Brevet FR2839392A1 — publié le 20031107

de ces ondes radioelectriques. DISPOSITIF DE TRANSMISSION DE RAYONNEMENT ELECTROMAGNETIQUE A TRAVERS UNE PAROI DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La presente invention concerne la transmission de signaux electromagnetiques, plus particulierement de signaux radio-frequence, entre deux dispositifs respectivement places dans deux milieux distincts, ces milieux etant separes par une ou des parois, cette ou ces parois etant plus ou moins impermeables aux ondes electromagnetiques. L' invention s'applique notamment au cas ou l'un des dispositifs est place dans un boltier dont la conductivite electrique est faible. ETAT DE hA TECHNIQUE ANTERIEURE GB 2288103A divulque un systeme d'emission- reception comportant deux dispositifs places de part et dautre d'une paroi. Ce systeme est pourvu d'un circuit passif constitue de deux antennes qui vent respectivement placees des deux cotes de la paroi et reliees par une ligne electrique appropriee qui traverse la paroi. Un tel systeme est valable si la paroi ne pertube pas le fonctionnement des antennes, ce qui est rarement le cast En general, la paroi absorbe en partie et/ou perturbe le champ electromagnetique. En effet, dans la configuration divulquee, la paroi peut representer une charge pour les antennes, du point de vue electromagnetique, et done perturber le B 14014.3 PV signal a transmettre. Cela se produit notamment lorsque la conductivite electrique de la paroi est moyenne, en particulier lorsque cette paroi est faite d'un alliage metallique ferreux. L'efficacite energetique de la transmission est alors reduite. De plus, dans certains cas, la paroi peut avoir des caracteristiques electromagnetiques instables dans le temps. Par exemple, elle peut contenir des parties mobiles ou bien elle peut etre parcourue par un fluide; sa conductivite electrique peut alors varier et done conduire a une modification de la charge des antennes, ce qui perturbe la transmission du signal. Des effete dus a des variations de temperature (par exemple apparition de courants dans la paroi, variation des proprietes electromagnetiques, de cette derriere) peuvent egalement perturber cette transmission. Dans un cas extreme, ces perturbations peuvent alterer la transmission de donnees pour lesquelles un signal radiofrequence est utilise comme vecteur, en particulier par modulation d'amplitude, et done degrader le rapport signal sur bruit de cette transmission. EXPOSE DE L' INVENTION La presente invention a pour but de remedier aux inconvenients precedents et done d'ameliorer le circuit passif mentionne plus haut, pour accroltre l'efficacite de la transmission du rayonnement electromagnetique a travers la paroi. s 14014.3 PV Cette invention consiste a rendre la paroi "inactive" vis-avis de la transmission du champ electromagnetique. Pour ce faire, on recouvre la paroi d'un materiau formant un ecran qui empeche les interactions entre le champ electromagnetique et la paroi. En effet, un champ electromagnetique, qui penetre dans une paroi, y cree des sources electromagnetiques induites secondaires, comme par exemple des courants de Foucault et/ou une aimantation secondaire si le materiau est magnetique (c 'eat-a-dire avec une permeabilite magnetique non negligeable). Tout dabord, ces sources induites emettent elles-meme un champ electromagnetique secondaire qui modifie le champ electromagnetique initial au voisinage de la paroi. Cette emission pourrait en soi ne pas etre genante si elle etait constante dans le temps. Mais en general, les parois ne vent pas optimisees du point de vue electromagnetique mais le vent plut6t, par exemple, pour leur tenue mecanique. De ce fait, ces parois ont un comportement instable vis-a-vis des champs magnetiques, ce qui implique que les perturbations creees vent instables et ne peuvent done etre "gerees'' par l'utilisateur. Par ailleurs, ces sources induites dissipent de l'energie du fait de la resistance electrique du materiau et/ou du tralnage magnetique. Cette dissipation se fait au detriment de la transmission que l'on cherche a etablir par l'intermediaire du circuit passif. B 14014.3 PV Pour eviter ces perturbations, on propose dutiliser un ecran entre la paroi et le circuit passif. Cet ecran a pour fonction de diminuer et meme d'annuler si possible le champ electromagnetique a larriere de l'ecran (du cote paroi); il n'y a alors plus de creation de sources induites dans la paroi. Ce phenomene connu est du a l'etablissement, dans l'ecran, de courants de Foucault qui creent eux- memes un champ electromagnetique secondaire qui annule le champ electromagnetique initial a l'arriere de l'ecran, si l'ecran a une certaine epaisseur. Pour beneficier d'une bonne efficacite du systeme, il faut eviter que les courants de Foucault induits dans l'ecran, et necessaires pour creer l'effet decran, ne dissipent trop d'energie. Pour ce faire, on propose d'utiliser un materiau qui est tres peu resistif, et qui est done bon conducteur, et dont l'epaisseur est suffisante, cette epaisseur etant par exemple egale a quelques fois l'epaisseur de peau de ce materiau a la