WO2007006975A2 - Antenne electronique de type boucle - Google Patents

Antenne electronique de type boucle Download PDF

Info

Publication number
WO2007006975A2
WO2007006975A2 PCT/FR2006/001698 FR2006001698W WO2007006975A2 WO 2007006975 A2 WO2007006975 A2 WO 2007006975A2 FR 2006001698 W FR2006001698 W FR 2006001698W WO 2007006975 A2 WO2007006975 A2 WO 2007006975A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
antenna
capacitor
capacitance
values
capacitors
Prior art date
Application number
PCT/FR2006/001698
Other languages
English (en)
Other versions
WO2007006975A3 (fr
Inventor
Jean Baptiste Autrand
Original Assignee
Pygmalyon
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pygmalyon filed Critical Pygmalyon
Publication of WO2007006975A2 publication Critical patent/WO2007006975A2/fr
Publication of WO2007006975A3 publication Critical patent/WO2007006975A3/fr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H01Q1/2216—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in interrogator/reader equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H01Q7/005—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop with variable reactance for tuning the antenna

Definitions

  • the present invention relates to an electronic antenna for radiofrequency identification, or RFID, and a method of tuning an antenna of this type.
  • Large volume means a volume under a gantry of several meters or even more than ten meters in length, at least two meters high, and delimited by a depth greater than one meter.
  • the main difficulty in operating a radiofrequency detection system in a large volume, is obtaining in this volume a continuous and practically constant magnetic field, without fields of cancellation of the field, where the labels would not be detected.
  • the length of the antenna wire increases, especially beyond a quarter of the wavelength, "holes" can occur in the magnetic field.
  • the document WO03 / 012920 describes an antenna of the "loop" type that can be used as transmit / receive beacon, in particular in a radiofrequency type identification system, having an inverted U-shaped general configuration situated in a substantially vertical plane, at the above the ground, the antenna thereby forming an unclosed loop, the antenna consisting of a main wire, and at least one secondary wire, the or one of the secondary wires being joined, without electrical contact, to the main wire over a certain length, to constitute at least one capacitor whose part
  • the dielectric is formed by juxtaposing outer sheaths of two ends of coaxial cable forming the main wire and the secondary wire.
  • the antenna thus obtained looped or not looped, whose short-range radiation gives a field close to constant amplitude and whose phase varies little, allows, in large volumes, to obtain a uniform magnetic induction through RFID passive tags for example at 13.560 MHz.
  • the object of the present invention is to solve the problems mentioned above and to provide a fully electronic antenna more particularly intended for radiofrequency identification in large detection volumes, and can be easily adapted to its environment.
  • the subject of the present invention is a loop-type electronic antenna for radiofrequency identification in a detection volume, comprising: at least two portions of conducting wire,
  • each box comprises means for controlling the value of capacitor capacitance, and in that the antenna includes:
  • the interconnection boxes thus constitute a capacitive capacitance variable variable and automatically adjustable from orders given by the allocation means.
  • the antenna further comprises identification means of each housing.
  • the means for identifying the housing and controlling the value of the capacity of the capacitor comprise an electronic card carrying an identifier.
  • the antenna comprises an interface and control box connecting the reader to the conductor wire of the antenna, this housing comprising means for assigning each interconnection box a capacitance value adapted for the capacitor.
  • the interface and control box further comprises:
  • the adaptation and phase modification means comprise switching means of inductive or capacitive elements.
  • the portions of conductive wire consist of coaxial cable.
  • the interconnection box is connected to two ends of coaxial cable portions in the following manner:
  • the two inner cores of the two cable portions allow the power supply of the electronic card and the communication of information on capacitor capacitance values.
  • Another subject of the present invention is a method for adjusting an electronic radiofrequency identification antenna such as
  • Loop for obtaining a determined magnetic field in a given volume, comprising at least one capacitance capacitor, comprising the steps of:
  • determining a value of the capacitance of each capacitor by placing at least one radio frequency test tag in at least one point considered representative of the volume, analyzing the signals coming from the at least one label by varying the Capacitor capacitance values, o determining capacitor capacitance values, for which the best quality of the detected signals is obtained, then - assigning said value to the capacitor.
  • the method further comprises the steps of:
  • the determination of the capacitance values comprises a step of:
  • the determination of the capacity values comprises a step of:
  • the determination of the capacitance values comprises a step of:
  • the capacities initial values calculated by: o measuring the current in module and phase at each case, o analyzing the current values by varying capacitor capacitance values, o determining the values of the capacitors that make the substantially constant current in module and phase
  • the quality of the signals detected is measured after adaptation and phase shift.
  • the method also comprises a step of identifying capacitors that can be removed from the antenna. Indeed, only a few capacitors on the n considered can be useful to obtain an optimized antenna. Thus, from an antenna comprising n housings at the start, an optimized antenna is obtained with only a few capacitors and useful boxes.
  • FIG. 1 is a schematic front view of a first antenna according to the invention.
  • FIG. 2 is a perspective view, in its environment, of the antenna of FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram of an interconnection box of the antenna of FIG. 1.
  • Figure 4 is a block diagram of the antenna foot interface box.
  • Figure 5 is a schematic perspective view of the antenna of Figure 1, illustrating the positioning of the tags relative to the antenna.
  • Figure 6 is a schematic perspective view of a second antenna according to the invention, and the positioning of the tags relative to the antenna.
  • an antenna 2 according to the invention comprises:
  • a flexible coaxial cable for example of the RG58-50 ⁇ type in the form of cable portions 3,
  • the antenna 2 thus produced constitutes a pseudo gantry-shaped loop disposed vertically above the ground, transversely to a passageway 7 and having a horizontal medial portion 8, surmounting the passage considered, and two vertical end portions 9 and 10 located respectively on both sides of the passageway 7.
  • the height of the portico is, for example, 2.5 m and its width of several meters.
  • the pseudo loop thus formed is held in position by a rigid electrically insulating carrier-shaped support, not shown.
  • the interface box 5 is attached to a ground plane 6, lattice or mesh type, disposed on the ground and known elsewhere.
  • a reader 12 is connected to the interface box 5 of the antenna 2 via a connecting cable 13, thereby forming an identification system.
  • parcel or pallet type objects can be equipped with labels.
