant un déplacement de l’élément mobile du groupe antenne dans une deuxième position relevée lorsque le second type d’interaction entre le support et le deuxième élément d’interaction est activé, le deuxième moyen d’entrainement étant un palpeur mécanique faisant sailli de la face inférieure du boitier hors du boitier, le second type d’interaction étant une réaction mécanique provoquant une force de déplacement s’appliquant sur l’élément mobile du groupe antenne. Un avantage de cette solution est de fournir, en plus d’un premier moyen d’entrainement comportant un aimant, un deuxième moyen d’entrainement par palpeur mécanique entrainant l’antenne mobile dans une deuxième position relevée. Ainsi, le déplacement de l’antenne mobile est adapté à la présence ou non d’un matériau ferromagnétique dans le support.
Selon un mode de réalisation de l’invention, lorsque le premier type d’interaction est activé entre le support et le premier élément d’interaction d’une part, et lorsque le second type d’interaction est activé entre le support et le deuxième élément d’interaction d’autre part, l’élément mobile du groupe antenne est déplacé dans la première position relevée. Un avantage de cette disposition est que le groupe antenne est déplacé dans la position voulue lorsque le support comporte un matériau ferromagnétique.
Selon un mode de réalisation de l’invention, lorsque l’antenne mobile est positionnée dans la première position relevée, celle-ci est plus éloignée de la face inférieure du boitier que lorsque la ladite antenne mobile est en positionnée dans la deuxième position relevée. Un avantage de cette disposition est de plus éloigner l’antenne mobile du support lorsque celui-ci comporte un matériau ferromagnétique, matériau entrainant une perturbation plus grande du signal émis et/ou reçu par l’antenne mobile.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le moyen de rappel est un ressort de rappel liant l’élément mobile du groupe antenne et le boitier. Un avantage de cette disposition est de fournir une solution simple, peu coûteuse et compacte pour ramener le groupe antenne dans la position de repos.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif émetteur radio UWB comporte au moins une butée située entre l’antenne mobile et la face inférieure du boitier, ladite butée assurant un espacement minimal entre ladite antenne mobile et la face inférieure. Un avantage de cette disposition est de placer l’antenne mobile dans une position de repos voulue par contact de celle-ci avec la butée sous l’action du moyen de rappel.
Selon un mode de réalisation de l’invention, lorsque l’antenne mobile est en première position relevée et/ou en deuxième position relevée, celle-ci est contenue dans un plan parallèle à celui dans lequel elle est contenue lorsqu’elle est en position de repos. Un avantage de cette disposition est de conserver l’orientation de l’antenne mobile que celle-ci soit en position de repos, en première position relevée, ou en deuxième position relevée.
Selon un mode de réalisation de l’invention, lorsque l’antenne mobile est en deuxième position relevée, celle-ci est contenue dans un plan parallèle à celui dans lequel elle est contenue lorsqu’elle est en position de repos, l’antenne mobile étant plus éloignée de la face inférieure en deuxième position relevée qu’en position de repos. De cette manière, l’antenne mobile est plus éloignée du support lorsqu’elle est en deuxième position relevée que lorsqu’elle est en position de repos, et est donc moins perturbée par celui-ci pour émettre et/ou recevoir des signaux électromagnétiques. Cette disposition permet également de conserver l’orientation de l’antenne d’une position à l’autre, ce qui est utile notamment pour émettre et/ou recevoir des signaux électromagnétiques polarisés.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :
  • [Fig.1] : une vue de coupe d’un exemple de réalisation d’un dispositif émetteur selon l’invention comportant une antenne mobile dans une position de repos ;
  • [Fig.2] : une vue de coupe du dispositif de la figure 1 dans lequel l’antenne est dans une première position relevée ;
  • [Fig.3] : une vue de coupe du dispositif de la figure 1 dans lequel l’antenne est dans une deuxième position relevée.
La notation « UWB » désigne la bande de fréquence « Ultra Wide Band ». La notation « UHF » désigne la bande « Ultra Haute Fréquence ».
