Brevet FR2866433A1 — publié le 20050819

DISPOSITIF PORTATIF PERMETTANT À UN UTILISATEUR DE MESURER RAPIDEMENT ET SIMPLEMENT UN RAYONNEMENT RADIOELECTRIQUE HAUTE FREQUENCE Domaine concerné Le domaine concerné par la présente invention est celui de la mesure de rayonnement radioélectrique, en particulier dans le contexte de la sécurité des personnes. Problème posé Le développement des télécommunications et la multiplication des dispositifs utilisant des rayonnements électromagnétiques a généré de nombreuses études sur les effets sur la santé de l'accumulation de tels rayonnements. Bien que les effets accumulés d'exposition à des rayonnements faibles fassent encore l'objet de débats, des normes fixant des limites en terme de seuil d'exposition en fonction de la fréquence du rayonnement ont été établies. Ces normes rendent nécessaire l'utilisation de moyens de mesure permettant d'évaluer l'exposition des personnes, et idéalement de moyens individuels permettant de garantir une mesure quasi permanente. Par ailleurs en cas d'exposition à plusieurs fréquences simultanément ces normes imposent une somme quadratique pondérée des niveaux reçus sur chaque fréquence, rendant l'automatisation de la mesure nécessaire. Etat de l'art Il existe actuellement trois familles d'appareils permettant de mesurer le niveau d'exposition à des champs électriques: - Des appareils basés sur une analyse de spectre précise du rayonnement reçu. De tels dispositifs sont en général très coûteux et difficiles d'emploi pour des personnes non qualifiées, rendant leur utilisation à des fins de protection individuelle impossible. - Des appareils de précision mesurant de manière isotrope ou selon trois axes le niveau global de champ électrique. De tels dispositifs sont encombrants, et ne disposent pas de moyens d'enregistrement adaptés à une surveillance en continu. De plus ils restituent un niveau de 15 champ en volt par mètre, et non une conformité ou pas aux exigences réglementaires. Basés en général sur des détecteurs de niveau à diode ils réagissent au champ prédominant, et ne permettent pas de faire la somme quadratique pondérée des signaux incidents en cas de multiples expositions simultanées. - Des appareils individuels d'alerte, indiquant par un moyen sonore ou visuel une exposition à un niveau de champ fort. De tels appareils offrent en général une isotropie très approximative, et surtout ne permettent pas une mesure précise. Solution L'invention est basée sur une combinaison des avancées technologiques suivantes: - L'utilisation d'antennes très large bande, en particulier d'antennes dipolaires très courtes par rapport à la longueur d'onde et utilisée à haute impédance. - L'utilisation d'antennes imprimées à très bas coût et à performances reproductibles, permettant d'utiliser jusqu'à trois chaînes de réception indépendantes afin de synthétiser une réponse isotrope. - L'utilisation optionnelle d'un réseau de filtrage 35 afin de rendre la courbe de réponse de chaque chaîne de 25 30 réception similaire à la courbe d'exposition maximale en fonction de la fréquence telle que définie dans les normes de sécurité des personnes. - L'utilisation de dispositifs de mesure de la valeur efficace vraie des signaux reçus, afin d'obtenir naturellement une somme quadratique dans le cas de la superposition de plusieurs signaux. - L'utilisation d'un dispositif de conversion analogique/numérique, de mesure, d'alerte, de stockage et 10 d'horodatage des niveaux reçus. - L'utilisation optionnelle d'un dispositif de transfert des données récoltées vers un système central. - L'utilisation optionnelle d'un dispositif de géo localisation associé. Selon l'invention le dispositif est donc un dispositif portatif permettant à un utilisateur de mesurer rapidement et simplement un rayonnement radioélectrique haute fréquence et si besoin de le comparer à des normes de sécurité des personnes en vigueur. Le dispositif comprend: - au moins une antenne de réception très large bande, destinée à capter des signaux radioélectriques, - des moyens de correction de réponse en fréquence des signaux radioélectriques ainsi captés, permettant de générer: - une réponse plate en fréquence dans le cas d'une mesure du niveau de champ, ou - une réponse voisine de la courbe de limite d'exposition dans le cas d'une mesure relative, - des moyens de mesure de valeur efficace vraie permettant de mesurer les signaux captés par la au moins une antenne, en tenant compte de la présence d'une pluralité champs radioélectriques d'amplitudes similaires ou de rayonnements large bande. Le système comprend en outre: - des moyens de calcul et de contrôle, permettant: - de numériser les signaux, 2866433 4 - de calculer la somme quadratique des signaux si nécessaire, - des moyens d'affichage, notamment un écran de visualisation du dispositif, permettant d'afficher un résultat 5 de la mesure des signaux radioélectriques, et/ou - des moyens d'alerte, notamment une diode lumineuse et/ou une alarme sonore, permettant de générer une alerte visuelle et/ou sonore, notamment dans le cas où le résultat de la mesure des signaux radioélectriques est supérieur à un seuil déterminé par les normes