  • the system creates a uniform magnetic field in the passage volume V determined by the gantry which supplies by magnetic induction the electronic chip disposed on the label 14. As soon as its power is established, this chip will communicate via the antenna 2 with the reader 12.
  • the position of the housings on the pseudo-loop is first determined by laboratory analysis and function of the type and size of the antenna 2 concerned.
  • an interconnection box 4 comprises a capacitor 15 of variable capacity.
  • An inductor 16 is connected in parallel with the capacitor 15 to allow the passage of a low frequency current.
  • the interconnection box 4 also comprises an electronic card 17 comprising at least one microprocessor which makes it possible to identify the box 4 by an identifier ID, to communicate with the interface box 5 and to control the value of the capacity of the capacitor 15 .
  • the interconnection box 4 is connected at two ends of two portions of coaxial cable 3 in the following manner:
  • the two outer sheaths 18 of the two cable portions 3, which constitute the radiating part of the antenna 2 are connected in series across the terminals of the capacitor 15 and the inductor 16,
  • the two inner cores 19 of the two cable portions 3 allow the supply and communication of the electronic card 17, being connected to a common reference 21 through an inductor 20, 22.
  • the electronic card 17 has two inputs 23, 24, one connected to the line connecting the outer sheaths, at one terminal of the capacitor 17, the other being connected to the common reference 21 and thus to the core 19. coaxial cable 3.
  • variable capacitance of the capacitor 15 can be adjusted continuously or in successive values by means of PIN or relay diodes, as indicated in FIG. 3.
  • the card 17 When the card 17 is powered, the card 17 can communicate with the battery box. interface 5 by the common reference 21 and the core 19 of the coaxial cable, using, by way of example, the frequency 13.560 MHz modulated at 26.degree.
  • the interface and control box 5 associated with the reader 12 can identify each card 17, and each associated interconnection box 4, by the identifier ID transmitted during communications.
  • the interconnection boxes 4 thus constitute a variable capacitance capacitor that can be adjusted automatically from commands given by the interface box 5.
  • an interface box 5 located at the foot of the antenna 2 comprises:
  • an electronic card 26 comprising a microprocessor
  • the interface box 5 placed at the base of the antenna 2 performs the following functions, under the control of the card 26.
  • the electronic card 26 which communicates via the core of the coaxial cable 3 with the cards 17 of each of the interconnection boxes, assigns each identified interconnection box 4 a capacitance value adapted for the capacitor 15.
  • the adaptation component 27 realizes the adaptation of the antenna 2 to the output impedance 50 ⁇ of the reader 12.
  • the phase adjusting component 28 modifies the phase of the modulated signals of the tags 14, received by the antenna 2, so that the amplitude of the detected signals is maximum and the detection distance is as great as possible.
  • the adaptation and phase variations in the matching components 27 and phase adjusting 28 are achieved by means of the switching of inductive or capacitive elements.
  • the determination of the capacitance values to be assigned to each capacitor 15 of each interconnection box 4 can be effected in different ways.
  • the antenna 2 considered has been previously tested in the laboratory and the capacitance values of the capacitors 15 considered are predetermined, in association with the precise positioning of the corresponding interconnection boxes 4 on the antenna 2, but approximate, to set an initial value of these capabilities.
  • These values are for example stored in a memory, not shown, of the housing 5 or the reader 12.
  • the interface and control box 5 applies the initial values of capacity stored after the laboratory tests.
  • test RFID tags 14 whose characteristics are well known and representative of a given tag population, are placed at points considered representative of the volume concerned.
  • Analysis means 33 of the reader 12 which may in particular be constituted by optimization software or electronic means, then analyze the signals from the three labels by varying the capacitance values of the capacitors 15.
  • These analysis means 33 determine the optimal values of the capabilities so that the quality of the signals detected is the best possible after adaptation and phase shift.
  • FIG. 5 represents the case of an antenna intended to read the labels in a dimension, such as that represented in FIGS. 1 to 5, the antenna comprising two interconnection boxes 4, each comprising a capacitor 15 whose capacity is respectively denoted C1 or C2.
  • Test tags 14 may be placed vertically, i.e. parallel to the plane of the antenna, at a given distance D and at a height h, at positions 29, 30, 32 regularly spaced in the transverse direction 7.
  • the characteristics of these tags may be in the frequency range 13.550 MHz to 13.750 MHz and have a minimum value of the overvoltage coefficients in the order of 30.
  • the antenna considered consists of cable portions of small length, in particular well below the quarter-wave, that is to say 5.50m, interconnected by n interconnection boxes .
  • the capacitance values of the possible capacitors C1, C2 ... Cn corresponding to the regular positions of the boxes are automatically changed by the analysis means previously described for the first possibility, in order to optimize these values according to the quality of the signals. received.
  • the means of analysis also try to suppress abilities. Indeed, only a few capacitors on the n considered are useful for obtaining an optimized antenna. Thus, from an antenna comprising n housings at the start, an optimized antenna is obtained with only a few capacitors and useful boxes.
  • FIG. 6 shows an antenna 34 according to a second embodiment, for reading the labels in two dimensions.
  • This antenna 34 has the same structure as the antenna of the first embodiment, with interconnection boxes and coaxial cable portions.
  • this antenna 34 forms a first vertically inverted U-shaped portion above the passage zone 7, perpendicular to the direction thereof.
  • This first U-shaped portion 35 has a first vertical branch 36 longer connected to the interface and control box 5, a horizontal middle portion 37 and a second vertical branch 38 shorter.
  • the second vertical leg 38 is connected at its lower end to a portion 39 perpendicular to the plane of the first U-shaped portion, itself connected to a second U-shaped portion 40.
  • This second U-shaped portion 40 is symmetrical and comprises a first vertical leg 42 connected to the portion 38, a horizontal medial portion 43 and a second vertical leg 44.
  • test tags 14 are placed at different points representative of the volume in question, certain labels being able to be horizontal, other vertical, or inclined at an angle representative of the inclination of a population of labels to be identified by this antenna.
  • test tags 14 may be placed:
  • a set of six test tags can be considered to carry out an optimization of the signals and therefore of the antenna 34, as previously described.
  • capacitors with variable capacitance can be produced in particular from sequentially varying capacitors by relay or PIN diodes or any other switching element, or else continuously variable capacitors of the type known as VARICAP.
  • the initial values given to the capacitors are calculated according to an algorithm, in association with the precise positioning of the capacitors on the antenna and the geometry of the antenna.
  • the initial values given to the capacities are calculated in:

Landscapes

  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

Abstract

Antenne (2) electronique de type « boucle » pour I'identification radiofrequence dans un volume de detection (V), comprenant au moins deux portions de fil conducteur (3), et au moins un boÊtier d'interconnexion (4) dispose entre les portions de fil (3), comprenant au moins un condensateur de capacite variable. Chaque boÊtier comprend des moyens de commande de Ia valeur de Ia capacite du condensateur. L'antenne comprend egalement : - des moyens (5) d'affectation a chaque boÊtier d'interconnexion (4) d'une valeur de capacite pour Ie condensateur communiquant avec les moyens de commande de Ia valeur de Ia capacite du condensateur, et - un lecteur (12), associe aux moyens d'affectation (5), comportant des moyens d'analyse (33) qui determinent, en faisant varier les valeurs de capacite de I'au moins un condensateur, lesdites valeurs pour lesquelles une qualite donnee de signaux detectes, provenant notamment d'au moins une etiquette radiofrequence situee dans Ie volume de detection (V), est obtenue.

Description

Antenne électronique de type boucle
La présente invention concerne une antenne électronique pour l'identification radiofréquence, ou RFID, et un procédé de réglage d'une antenne de ce type.
Il est souhaitable, par exemple pour permettre l'identification de personnes en nombre important, portant chacune une étiquette radiofréquence ou RFID passive, et passant à travers un portique, comme dans le cas d'un événement sportif de type course à pied, de réaliser cette identification dans des volumes importants, et à cet effet d'obtenir une induction magnétique uniforme au travers des étiquettes passives RFID susceptibles d'être présentes dans ce volume.
Ceci est également souhaitable dans des applications où des objets, de type colis ou palette, peuvent être équipés d'étiquettes.
On entend par volume important un volume sous un portique de plusieurs mètres, voire au-delà de dix mètres de longueur, d'au moins deux mètres de hauteur, et délimité par une profondeur supérieure à un mètre.
La principale difficulté de fonctionnement d'un système de détection par radiofréquence, dans un volume important, est l'obtention dans ce volume d'un champ magnétique continu et pratiquement constant, sans zones d'annulation du champ, où les étiquettes ne seraient pas détectées. Or lorsque la longueur du fil de l'antenne augmente, notamment au-delà du quart de la longueur d'onde, il peut se produire des "trous" dans le champ magnétique.
Le document WO03/012920 décrit une antenne du genre « boucle », utilisable comme balise d'émission/réception, notamment dans un système d'identification de type radiofréquence, possédant une configuration générale en U renversé se situant dans un plan sensiblement vertical, au dessus du sol, l'antenne formant ainsi une boucle non fermée, l'antenne étant constituée d'un fil principal, et d'au moins un fil secondaire, le ou l'un des fils secondaires étant accolé, sans contact électrique, au fil principal sur une certaine longueur, pour constituer au moins un condensateur dont la partie diélectrique est formée par juxtaposition des gaines extérieures de deux extrémités de câble coaxial formant le fil principal et le fil secondaire.
L'antenne ainsi obtenue, bouclée ou non bouclée, dont le rayonnement à courte distance donne un champ proche d'amplitude constante et dont la phase varie peu, permet, dans des volumes importants, d'obtenir une induction magnétique uniforme au travers d'étiquettes passives RFID par exemple à 13.560 MHz.
En effet, si l'on introduit un condensateur ou une certaine capacité le long du fil de l'antenne, en série avec ce fil, la capacité étant de valeur bien déterminée et placée en une position judicieuse, l'on peut obtenir un champ magnétique continu et sans points d'annulation, sur toute la surface de la boucle formée par l'antenne. La fonction de la capacité insérée dans l'antenne est ici de ralentir la rotation de phase du courant le long du fil de l'antenne, et d'éviter ainsi toute inversion de phase de ce courant le long du fil. Le système décrit ci-dessus présente toutefois les limitations suivantes :
- le réglage des condensateurs est manuel,
- certaines valeurs de capacités ne peuvent être facilement obtenues par ce système, et - la reproductibilité des antennes en production est difficile à obtenir.
L'objectif de la présente invention est de résoudre les problèmes évoqués ci-dessus et de fournir une antenne entièrement électronique plus particulièrement destinée à l'identification radiofréquence dans de grands volumes de détection, et pouvant être adaptée facilement à son environnement.
A cet effet, la présente invention a pour objet une antenne électronique de type « boucle » pour l'identification radiofréquence dans un volume de détection, comprenant : - au moins deux portions de fil conducteur,
- au moins un boîtier d'interconnexion disposé entre les portions de fil, comprenant au moins un condensateur de capacité variable, caractérisée en ce que chaque boîtier comprend des moyens de commande de la valeur de la capacité du condensateur, et en ce que l'antenne comprend :
- des moyens d'affectation à chaque boîtier d'interconnexion d'une valeur de capacité pour le condensateur communiquant avec les moyens de commande de la valeur de la capacité du condensateur, et - un lecteur, associé aux moyens d'affectation, comportant des moyens d'analyse qui déterminent, en faisant varier les valeurs de capacité de l'au moins un condensateur, lesdites valeurs pour lesquelles une qualité donnée de signaux détectés, provenant notamment d'au moins une étiquette radiofréquence située dans le volume de détection, est obtenue. Grâce à ces dispositions, les boîtiers d'interconnexion constituent ainsi un condensateur de valeur capacitive variable et ajustable automatiquement à partir d'ordres donnés par les moyens d'affectation.