La figure 1 représente un exemple de réalisation d’un dispositif émetteur radio UWB EM1. Le dispositif émetteur radio UWB EM1des figures 2 et 3 est le même que celui de la figure 1, mais présenté dans des positions de fonctionnement différentes de celle de la figure 1. Le dispositif émetteur radio UWB EM1comporte un boitier B1. Le boitier B1comporte une face inférieure F1. Cette face inférieure F1est destinée à être fixée sur un support. En d’autres termes, le dispositif émetteur EM1est destiné à reposer sur sa face inférieure F1, face elle-même fixée sur un support. Le boitier B1est de forme générale parallélépipédique, mais d’autres formes peuvent être envisagées, par exemple une forme de disque. On peut noter que le dispositif émetteur radio UWB EM1peut également fonctionner sans être positionné sur un support, par exemple en étant suspendu à un objet à étiqueter.
Le dispositif émetteur EM1comporte un module d’émission radio UWB et un module de réception radio UHF pour collecter des signaux afin d’alimenter électriquement le module d’émission UWB. Le dispositif d’émission EM1comporte au moins un groupe antenne ANT1comprenant un élément mobile. Dans le dispositif présenté, l’élément mobile du groupe antenne ANT1est une antenne mobile ANT1comprise dans le boitier B1. Cette antenne mobile ANT1peut être l’antenne du module d’émission UWB ou être l’antenne du module de réception radio UHF. Le dispositif peut également comporter un groupe antenne comprenant une antenne mobile pour chaque module. L’antenne mobile ANT1est représentée sur la figure 1 dans une position de repos. Par position de repos, on entend une position de l’antenne dans laquelle celle-ci est proche de la face inférieure F1du boitier B1.
Le dispositif émetteur EM1comporte un premier moyen d’entrainement L1de l’antenne mobile ANT1. Ce premier moyen permet d’éloigner l’antenne mobile ANT1de la face inférieure F1du boitier B1, par l’action d’un premier élément d’interaction AIM1actionnant le déplacement de l’antenne mobile ANT1lorsqu’une interaction est activée entre le premier élément d’interaction AIM1et le support. Dans ce cas, le premier moyen d’entrainement L1entraîne un mouvement de l’antenne mobile ANT1l’éloignant de la face inférieure F1, jusqu’à la placer dans une première position relevée. Par première position relevée, on entend une position de l’antenne mobile ANT1dans laquelle celle-ci est contenue dans un plan sensiblement parallèle à celui dans lequel l’antenne mobile ANT1est comprise quand celle-ci est en position de repos, tout en étant plus éloignée de la face inférieure F1que dans la position de repos. Lorsque l’antenne mobile ANT1est en position relevée, elle n’est plus perturbée par la présence du support en ce qui concerne l’émission et la réception d’un signal électromagnétique. Plus précisément le déplacement de l’antenne peut modifier le gain de celle-ci, la fréquence et la largeur de la bande de fréquence émise ou reçue, ainsi que son diagramme d’ouverture. Un déplacement adéquat de l’antenne permet donc d’adapter ces caractéristiques physiques à la présence ou non du support à proximité de l’antenne mobile ANT1. L’antenne mobile ANT1, lorsqu’elle passe de la position de repos à la première position relevée peut, par exemple, effectuer un déplacement supérieur à 1 millimètre, de préférence supérieur 3 millimètres, voire supérieur à 5 millimètres. Selon les modes de réalisation, le déplacement peut être compris entre quelques millimètres et quelques centimètres. A cet effet, les moyens d’entrainement et d’interaction sont choisis de sorte à assurer une force de déplacement suffisante pour déplacer l’antenne de la distance souhaitée, notamment en fonction du poids de chaque élément. Cette première position relevée de l’antenne mobile ANT1est représentée en figure 2.
Selon le mode de réalisation représenté, le premier moyen d’entrainement L1comporte comme premier élément d’interaction un aimant AIM qui est apte à interagir avec un matériau ferromagnétique du support. Le premier moyen d’entrainement comporte également un levier L1qui comporte un axe de rotation AR1qui est fixe par rapport au boitier B1. Ainsi, lorsque le dispositif d’émission EM1est placé sur le support, et que celui-ci comporte un matériau ferromagnétique, l’aimant AIM est attiré par celui-ci en direction de la face inférieure F1du boitier B1. De cette manière, l’aimant AIM fait pivoter le levier L1dont une extrémité opposée à l’aimant AIM vient appuyer sur une surface de l’antenne mobile ANT1qui est orientée vers la face inférieure F1du boitier B1. Cet appui du levier L1sur l’antenne mobile ANT1entraîne le mouvement de celle-ci vers la première position relevée telle que présentée en figure 2. Ainsi, le dispositif selon l’invention permet une adaptation automatique de la position de l’antenne mobile ANT1lorsque le dispositif émetteur EM1est placé sur un support comportant un matériau ferromagnétique.