frequence du champ electromagnetique. Cette epaisseur permet une bonne attenuation du champ electromagnetique dans la paroi et une reduction des pertes d'energie de type "ri25. Ce materiau, qui est de preference choisi parmi les meilleurs conducteurs, peut avantageusement etre aussi amagnetique de facon a eviter la creation d'une aimantation secondaire au sein de l'ecran. De facon precise, la presente invention a pour objet un dispositif de transmission de rayonnement B 14014.3 PV electromagnetique, en particulier de rayonnement radiofrequence, ce dispositif comprenant: des premiers moyens pour ['emission et/ou la reception du rayonnement electromagnetique, des deuxiemes moyens pour la reception et/ou lemission du rayonnement electromagnetique, ces deuxiemes moyens etant separes des premiers moyens par une paroi, et des moyens de couplage electromagnetique passif entre les premiers et deuxiemes moyens, ces moyens de couplage electromagnetique passif comprenant des premiere et deuxieme antennes, qui vent respectivement placees de part et d'autre de la paroi, et des moyens de liaison electrique entre ces premiere et deuxieme antennes, ces moyens de liaison electrique traversant la paroi, ce dispositif etant caracterise en ce qu'il comprend en outre des moyens de protection electromagnetique qui vent disposes sur tout ou partie des surfaces de la paroi en regard des premiere et deuxieme antennes, ces moyens de protection electromagnetique etant fan's dun materiau electriquement conducteur. De preference, la resistivite du materiau est faible, inferieure a 5x10-8 ohm.metre. Selon un mode de realisation prefere du dispositif objet de ['invention, l'epaisseur du materiau est superieure a l'epaisseur de peau de la paroi, relative au rayonnement electromagnetique. s 14014.3 PV L'epaisseur de ce materiau peut etre superieure a deux fois cette epaisseur de peau et inferieure a dix fois celle-ci. De preference, les moyens de protection electromagnetique forment une couche sur tout ou partie des surfaces de la paroi en regard des premiere et deuxieme antennes. En outre, le materiau est de preference un materiau amagnetique, comme un metal pur, par exemple l'aluminium, le cuivre, l'argent, l'or. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La presente invention sera mieux comprise a la lecture de la description d'exemples de realisation donnes ci-apres, a titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant reference aux dessins annexes, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe schematique d'un mode de realisation particulier du dispositif objet de l 'invention, et - la figure 2 est une vue en coupe schematique dun systeme auquel on applique ['invention. EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS Le dispositif conforme a l 'invention, qui est schematiquement represente sur la figure 1, comprend un emetteur 2 de rayonnement radiofrequence et un recepteur 4 de ce rayonnement radiofrequence. B 14014.3 PV Une paroi 6 separe la zone 8, dans laquelle se trouve l'emetteur 2, de la zone 10 dans laquelle se trouve le recepteur 4. Le dispositif comprend aussi deux antennes 12 et 14, pour coupler electromagnetiquement, de facon passive, lemetteur 2 et le recepteur 4, ainsi qu'une ligne de liaison electrique 16 entre les antennes 12 et 14. Cette liaison peut comprendre, de plus, des dispositifs dadaptation d' impedance entre les antennes et la ligne et eventuellement la mise en resonance des antennes. Ces antennes 12 et 14 vent respectivement placees de part et d'autre de la paroi 6, l'antenne 12 etant du cote de l'emetteur 2 tandis que l'antenne 14 est du cote du recepteur 4. La paroi 6 comporte un percage 18 qui met en communication la zone 8 avec la zone 10. La ligne de liaison electrique 16 traverse ce percage 18. Conformement a l' invention, le dispositif de la figure 1 comprend en outre un revetement 20 qui forme une protection electromagnetique et qui est dispose sur tout ou partie des surfaces de la paroi 6 en regard des antennes 12 et 14. Dans l'exemple de la figure 1, ce revetement 20 recouvre la face 22 de la paroi, qui se trouve en regard de l'antenne 12, ainsi que la face 24 de la paroi, qui se trouve en regard de l'antenne 14. Dans cet exemple, le revetement recouvre egalement les parois du percage 18 mais ce n'est pas indispensable. B 14014.3 PV Ce revetement forme une couche qui est faite d'un materiau electriquement conducteur et amagnetique, dont la resistivite est faible, inferieure a 5x10-8 ohm.metre, et qui a done une conductivite electrique elevee. En recouvrant ainsi la paroi 6 traversee par la ligne de liaison electrique 16, d'un materiau de conductivite electrique elevee pour que la partie imaginaire (reactance) de l' impedance, qui represente la charge creee sur chacune des antennes 12 et 14 par la paroi 6, soit largement superieure a la partie reelle (resistance) de cette impedance, on limite, ou meme on elimine, les effete perturbateurs dus a la paroi 6. De plus, il est preferable que l'epaisseur du revetement conducteur et de sa surface soit telle que la charge dissipative (resistance), qui est apportee a