Ces dispositions permettent également de réaliser un réglage automatique et adapté de l'antenne, tenant compte de l'environnement. Avantageusement, l'antenne comprend de plus des moyens d'identification de chaque boîtier.
Chaque boîtier d'interconnexion étant identifié, une valeur différente peut être attribuée à chacun.
Selon un mode de réalisation, les moyens d'identification du boîtier et de commande de la valeur de la capacité du condensateur comportent une carte électronique porteuse d'un identifiant.
Avantageusement, l'antenne comporte un boîtier d'interface et de commande reliant le lecteur au fil conducteur de l'antenne, ce boîtier comprenant les moyens d'affectation à chaque boîtier d'interconnexion d'une valeur de capacité adaptée pour le condensateur.
Selon un mode de réalisation, le boîtier d'interface et de commande comprend de plus :
- des moyens d'adaptation de l'antenne au lecteur,
- des moyens de modification de la phase des signaux modulés reçus par l'antenne pour augmenter l'amplitude des signaux détectés et la distance de détection.
Avantageusement, les moyens d'adaptation et de modification de phase comportent des moyens de commutation d'éléments inductifs ou capacitifs. Selon un mode de réalisation, les portions de fil conducteur sont constituées de câble coaxial. Avantageusement, le boîtier d'interconnexion est relié à deux extrémités de portions de câble coaxial de la façon suivante :
- les deux gaines extérieures des deux portions de câble, qui constituent la partie rayonnante de l'antenne sont reliées en série aux bornes du condensateur,
- les deux âmes intérieures des deux portions de câble permettent l'alimentation de la carte électronique et la communication des informations sur les valeurs des capacités des condensateurs.
La présente invention a également pour objet un procédé de réglage d'une antenne électronique d'identification radiofréquence de type
« boucle » pour obtenir un champ magnétique déterminé dans un volume donné, comportant au moins un condensateur à capacité variable, comprenant les étapes consistant à :
- déterminer une valeur de la capacité de chaque condensateur, en : o plaçant au moins une étiquette radiofréquence de test, en au moins un point considéré comme représentatif du volume, o analysant les signaux issus de l'au moins une étiquette en faisant varier les valeurs des capacités des condensateurs, o déterminant les valeurs des capacités des condensateurs, pour lesquelles la meilleure qualité des signaux détectés est obtenue, puis - affecter ladite valeur au condensateur.
Selon un mode de mise en œuvre, le procédé comprend de plus les étapes consistant à :
- réaliser l'adaptation de l'antenne à un lecteur,
- régler le déphasage des signaux modulés reçus par l'antenne pour augmenter l'amplitude des signaux détectés et la distance de détection.
Avantageusement, la détermination des valeurs de capacité comporte une étape consistant à :
- donner aux capacités des valeurs stockées dans une mémoire, notamment des valeurs déterminées lors d'un test précédent, en association avec le positionnement précis des condensateurs sur l'antenne. Selon un mode de mise en œuvre, la détermination des valeurs de capacité comporte une étape consistant à :
- donner aux capacités des valeurs initiales calculées selon un algorithme, en association avec le positionnement précis des condensateurs sur l'antenne et la géométrie de l'antenne.
Selon un autre mode de mise en œuvre, la détermination des valeurs de capacité comporte une étape consistant à :
- donner aux capacités des valeurs initiales calculées, en : o mesurant le courant en module et phase au niveau de chaque boîtier, o analysant les valeurs du courant en faisant varier les valeurs des capacités des condensateurs, o déterminant les valeurs des capacités qui rendent le courant sensiblement constant en module et phase Avantageusement, la qualité des signaux détectée est mesurée après adaptation et déphasage.
Selon un mode de mise en œuvre, le procédé comporte également une étape consistant à identifier des condensateurs pouvant être supprimés de l'antenne. En effet, seuls quelques condensateurs sur les n envisagés peuvent être utiles pour obtenir une antenne optimisée. Ainsi, à partir d'une antenne comprenant n boîtiers au départ, on obtient une antenne optimisée avec seulement quelques condensateurs et boîtiers utiles.
De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réalisation d'une antenne selon l'invention.
La figure 1 est une vue schématique, de face, d'une première antenne selon l'invention. La figure 2 est une vue en perspective, dans son environnement, de l'antenne de figure 1.
La figure 3 est un schéma bloc d'un boîtier d'interconnexion de l'antenne de figure 1.
La figure 4 est un schéma bloc du boîtier d'interface du pied d'antenne. La figure 5 est une vue en perspective schématique de l'antenne de figure 1 , illustrant les positionnements des étiquettes par rapport à l'antenne.
La figure 6 est une vue en perspective schématique d'une seconde antenne selon l'invention, et du positionnement des étiquettes par rapport à l'antenne.
Selon un premier mode de réalisation, représenté sur les figures 1 à 5, une antenne 2 selon l'invention comporte:
- un câble coaxial souple, par exemple du type RG58-50 Ω sous forme de portions de câbles 3,
- des boîtiers d'interconnexion 4 disposés entre des portions 3 du câble, et
- un boîtier d'interface et de commande 5 au pied de l'antenne. L'antenne 2 ainsi réalisée constitue une pseudo boucle en forme de portique disposé verticalement au-dessus du sol, transversalement à une voie de passage 7 et comportant une portion médiane horizontale 8, surmontant le passage considéré, et deux portions terminales verticales 9 et 10, situées respectivement sur les deux cotés de la voie de passage 7.