De manière alternative, le premier moyen d’entrainement de l’antenne mobile ANT1peut comporter, à la place de l’aimant AIM, un palpeur mécanique adaptant la position de l’antenne mobile ANT1par contact mécanique avec le support. Ce moyen d’entrainement est similaire à un deuxième moyen d’entrainement qui est présenté plus bas.
Le dispositif émetteur EM1comporte un deuxième moyen d’entrainement de l’antenne mobile ANT1. Ce deuxième moyen d'entrainement comporte un deuxième élément d’interaction qui est ici un palpeur mécanique P1. Ce palpeur mécanique P1est fixé sur l’antenne mobile ANT1et sort du boitier B1par un orifice OR1de la face inférieure F1du boitier B1, lorsque l’antenne ANT1est dans sa position de repos, telle que représentée sur la figure 1. Lorsque la face inférieure F1du boitier B1est fixée sur le support, le palpeur mécanique P1, par contact avec le support à travers l’orifice OR1, est déplacé. Ce déplacement du palpeur mécanique P1entraine un déplacement de l’antenne mobile ANT1de sa position de repos vers une deuxième position relevée telle que représentée en figure 3. Par deuxième position relevée, on entend une position dans laquelle l’antenne mobile ANT1est contenue dans un plan sensiblement parallèle à celui dans lequel l’antenne mobile ANT1est comprise quand celle-ci est en position de repos. Dans cette position, l’antenne mobile ANT1est plus éloignée de la face inférieure F1que lorsqu’elle est dans sa position de repos, tout en étant moins éloignée de la face inférieure F1que lorsqu’elle est dans sa première position relevée. L’antenne mobile ANT1, lorsqu’elle passe de la position de repos à la deuxième position relevée peut, par exemple, effectuer un déplacement supérieur à 1 millimètre, de préférence supérieur à 3 millimètres, voire supérieur à 5 millimètres. Selon les modes de réalisation, le déplacement peut être compris entre quelques millimètres et quelques centimètres. A cet effet, les moyens d’entrainement et d’interaction sont choisis de sorte à assurer une force de déplacement suffisante pour déplacer l’antenne de la distance souhaitée, notamment en fonction du poids de chaque élément.
Dans la deuxième position relevée, une extrémité de contact du palpeur mécanique P1est en contact avec le support et supporte l’antenne mobile ANT1en sa deuxième position relevée. Dans cette position, l’extrémité de contact du palpeur mécanique P1contenue ou est située à proximité directe d’un plan dans lequel est comprise la face inférieure F1du boitier B1. L’utilisation du palpeur mécanique permet avantageusement de déplacer l’antenne mobile ANT1de sa position de repos à la deuxième position relevée par simple action mécanique du support. De cette manière, même quand le support ne comprend pas de matériau ferromagnétique, l’antenne mobile ANT1est déplacée. Ainsi, l’émission et/ou la réception d’un signal électromagnétique par l’antenne mobile ANT1n’est pas perturbée lorsque le dispositif d’émission EM1est fixé sur un support qui ne comprend pas de matériau ferromagnétique.
Un avantage de l’utilisation de deux moyens d’entrainement de l’antenne mobile, dont le deuxième entrainant un déplacement plus faible lors de son activation par le support, est de permettre une adaptation du déplacement de l’antenne mobile ANT1en fonction des matériaux que le support comprend. Dans le mode de réalisation présenté, lorsque le dispositif émetteur est placé sur un support ne comprenant pas de matériau ferromagnétique, seul le deuxième moyen d’entrainement est activé et déplace l’antenne mobile ANT1. Lorsque le dispositif émetteur EM1est fixé sur un support comprenant un matériau ferromagnétique, le premier moyen d’entrainement est activé grâce à l’aimant AIM et l’antenne mobile ANT1est déplacée en sa première position relevée, dans laquelle l’antenne est plus éloignée de la face inférieure que dans la deuxième position relevée.