chacun des antennes 12 et 14 par ['ensemble paroi revetement, soit negligeable par rapport aux charges propres de cette antenne. Cette charge dissipative est liee a l' existence des courants de Foucault induits dans une paroi electriquement conductrice en presence diun rayonnement electromagnetique, sur une epaisseur appelee "epaisseur de peau". Cette epaisseur de peau est une fonction decroissante de la frequence f du rayonnement electromagnetique. On a en effet: 6=l/(...f) ou represente la conductivite du revetement et la permeabilite magnetique de ce revetement. B 14014.3 PV Pour la couche foLmanL le rev@LemenL 2Q, on choisiL une {aisseur coPrise enLre 28 eL 106, par exemple 58. De plus, on choisiL un maL6riau ui a une Lonne insensibiliL aux variaLions de Lem6raLure, du poinL de vue dlecLromagn6LiqUe. On uLilise par exemple un m6Lal amagn@Lique Pur Lel que 1'aluminium, le cuivre, l'argenL ou l'or. Dans 1'exemple de la figure 1 on euL bien enLendu inLerverL1r l'6meLLeur 2 eL le d'auLre de la paroi 6. Fo ouLre, 1'invenLlon peuL aLre mise en euvre avec d'auLres rayonnemenLs lecLromagn6Ligues que les rayonemenLs rad10fr4uence, ar exemle sur un domaine de fr6quences lus {leves (suprieures lusieurs Cz) L'invenLion s'applique LouL sysL6me de Lransmission sans fil, en arLiculier our ermeLLre des mouvemenLs relaLifs enLre l'6meLLeur eL le rceLeur, our une liaison gAne Par la prsence de parois (par exemple dans le cas de 1'exisLence d'une roLecLion mcaniue). L'invenLion s'appligue ar exemle au cas d'un conLeeur m@Lalliue de roLecLion, ralis parLir d'un alliage de rdsisLance mcanique leve, ce gui se LraduiL en gnral par une faiLle conducLiviL lecLr1que, ce conLeneur LanL amoviLle eL conLenanL un objeL idenLifi ar une LiueLLe radiofr6quence. B 14014.3 PV Ceci est schematiquement illustre par la figure 2 ou l'on volt le conteneur amovible 26 contenant liabjet 28 muni d'une antenna-etiquette radiofrequence 30. On volt aussi un circuit 32 de couplage passif du genre de celui de la figure 1 et comprenant ainsi les deux antennes 12 et 14 reliees par la ligne 16. L'antenne 12 est placee dans le conteneur 26 en regard de l'antenneetiquette 30 et communique avec cette derriere. L'antenne 14 est placee a l'exterieur du conteneur 26. La ligne 16 traverse une paroi 34 de ce conteneur 26. On volt en outre des moyens d' instrumentation 36 qui vent munis dune antenne 38 pour communiquer avec l'antenne-etiquette 30 par l'intermediaire du circuit 32. Conformement a l 'invention, un revetement 20, du genre de celui dont il est question dans la description de la figure 1, recouvre la face externe de la paroi 34 du conteneur 26, qui se trouve en regard de l'antenne 14, ainsi que la face interne de cette paroi 34, qui se trouve en regard de l'antenne 12. Dans l'exemple de la figure 2, le revetement 20 recouvre egalement une partie des faces internee de deux autres parois 40 et 42 du conteneur 26, qui vent voisines de la paroi 34. La partie ainsi recouverte de ces faces internee entoure la zone interne du conteneur 26 ou se trouvent les antennes 12 et 30. B 14014.3 PV REVENDICATIONS 1. Dispositif de transmission de rayonnement electromagnetique, en particulier de rayonnement radiofrequence, ce dispositif comprenant: - des premiers moyens (2) pour lemission et/ou la reception du rayonnement electromagnetique, - des deuxiemes moyens (4) pour la reception et/ou ['emission du rayonnement electromagnetique, ces deuxiemes moyens etant separes des premiers moyens par une paroi (6), et - des moyens (32) de couplage electromagnetique passif entre les premiers et deuxiemes moyens, ces moyens de couplage 1 5 electromagnet ique pas s i f comprenant des premiere et deuxieme antennes (12, 14), qui vent respectivement placees de part et dautre de la paroi, et des moyens de liaison electrique (16) entre les premiere et deuxieme antennes, ces moyens de liaison electrique traversant la paroi, ce dispositif etant caracterise en ce quil comprend en outre des moyens (20) de protection electromagnetique qui vent disposes sur tout ou partie des surfaces de la paroi en regard des premiere et deuxieme antennes, ces moyens de protection electromagnetique etant fan's d'un materiau electriquement conducteur. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la resistivite du materiau est faible, inferieure a 5x10-8 ohm.metre. B 14014.3 PV 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel l'epaisseur du materiau est superieure a l'epaisseur de peau relative au rayonnement electromagnetique. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel ltepaisseur du materiau est superieure a deux fois cette epaisseur de peau et inferieure a dix fois celle-ci. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, dans lequel les moyens de protection electromagnetique forment une couche (20) sur tout ou partie des surfaces de la paroi en regard des premiere et deuxieme antennes. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, dans loquel le materiau est un materiau amagnetique. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel le materiau est choisi parmi l'aluminium, le cuivre, l'argent et l'or.