La hauteur du portique est, à titre d'exemple, de 2,5 m et sa largeur de plusieurs mètres.
La pseudo boucle ainsi formée est maintenue en position par un support rigide électriquement isolant en forme de portique, non représenté.
Le boîtier d'interface 5 est attaché à un plan de sol 6, de type treillis ou grillage, disposé au sol et connu par ailleurs. Un lecteur 12 est raccordé au boîtier d'interface 5 de l'antenne 2 par l'intermédiaire d'un câble de liaison 13, formant ainsi un système d'identification.
Il est par exemple possible, à travers le portique, de laisser passer des personnes en nombre important portant chacune une étiquette Radiofréquence 14 passive, destinée par exemple à fonctionner à une fréquence de 13.560 MHz.
Alternativement, des objets type colis ou palette peuvent être équipés d'étiquettes.
Le système crée un champ magnétique uniforme dans le volume de passage V déterminé par le portique qui alimente par induction magnétique la puce électronique disposée sur l'étiquette 14. Aussitôt son alimentation établie, cette puce va dialoguer via l'antenne 2 avec le lecteur 12.
La position des boîtiers sur la pseudo boucle est au préalable déterminée par analyse en laboratoire et fonction du type et de l'envergure de l'antenne 2 concernée.
Ainsi que représenté sur la figure 3, un boîtier d'interconnexion 4 comporte un condensateur 15 de capacité variable. Une inductance 16 est reliée en parallèle au condensateur 15 pour permettre le passage d'un courant basse fréquence. Le boîtier d'interconnexion 4 comporte également une carte électronique 17 comprenant au moins un microprocesseur qui permet d'identifier le boîtier 4 par un identifiant ID, de communiquer avec le boîtier d'interface 5 et de commander la valeur de la capacité du condensateur 15.
Le boîtier d'interconnexion 4 est relié à deux extrémités de deux portions de câble coaxial 3 de la façon suivante :
- les deux gaines extérieures 18 des deux portions de câble 3, qui constituent la partie rayonnante de l'antenne 2 sont reliées en série aux bornes du condensateur 15 et de l'inductance 16,
- les deux âmes intérieures 19 des deux portions de câble 3 permettent l'alimentation et la communication de la carte électronique 17, en étant reliées à une référence commune 21 par l'intermédiaire d'une inductance 20, 22.
La carte électronique 17 présente deux entrées 23, 24, l'une reliée à la ligne reliant les gaines extérieures, au niveau d'une borne du condensateur 17, l'autre étant reliée à la référence commune 21 et ainsi à l'âme 19 des câble coaxiaux 3.
Le réglage de la capacité variable du condensateur 15 peut se faire de façon continue ou par valeurs successives au moyen de diodes PIN ou relais, comme indiqué sur la figure 3. Lorsque la carte 17 est alimentée, celle-ci peut communiquer avec le boîtier d'interface 5 par la référence commune 21 et l'âme 19 du câble coaxial, en utilisant, à titre d'exemple, la fréquence 13.560 MHz modulée à 26
KHz en voie montante et modulée à 423 KHz en voie descendante.
Le boîtier d'interface et de commande 5 associé au lecteur 12 peut identifier chaque carte 17, et chaque boîtier d'interconnexion 4 associé, par l'identifiant ID transmis lors des communications. Les boîtiers d'interconnexion 4 constituent ainsi un condensateur de valeur capacitive variable et ajustable automatiquement à partir d'ordres donnés par le boîtier d'interface 5.
Ainsi que représenté sur la figure 4, un boîtier d'interface 5 situé au pied de l'antenne 2 comprend :
- une carte électronique 26 comprenant un microprocesseur,
- un composant d'adaptation 27 de l'antenne 2, et
- un composant de réglage de phase 28
Le boîtier d'interface 5 placé à la base de l'antenne 2 remplit les fonctions suivantes, sous le contrôle de la carte 26.
La carte électronique 26, qui communique par l'intermédiaire de l'âme du câble coaxial 3 avec les cartes 17 de chacun des boîtiers d'interconnexion, affecte à chaque boîtier d'interconnexion 4 identifié une valeur de capacité adaptée pour le condensateur 15. Le composant d'adaptation 27 réalise l'adaptation de l'antenne 2 à l'impédance 50 Ω de sortie du lecteur 12.
Le composant de réglage de phase 28 modifie la phase des signaux modulés des étiquettes 14, reçus par l'antenne 2, pour que l'amplitude des signaux détectés soit maximale et que la distance de détection soit la plus grande possible.
Les variations d'adaptation et de phase au niveau des composants d'adaptation 27 et de réglage de phase 28 sont réalisées au moyen de la commutation d'éléments inductifs ou capacitifs.
La détermination des valeurs de capacité à affecter à chaque condensateur 15 de chaque boîtier d'interconnexion 4 peut s'effectuer de différentes façons.
Selon une première possibilité, l'antenne 2 considérée a été préalablement testée en laboratoire et les valeurs de capacité des condensateurs 15 considérés sont prédéterminées, en association avec le positionnement précis des boîtiers d'interconnexion 4 correspondant sur l'antenne 2, mais de façon approximative, pour fixer une valeur initiale de ces capacités. Ces valeurs sont par exemple stockées dans une mémoire, non représentée, du boîtier 5 ou du lecteur 12.
Ainsi, lorsque l'antenne est installée en un endroit donné, définitivement ou provisoirement, le boîtier d'interface et de commande 5 applique les valeurs initiales de capacité mémorisées après les tests en laboratoire.
Ensuite, des étiquettes RFID 14 de test, dont les caractéristiques sont bien connues et représentatives d'une population d'étiquette données, sont placées en des points considérés comme représentatifs du volume concerné.
Des moyens d'analyse 33 du lecteur 12, pouvant notamment être constitués par un logiciel d'optimisation ou des moyens électroniques, analysent alors les signaux issus des trois étiquettes en faisant varier les valeurs des capacités des condensateurs 15.