Selon le mode de réalisation présenté, le moyen de rappel du dispositif émetteur EM1est un ressort de rappel R1. Le ressort de rappel R1est positionné de manière à être fixé sur une de ses extrémités à la face inférieure F1du boitier B1, et de manière à être fixé sur son autre extrémité à l’antenne mobile ANT1. Le ressort de rappel R1ramène l’antenne mobile ANT1en sa position de repos lorsque le les éléments d’interaction des moyens d’entraînement ne sont plus activés. L’avantage associé à cette caractéristique est de permettre un retour de l’antenne mobile ANT1avec une solution simple, robuste, compacte et peu onéreuse. De manière alternative, le moyen de rappel peut être un aimant de rappel de l’antenne.
Selon le mode de réalisation présenté, le dispositif émetteur radio UWB EM1comporte une butée BU1. Cette butée BU1est un moyen mécanique de retenue de l’antenne mobile ANT1servant à la maintenir en position de repos par contact. La butée BU1est solidaire du boitier B1. Lorsque l’antenne mobile ANT1est en position de repos, celle-ci est contact avec la butée BU1qui l’empêche de trop se rapprocher de la face inférieure F1du boitier B1. De manière alternative, la butée BU1peut être solidaire de l’antenne mobile ANT1, sans être solidaire du boitier BU1, la butée BU1venant en contact de la face inférieure F1lorsque l’antenne mobile ANT1descend en position de repos.
De manière alternative ou additionnelle, le dispositif émetteur radio UWB comprend un groupe antenne ANT1qui comprend un ensemble formé d’une antenne fixe et d’un masque mobile. Selon ce mode de réalisation, le premier moyen d’entrainement entraîne le déplacement du masque mobile entre une position de repos, lorsque le dispositif émetteur radio UWB n’est pas posé sur un support, et une position relevée, lorsque le dispositif émetteur radio UWB n’est pas posé sur le support. Ici, l’élément mobile est formé par le masque mobile. Toutes les dispositions décrites pour le précédent mode de réalisation s’appliquent à ce mode, à l’exception du fait que les moyens d’entrainement entraînent le déplacement du masque, et non de l’antenne. Dans ce cas-ci c’est le masque qui va venir modifier le gain de l’antenne, la fréquence et la largeur de la bande de fréquence émise ou reçue, ainsi que son diagramme d’ouverture. C’est donc le masque qui adapte l’antenne à la présence du support. De manière additionnelle, le dispositif émetteur radio UWB comprend des moyens d’entrainement pour déplacer le masque et l’antenne.
De manière alternative ou additionnelle, le dispositif émetteur radio UWB comprend un groupe antenne ANT1qui comprend une antenne ANT1comportant une partie mobile et une partie fixe. Ici, l’élément mobile est formé par la partie mobile de l’antenne ANT1. Selon ce mode de réalisation, le premier moyen d’entrainement entraîne le déplacement de la partie mobile de l’antenne entre une position de repos, lorsque le dispositif émetteur radio UWB n’est pas posé sur un support, et une position relevée, lorsque le dispositif émetteur radio UWB n’est pas posé sur le support. Toutes les dispositions décrites pour le précédent mode de réalisation s’appliquent à ce mode, à l’exception du fait que les moyens d’entrainement entraînent le déplacement de la partie mobile de l’antenne ANT1uniquement. Selon cette disposition, la géométrie de l’antenne ANT1est modifiée par le déplacement de sa partie mobile. Dans ce cas-ci c’est le changement de la géométrie de l’antenne ANT1qui va venir modifier le gain de l’antenne, la fréquence et la largeur de la bande de fréquence émise ou reçue, ainsi que son diagramme d’ouverture. Le déplacement de la partie mobile de l’antenne ANT1peut avantageusement couper un contact électrique entre les deux parties de ladite antenne. Ainsi, la modification de la géométrie peut être le retrait d’une partie de l’antenne.