Ces moyens d'analyse 33 déterminent les valeurs optimales des capacités pour que la qualité des signaux détectés soit la meilleure possible après adaptation et déphasage.
Ces valeurs sont ensuite affectées aux condensateurs 15, par le boîtier d'interface 5.
A titre d'exemple, la figure 5 représente le cas d'une antenne destinée à lire les étiquettes dans une dimension, telle que celle représentée sur les figures 1 à 5, l'antenne comportant deux boîtiers d'interconnexion 4, comprenant chacun un condensateur 15 dont la capacité est respectivement notée C1 ou C2.
Des étiquettes 14 de test peuvent être placés verticalement, c'est- à-dire parallèlement au plan de l'antenne, à une distance D donnée et à une hauteur h, en des positions 29, 30, 32 espacées régulièrement dans la direction transversale de la voie de passage 7. Les caractéristiques de ces étiquettes peuvent être comprises dans une fourchette des fréquences 13.550 MHz à 13.750 MHz et présenter une valeur minimale des coefficients de surtension de l'ordre de 30.
Selon une seconde possibilité, non représentée, l'antenne considérée est constituée de portions de câble de petite longueur, notamment bien inférieure au quart d'onde, c'est-à-dire 5.50m, reliées entre elles par n boîtiers d'interconnexion. Les valeurs des capacités des condensateurs possibles C1 , C2... Cn correspondant aux positions régulières des boîtiers, sont automatiquement changées par les moyens d'analyses précédemment décrits pour la première possibilité, afin d'optimiser ces valeurs en fonction de la qualité des signaux reçus. Les moyens d'analyse essaient également de supprimer des capacités. En effet, seuls quelques condensateurs sur les n envisagés sont utiles pour obtenir une antenne optimisée. Ainsi, à partir d'une antenne comprenant n boîtiers au départ, on obtient une antenne optimisée avec seulement quelques condensateurs et boîtiers utiles.
Cette seconde possibilité permet d'optimiser rapidement l'antenne en laboratoire.
La phase d'optimisation doit toujours être réalisée en utilisant les étiquettes de test, comme décrit pour la première possibilité. La figure 6 représente une antenne 34 selon un second mode de réalisation, destinée à lire les étiquettes dans deux dimensions. Cette antenne 34 présente la même structure que l'antenne du premier mode de réalisation, avec des boîtiers d'interconnexion et des portions de câble coaxial.
Géométriquement, cette antenne 34 forme une première partie en U 35 renversé vertical au dessus de la zone de passage 7, perpendiculairement à la direction de celle-ci.
Cette première partie en U 35 comporte une première branche verticale 36 plus longue reliée au boîtier d'interface et de commande 5, une portion médiane horizontale 37 et une seconde branche verticale 38 plus courte.
La seconde branche verticale 38 est reliée par son extrémité basse à une portion 39 perpendiculaire au plan de la première partie en U, elle-même reliée à une seconde partie en U 40.
Cette seconde partie en U 40, parallèle à la première, est symétrique et comporte une première branche verticale 42 reliée à la portion 38, une portion médiane horizontale 43 et une seconde branche verticale 44.
La seconde branche 44 est reliée à une dernière portion droite 45 parallèle à la portion 38, dont l'extrémité terminale est libre. Dans ce cas, pour réaliser le réglage automatique des valeurs de capacité, selon les première et seconde possibilités décrites ci-dessus pour le premier mode de réalisation, les étiquettes de test 14 sont placées en des points différents représentatifs du volume considéré, certaines étiquettes pouvant être horizontales, d'autres verticales, ou encore inclinées selon un angle représentatif de l'inclinaison d'une population d'étiquettes destinées à être identifiées par cette antenne. Par exemple, des étiquettes 14 de test peuvent être placées :
- horizontalement, à une hauteur h et à une distance D donnée de la première partie en U 35, en des positions 46, 47 espacées régulièrement dans la direction transversale de la voie de passage 7, et
- verticalement, dans le plan de la première boucle en des positions 48, 49 espacées régulièrement dans la direction transversale de la voie de passage 7.
Un ensemble de six étiquettes de test peut être considéré pour mener à bien une optimisation des signaux et donc de l'antenne 34, comme décrit précédemment.
Selon des variantes, les condensateurs à capacité variables peuvent être réalisés notamment à partir de capacités à variation séquentielle par relais ou diodes PIN ou tout autre élément de commutation, ou encore de capacités à variation continue du type connu sous le nom VARICAP.
Ces deux types de réalisation peuvent être utilisés en fonction de la précision des capacités nécessaires.
Selon une autre variante, les valeurs initiales données aux capacités sont calculées selon un algorithme, en association avec le positionnement précis des condensateurs sur l'antenne et la géométrie de l'antenne.
Selon encore une autre variante, les valeurs initiales données aux capacités sont calculées en :
- mesurant le courant en module et phase au niveau de chaque boîtier,
- analysant les valeurs du courant en faisant varier les valeurs des capacités des condensateurs,
- déterminant les valeurs des capacités qui rendent le courant sensiblement constant en module et phase. Selon encore une autre variante, il est possible de disposer au niveau de chaque condensateur des moyens de mesure du courant ou de la tension présente en cet endroit et l'envoyer au lecteur, ce courant et/ou cette tension étant associé à la valeur de la capacité à cet endroit. Comme il va se soi, l'invention ne se limite pas à la forme de réalisation préférentielle décrite ci-dessus, à titre d'exemples non limitatif ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de réglage d'une antenne (2) électronique d' identification radiofréquence de type « boucle » pour obtenir un champ magnétique déterminé dans un volume donné (V), comportant au moins un condensateur à capacité variable (15), comprenant les étapes consistant à :