De manière alternative ou additionnelle, le dispositif émetteur radio UWB comprend un groupe antenne ANT1qui comprend un ensemble formé d’au moins un interrupteur et d’une antenne ANT1fixe. Ici, l’élément mobile est la partie mobile de l’interrupteur ouvrant ou fermant le contact électrique de celui-ci. Selon ce mode de réalisation, le premier moyen d’entrainement entraîne l’ouverture ou la fermeture électrique de l’interrupteur entre la position de repos, lorsque le dispositif émetteur radio UWB n’est pas posé sur un support, et la position relevée, lorsque le dispositif émetteur radio UWB n’est pas posé sur le support. L’interrupteur contrôle le contact électrique entre deux parties indépendantes électriquement de l’antenne ANT1, ce qui modifie la géométrie de l’antenne par retrait ou ajout d’une partie de celle-ci. Avantageusement, l’interrupteur est ouvert électriquement lorsque le groupe antenne ANT1est en position relevée et fermé électriquement lorsque le groupe antenne ANT1est en position de repos. Avantageusement toujours, le groupe antenne ANT1est fermé électriquement lorsque le groupe antenne ANT1est en position relevée et ouvert électriquement lorsque le groupe antenne ANT1est en position de repos. Le dispositif émetteur UWB peut avantageusement comporter un groupe antenne ANT1comporter une antenne en trois parties ou plus. Dans ce cas, plusieurs interrupteurs ouvrent et ferment les contacts électriques entre les différentes parties de l’antenne ANT1. Ces contacts électriques peuvent être peuvent être commandés par le premier moyen d’entrainement et/ou le deuxième moyen d’entrainement. Par exemple, un groupe antenne ANT1comportant deux interrupteurs peut avoir un premier interrupteur dons le contact est entraîné par le premier moyen d’entrainement, et un deuxième interrupteur dont le contact est commandé par le deuxième moyen d’entrainement.
Exemple de réalisation d’un dispositif émetteur radio UWB
Un dispositif émetteur radio UWB peut comprendre un support électronique comportant un modulateur et une antenne UWB. Le dispositif émetteur radio émet des messages sous la forme de séquences d’impulsions radio à bande ultra-large, dits « messages UWB ». De tels messages UWB, formés par une séquence d’impulsions radio, sont également désignés par « Ultra Wide Band-Impulse Radio » ou UWB-IR dans la littérature anglo-saxonne. Le dispositif émetteur de l’invention peut être assimilé à une étiquette radio lorsqu’elle est destinée à être apposée ou fixée à un objet pour être localisée.
Le dispositif émetteur UWB comporte un modulateur et une antenne pour émettre un signal dans la bande UWB. Les données sont modulées par le modulateur. Selon un mode de réalisation, une mémoire et un calculateur peuvent être intégrés dans le dispositif émetteur radio pour traiter, stocker, mettre en forme les données à émettre dans les messages ou les signaux UWB.
Selon un exemple de réalisation, le dispositif émetteur radio UWB comporte une alimentation afin de fournir une tension aux différents composants. Selon un autre mode de réalisation, l’alimentation électrique provient d’une capacité qui est chargée grâce à la réception et à la collecte d’ondes radio, par exemple dans la bande UHF.
Selon un mode de réalisation, le dispositif émetteur radio UWB comporte un module de contrôle configuré pour piloter les émissions des messages UWB. Selon un mode de réalisation, la période d’émission, la puissance d’émission, le codage des données, la modulation UWB, etc. sont configurés dans le module de contrôle pour réaliser les émissions de messages UWB. Selon un exemple, un seuil d’énergie accumulée permet de déclencher l’émission d’un message UWB. Selon un mode de réalisation, les différentes fonctions énumérées peuvent être supportées par différents composants ou être mises en œuvre par le même composant.
Selon un exemple de réalisation, le dispositif émetteur radio UWB comporte un module de réception radio pour recevoir un flux d’ondes radio. Dans ce mode de réalisation, une balise émettrice d’un flux radio permet au dispositif émetteur radio UWB de collecter une énergie radio fréquence.
Selon un mode de réalisation, une balise émettrice d’un flux radio peut être une ou plusieurs stations d’alimentation électrique sans fil répartie(s) sur la zone géographique couverte par les balises de réception UWB. Dans ce mode de réalisation, les stations d’alimentation électrique sans fil alimentent à distance les étiquettes en énergie électrique. Selon un mode de réalisation, les balises émettrices, également dénommées « stations d’alimentation électrique sans fil » ou générateur UHF, sont distinctes des balises réceptrices. Rien n’exclut cependant, suivant d’autres exemples, d’avoir une ou plusieurs desdites stations d’alimentation électrique sans fil qui soient intégrées dans une ou plusieurs balises réceptrices UWB, de sorte qu’au moins un équipement dudit système d’estimation de position est à la fois une station d’alimentation électrique sans fil et une balise réceptrice.