- déterminer une valeur de la capacité de chaque condensateur (15), en : o plaçant au moins une étiquette radiofréquence (14) de test, en au moins un point considéré comme représentatif du volume (V), o analysant les signaux issus de l'au moins une étiquette (14) en faisant varier les valeurs des capacités des condensateurs (15), o déterminant les valeurs des capacités des condensateurs (15), pour lesquelles la meilleure qualité des signaux détectés est obtenue, puis
- affecter ladite valeur au condensateur.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend de plus les étapes consistant à :
- réaliser l'adaptation de l'antenne à un lecteur,
- régler le déphasage des signaux modulés reçus par l'antenne (2) pour augmenter l'amplitude des signaux détectés et la distance de détection.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la détermination des valeurs de capacité comporte une étape consistant à :
- donner aux capacités des valeurs initiales stockées dans une mémoire, notamment des valeurs déterminées lors d'un test précédent, en association avec le positionnement précis des condensateurs (15) sur l'antenne (2).
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la détermination des valeurs de capacité comporte une étape consistant à :
- donner aux capacités des valeurs initiales calculées selon un algorithme, en association avec le positionnement précis des condensateurs (15) sur l'antenne (2) et la géométrie de l'antenne (2).
5. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la détermination des valeurs de capacité comporte une étape consistant à : - donner aux capacités des valeurs initiales calculées, en : o mesurant le courant en module et phase au niveau de chaque boîtier, o analysant les valeurs du courant en faisant varier les valeurs des capacités des condensateurs, o déterminant les valeurs des capacités qui rendent le courant sensiblement constant en module et phase.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la qualité des signaux détectée est mesurée après adaptation et déphasage.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte également une étape consistant à identifier des condensateurs pouvant être supprimés de l'antenne.
8. Antenne (2) électronique de type « boucle » pour l'identification radiofréquence dans un volume de détection (V), comprenant :
- au moins deux portions de fil conducteur (3),
- au moins un boîtier d'interconnexion (4) disposé entre les portions de fil (3), comprenant au moins un condensateur (15) de capacité variable, caractérisée en ce que chaque boîtier comprend des moyens (17) de commande de la valeur de la capacité du condensateur (15), et en ce que l'antenne comprend :
- des moyens (5) d'affectation à chaque boîtier d'interconnexion (4) d'une valeur de capacité pour le condensateur (15) communiquant avec les moyens (17) de commande de la valeur de la capacité du condensateur (15), et
- un lecteur (12), associé aux moyens d'affectation (5), comportant des moyens d'analyse (33) qui déterminent, en faisant varier les valeurs de capacité de l'au moins un condensateur (15), lesdites valeurs pour lesquelles une qualité donnée de signaux détectés, provenant notamment d'au moins une étiquette radiofréquence (14) située dans le volume de détection (V), est obtenue.
9. Antenne (2) selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus des moyens d'identification de chaque boîtier (4).
10. Antenne (2) selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que les moyens (17) d'identification du boîtier (4) et de commande de la valeur de la capacité du condensateur (15) comportent une carte électronique (17) porteuse d'un identifiant (ID).
11. Antenne (2) selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'elle comporte un boîtier d'interface et de commande (5) reliant le lecteur (12) au fil conducteur de l'antenne (2), ce boîtier comprenant les moyens d'affectation à chaque boîtier d'interconnexion (4) d'une valeur de capacité adaptée pour le condensateur (15).
12. Antenne (2) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le boîtier d'interface et de commande (5) comprend de plus :
- des moyens d'adaptation (27) de l'antenne au lecteur (12),
- des moyens de modification (28) de la phase des signaux modulés reçus par l'antenne (2) pour augmenter l'amplitude des signaux détectés la distance de détection.
13. Antenne (2) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens d'adaptation (27) et de modification de phase (28) comportent des moyens de commutation d'éléments inductifs ou capacitifs.
14. Antenne (2) selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que les portions de fil conducteur (3) sont constituées de câble coaxial.
15. Antenne (2) selon la revendication 14, caractérisé en ce que le boîtier d'interconnexion (4) est relié à deux extrémités de portions de câble coaxial (3) de la façon suivante :
- les deux gaines extérieures (18) des deux portions de câble (3), qui constituent la partie rayonnante de l'antenne (2) sont reliées en série aux bornes du condensateur (15),
- les deux âmes intérieures (19) des deux portions de câble (3) permettent l'alimentation de la carte électronique (17) et la communication des informations sur les valeurs des capacités des condensateurs (15).
PCT/FR2006/001698 2005-07-12 2006-07-12 Antenne electronique de type boucle WO2007006975A2 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0507476A FR2888673A1 (fr) 2005-07-12 2005-07-12 Antenne electronique de type boucle
FR0507476 2005-07-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2007006975A2 true WO2007006975A2 (fr) 2007-01-18
WO2007006975A3 WO2007006975A3 (fr) 2007-03-01