Selon le mode de réalisation, le dispositif émetteur UWB comprend un redresseur pour convertir la puissance spectrale reçue par le module de réception radio en une tension ou un courant électrique. L’énergie convertie peut alors être stockée dans un accumulateur électrique, telle une capacité. L’accumulateur électrique se comporte donc comme une batterie permettant de délivrer l’énergie nécessaire à l’émission de messages UWB. Selon un exemple, la capacité peut être pilotée électriquement à partir d’une consigne électrique générée par composant ou directement par elle-même lorsqu’un niveau de charge est atteint.
Selon un mode de réalisation, le dispositif émetteur de l’invention pourrait également alimenter un capteur et/ou un calculateur, par exemple un microprocesseur, qui s’interfacent avec le modulateur UWB.
Selon un mode de réalisation, le dispositif émetteur radio UWB comprend un module de communication simplex. Par « simplex », on entend que le module de communication est adapté uniquement à émettre des messages UWB mais ne permet pas de recevoir des messages UWB émis par d’autres équipements tiers.
Selon un exemple, le module de communication simplex se présente par exemple sous la forme d’un circuit électrique comportant des équipements tels qu’une antenne, un amplificateur, un oscillateur local, un mélangeur, un filtre analogique et tout autre équipement pouvant contribuer à l’émission de signaux UWB.
Selon un exemple, le module de communication simplex est configuré pour émettre les messages UWB dans une bande de fréquences centrée sur 4 gigahertz (GHz) et/ou centrée sur 7.25 GHz. Rien n’exclut cependant de considérer des bandes de fréquences centrées sur d’autres fréquences.
Les messages UWB, émis sous la forme de signaux radioélectriques, présentent à un instant donné un spectre fréquentiel instantané de largeur prédéterminée, par exemple comprise entre 500 mégahertz (MHz) et 2.5 GHz, ce qui correspond à des impulsions radio de durées comprises respectivement entre quelques nanosecondes et quelques dixièmes de nanosecondes.
Dans un mode de réalisation, le module de communication simplex est configuré pour émettre les messages UWB en utilisant une modulation d’impulsion radio en tout ou rien (« On Off Keying » ou OOK dans la littérature anglo-saxonne) pour encoder des bits à émettre. C'est-à-dire que les valeurs des bits à émettre sont encodées par une présence ou une absence d’impulsion radio. Par exemple, si à un instant donné le bit à émettre vaut « 1 » alors le module de communication simplex émet une impulsion radio, alors que si le bit à émettre vaut « 0 » ledit module de communication simplex n’émet pas d’impulsion radio. De telles dispositions sont avantageuses en ce qu’elles permettent de réduire la consommation électrique nécessaire pour émettre un message UWB, puisque l’émission de bits à émettre à « 0 » ne consomme presque pas d’énergie électrique.
Selon un autre mode de réalisation, une modulation en position d’impulsions radio (« Pulse Position Modulation » ou PPM dans la littérature anglo-saxonne) peut être mise en œuvre dans le procédé de l’invention. Par exemple, en considérant que les bits à émettre sous la forme d’impulsions radio sont cadencés à une période prédéterminée Tc, alors à chaque période Tc, les impulsions sont émises avec un décalage par rapport à la période Tc, la valeur dudit décalage dépendant de la valeur du bit à émettre.
Selon un mode de réalisation, chaque impulsion radio à bande ultra-large peut être formée en multipliant un signal sinusoïdal par une enveloppe d’impulsions. Dans ce cas, l’oscillateur local formant le signal sinusoïdal correspondant à la fréquence porteuse des impulsions radio peut rester activé de manière continue sur la durée du message UWB, et l’amplitude dudit signal sinusoïdal est modulée par ladite enveloppe d’impulsion. En dehors des instants d’émission d’impulsions radio, l’amplitude du signal sinusoïdal est modulée par un signal de valeur nulle.
Le signal modulé obtenu après modulation d’amplitude du signal sinusoïdal est ensuite fourni en entrée de l’amplificateur, qui peut également rester activé pendant toute la durée du message UWB à émettre. En modulant le signal sinusoïdal par une enveloppe d’impulsion avant d’amplifier, les impulsions radio sont formées avant l’amplificateur. Ledit amplificateur ne forme donc plus les impulsions radio, mais se contente d’amplifier lesdites impulsions radio préalablement formées. Il est à noter qu’il est néanmoins possible de désactiver l’amplificateur entre les impulsions radio afin de réduire la consommation électrique de l’amplificateur.
Selon un mode de réalisation, le module de contrôle comporte un ou plusieurs processeurs et des moyens de mémorisation (disque dur magnétique, mémoire électronique, disque optique, etc.) dans lesquels est mémorisé un produit programme d’ordinateur, sous la forme d’un ensemble d’instructions de code de programme à exécuter.
Alternativement ou en complément, le module de contrôle comporte un ou des circuits logiques programmables (FPGA, PLD, etc.), et/ou un ou des circuits intégrés spécialisés (ASIC).
Selon un mode de réalisation, le module de contrôle comporte un ensemble de moyens configurés de façon logicielle (produit programme d’ordinateur spécifique) et/ou matérielle (FPGA, PLD, ASIC, composants électroniques discrets, etc.).
Afin de reconstruire la position d’un dispositif émetteur, le serveur comprend des moyens pour effectuer :
  • Un contrôle de cohérence entre chaque message reçu par une pluralité de balises de réception, la cohérence correspondant à un écart de temps d’arrivée des messages inférieur à un seuil prédéfini et ;
  • Une construction de la position d’un dispositif émetteur par un algorithme de trilatération entre les temps d’arrivée des différents messages UWB.
Une telle méthode s’appuie sur l’exploitation des différents temps de vol des messages UWB émis par un dispositif émetteur et reçus par chaque balise de réception.
Afin de réaliser un tel algorithme, selon un exemple, le système comprend un dispositif d’émission d’une horloge qui diffuse une donnée de synchronisation aux différentes balises de réception. Chaque balise B1, B2, B3reçoit un signal de synchronisation provenant par exemple d’un autre système ou d’une balise « maître ». Le signal de synchronisation est, par exemple, un signal comportant un marqueur temporel distribué à chaque balise, ledit signal étant généré à partir d’une horloge distante.
Selon un cas de réalisation, chaque balise comprend un calculateur pour :
  • extraire au moins une donnée d’identification de ladite étiquette radio ;
  • calculer une information temporelle horodatant la réception d’un message émis par le dispositif émetteur, ledit marqueur temporel étant généré à partir d’une horloge et d’un message de synchronisation. Dans ce dernier cas, chaque balise comporte, par exemple, une interface pour recevoir ledit signal de synchronisation.

Claims (10)

  1. Dispositif émetteur radio UWB (EM1) comportant un boitier (B1) comportant une face inférieure (F1) apte à être fixée sur un support, ledit dispositif émetteur radio UWB (EM1) comportant un module d’émission radio UWB et un module de réception radio UHF pour collecter des signaux afin d’alimenter électriquement le module d’émission UWB, ledit boitier (B1) comportant :
    • un premier moyen d’entrainement de tout ou partie d’un groupe antenne (ANT1) d’au moins le module d’émission radio UWB ou le module de réception UHF, ledit premier moyen d’entrainement comportant un premier élément d’interaction (AIM, P1) avec ledit support, ledit premier élément d’interaction actionnant un déplacement d’au moins un élément mobile dudit groupe antenne (ANT1) dans une première position relevée lorsqu’une interaction entre le support et l’élément d’interaction (AIM, P1) est activée ;
    • un moyen de rappel pour déplacer ledit élément mobile du groupe antenne (ANT1) dans une position de repos lorsqu’aucune interaction n’est activée.