Family

ID=36143484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2006/001698 WO2007006975A2 (fr) 2005-07-12 2006-07-12 Antenne electronique de type boucle

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2888673A1 (fr)
WO (1) WO2007006975A2 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103706110A (zh) * 2014-01-20 2014-04-09 昆山鑫盛盟创科技有限公司 智能跑步记圈系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2545281A1 (fr) * 1983-04-27 1984-11-02 Applic Rech Electro Procede et dispositif pour la poursuite automatique de l'accord d'une antenne boucle hf
DE3926519A1 (de) * 1989-08-10 1991-02-14 Siemens Ag Ringantenne
WO2003012920A1 (fr) * 2001-07-30 2003-02-13 Pygmalyon Antennes du genre boucle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2545281A1 (fr) * 1983-04-27 1984-11-02 Applic Rech Electro Procede et dispositif pour la poursuite automatique de l'accord d'une antenne boucle hf
DE3926519A1 (de) * 1989-08-10 1991-02-14 Siemens Ag Ringantenne
WO2003012920A1 (fr) * 2001-07-30 2003-02-13 Pygmalyon Antennes du genre boucle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103706110A (zh) * 2014-01-20 2014-04-09 昆山鑫盛盟创科技有限公司 智能跑步记圈系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007006975A3 (fr) 2007-03-01
FR2888673A1 (fr) 2007-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3319168B1 (fr) Dispositif d'emission reception radiofrequence
EP2583220B1 (fr) Antenne pour milieu humide
EP2515446B1 (fr) Récepteur alimenté par une interface sans fil de type inductif
FR2669478A1 (fr) Systeme de reception de signaux d'un transpondeur passif.
EP3662534B1 (fr) Antenne à plaque pour coupler un terminal d'émission-réception à un dispositif rfid
EP1463148A1 (fr) Antenne réceptrice morcelée
EP3613076B1 (fr) Dispositif d'emission reception radiofrequence
EP2158604A2 (fr) Assemblage de puces radiofrequence
EP1158603A1 (fr) Antenne de génération d'un champ électromagnétique pour transpondeur
EP2583353B1 (fr) Antenne haute frequence
EP3491577B1 (fr) Procédé et système de détection d'une position relative spécifique entre deux objets
EP1415366B1 (fr) Antennes du genre boucle
EP1164535B1 (fr) Dispositif de production d'un champ électromagnétique pour transpondeur
WO2007006975A2 (fr) Antenne electronique de type boucle
EP3721383B1 (fr) Capteur d'identification omnidirectionnel pour tube polymère non métallique, enfoui à grande profondeur
WO2017089728A1 (fr) Dispositif et systeme de controle de la presence d'articles sur etageres et procede correspondant
FR3127007A1 (fr) Capteur pour piloter l’accès à un véhicule automobile, avec une électrode entourée d’une antenne.
EP3666665B1 (fr) Dispositif deployable avec controle de longueur deployee d'une structure deployable
EP3329417A1 (fr) Dispositif de traitement pour puces électroniques d'un élément allongé
EP1801914A1 (fr) Antenne et système de verrouillage/déverrouillage à distance comportant une telle antenne.
FR2895849A1 (fr) Dispositif electronique d'emission et/ou reception d'au moins un signal d'information et procede de fabrication correspondant.
FR2754961A1 (fr) Dispositif formant antenne d'emission et/ou de reception de signaux radioelectriques
FR2771181A1 (fr) Procede et systeme de test d'un circuit integre a fonctionnement sans contact
FR2894051A1 (fr) Etiquette electronique
FR2922317A1 (fr) Dispositif de mesure hyperfrequence pour test a distance d'une ligne hyperfrequence

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06778866

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2