  2. Dispositif émetteur radio UWB (EM1) selon la revendication 1, caractérisé en de que le groupe antenne (ANT1) comprend :
    • une antenne (ANT1) mobile formant ledit élément mobile, le déplacement dudit élément du groupe antenne entre sa position relevée et sa position de repos déplaçant l’antenne mobile entre une position relevée et une position de repos ou ;
    • un ensemble formé d’une antenne fixe et d’un masque, ledit masque formant l’élément mobile, et étant disposé à proximité de l’antenne fixe, de sorte que l’entrainement du groupe antenne (ANT1) entraine uniquement le déplacement du masque disposé à proximité de l’antenne fixe ; ou
    • une antenne (ANT1) comportant une partie mobile formant l’élément mobile et une partie fixe, de sorte que l’entrainement du groupe antenne entraine uniquement le déplacement la partie mobile ; ou
    • un ensemble formé d’un interrupteur, formant l’élément mobile, et d’une antenne fixe, ladite antenne fixe comportant une partie primaire et une partie secondaire, l’interrupteur liant électriquement les parties primaire et secondaire de l’antenne fixe, le déplacement du groupe antenne (ANT1) entrainant l’ouverture ou la fermeture électrique de l’interrupteur.
  3. Dispositif émetteur radio UWB (EM1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que lorsque l’antenne mobile (ANT1) est en première position relevée, celle-ci est contenue dans un plan sensiblement parallèle à celui dans lequel elle est contenue lorsqu’elle est en position de repos, l’antenne mobile (ANT1) étant plus éloignée de la face inférieure (F1) en première position relevée qu’en position de repos.
  4. Dispositif émetteur radio UWB (EM1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément d’interaction est un aimant (AIM) interagissant avec un matériau ferromagnétique du support, l’interaction définissant un premier type d’interaction magnétique.
  5. Dispositif émetteur radio UWB (EM1) selon les revendications 2 et 3 caractérisé en ce que le premier moyen d’entrainement comporte un levier mobile (L1) en rotation autour d’un axe de rotation (AR1) fixe par rapport au boitier (B1), ledit levier mobile (L1) comportant en une de ses extrémités l’aimant (AIM), l’autre extrémité du levier (L1) étant en contact avec :
    • une surface de l’antenne en regard de la face inférieure (F1) du boitier (B1), ou
    • une surface de la partie mobile de l’antenne en regard de la face intérieure (F1) du boitier (B1), ou
    • une surface du masque mobile, ou
    • l’interrupteur.
  6. Dispositif émetteur radio UWB (EM1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le premier élément d’interaction est un palpeur mécanique (P1) faisant saillie de la face inférieure (F1) du boitier (B1) hors de celui-ci par l’intermédiaire d’une ouverture (OR1), l’interaction définissant un second type d’interaction mécanique.
  7. Dispositif émetteur radio UWB (EM1) selon l’une quelconque des revendications 4 à 5 caractérisé en ce qu’il comprend un deuxième moyen d’entrainement de l’élément mobile du groupe antenne (ANT1), ledit deuxième moyen d’entrainement comportant un deuxième élément d’interaction avec le support activant un second type d’interaction, ledit deuxième élément d’interaction actionnant un déplacement dudit élément mobile du groupe antenne (ANT1) dans une deuxième position relevée lorsque le second type d’interaction entre le support et le deuxième élément d’interaction est activé, le deuxième moyen d’entrainement étant un palpeur mécanique (P1) faisant sailli de la face inférieure (F1) du boitier (B1) hors du boitier (B1), le second type d’interaction étant une réaction mécanique provoquant une force de déplacement s’appliquant sur l’élément mobile du groupe antenne (ANT1).
  8. Dispositif radio UWB (EM1) selon la revendication7caractérisé en ce que lorsque le premier type d’interaction est activé entre le support et le premier élément d’interaction d’une part, et lorsque le second type d’interaction est activé entre le support et le deuxième élément d’interaction d’autre part, l’élément mobile du groupe antenne (ANT1) est déplacé dans la première position relevée.
  9. Dispositif émetteur radio UWB (EM1) selon la revendication8caractérisé en ce que lorsque l’antenne mobile (ANT1) est positionnée dans la première position relevée, celle-ci est plus éloignée de la face inférieure (F1) du boitier (B1) que lorsque la ladite antenne mobile (ANT1) est en positionnée dans la deuxième position relevée.
  10. Dispositif émetteur radio UWB (EM1) selon la revendication 2 et l’une quelconque des revendications 3 et suivantes caractérisé en ce qu’il comporte au moins une butée (BU1) située entre l’antenne mobile (ANT1) et la face inférieure (F1) du boitier (B1), ladite butée (BU1) assurant un espacement minimal entre ladite antenne mobile (ANT1) et la face inférieure (F1).
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