de sécurité des personnes en vigueur, et/ou - des moyens de mémorisation permettant de mémoriser et d'archiver dans le dispositif le résultat de la mesure des signaux radioélectriques sous forme d'historique. De préférence selon l'invention, le dispositif portatif est tel qu'il comprend au moins une antenne dipolaire très courte par rapport à la longueur d'onde. La au moins une antenne dipolaire est mise en oeuvre en haute impédance afin d'obtenir une réponse très large en fréquence. De préférence selon l'invention, le dispositif portatif est tel qu'il comprend au moins une antenne imprimée à très bas coût, mise en oeuvre pour garantir une très bonne reproductibilité de production. De préférence selon l'invention, le dispositif portatif est tel qu'il comprend trois chaînes de réception indépendantes se présentant sous la forme d'une antenne, d'un réseau de correction, des moyens de mesure de la valeur efficace vraie. Les chaînes de réception indépendantes sont disposées selon trois axes pour permettre la réalisation d'une mesure isotrope par association de trois capteurs non isotropes. De préférence selon l'invention, le dispositif portatif est tel qu'il comprend en outre un dispositif de géolocalisation permettant de stocker l'emplacement géographique correspondant à la mesure des signaux radioélectriques. Description détaillée D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de variantes de réalisation données plus bas à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et de la figure 1 qui représente l'architecture globale de l'appareil selon l'invention. Les références numériques portées sur la figure 1 correspondent aux moyens techniques suivants: 1: Appareil individuel de mesure de rayonnement 2: Utilisateur 3: Signaux radioélectriques 4: Résultats de mesure 5: Antenne de réception très large bande 6: Réseau correcteur 7: Convertisseur en valeur efficace vraie 8: Unité de calcul et de contrôle 9: Paramètres de calibrage 10: Moyen de stockage 11: Système extérieur 12: Dispositif de géo-localisation Le dispositif portatif 1 également ci- après appelé appareil individuel de mesure de rayonnement 1 est porté par un utilisateur 2. De manière externe, le dispositif portatif 1 reçoit des signaux radioélectriques 3 et fournit des résultats de mesure 4 à l'utilisateur 2, sous forme visuelle, sonore ou tactile. De manière interne cet appareil de mesure 1 comporte une ou plusieurs antennes de réception très large bande 5 disposées selon des axes différents. De préférence selon l'invention, ces antennes 5 sont des antennes dipolaires très courtes par rapport à la longueur d'onde et utilisées en haute impédance. De préférence selon l'invention, ces antennes 5 sont des antennes imprimées à très bas coût, permettant de garantir une très bonne reproductibilité de production. Chaque signal reçu est ensuite corrigé par des moyens 35 de correction de réponse en fréquence 6, ou réseau correcteur 6, afin d'obtenir soit une réponse plate en fréquence pour une mesure du niveau de champ, soit une réponse proche de la courbe de limite d'exposition pour une mesure relative. La sélection peut être manuelle, automatique, ou un seul mode peut être prévu pour un type d'appareil 1 donné. Chaque signal reçu et corrigé est alors transmis à des moyens de mesure de la valeur efficace vraie 7, ou convertisseur en valeur efficace vraie 7. De préférence selon l'invention, l'appareil est doté de trois chaînes de réception indépendantes (antenne, réseau de correction, mesure de la valeur efficace vraie) et disposées selon trois axes, afin de permettre la réalisation d'une mesure isotrope par association de trois capteurs non isotropes. Les différents niveaux de valeurs efficaces vraies sont alors transmises à des moyens de calcul et de contrôle 8, qui effectuent la numérisation des signaux reçus, leur somme quadratique si nécessaire, la correction éventuelle des signaux mesurés au moyens de paramètres de calibrage 9 et le calcul des résultats de mesure 4. Dans le cas d'une variante de réalisation de l'invention, l'appareil est doté également de moyens de mémorisation et de stockage 10 permettant d'enregistrer les niveaux reçus, afin de les retransmettre si besoin à un système extérieur 11 ultérieurement Dans le cas d'une variante de réalisation de l'invention, l'appareil est doté également d'un dispositif de géo-localisation 12 permettant de stocker l'emplacement géographique correspondant aux champs reçus à des fins d'expertises ultérieures. REVENDICATIONS 1. Dispositif portatif permettant à un utilisateur de mesurer rapidement et simplement un rayonnement radioélectrique haute fréquence en vue de le comparer à des normes de sécurité des personnes en vigueur; ledit dispositif comprenant: - au moins une antenne de réception très large bande, destinée à capter des signaux radioélectriques, - des moyens de correction de réponse en fréquence desdits signaux radioélectriques ainsi captés, permettant de générer: - une réponse plate en fréquence dans le cas d'une mesure du niveau de champ, ou - une réponse voisine de la courbe de limite d'exposition dans le cas d'une mesure relative, - des moyens de mesure de valeur efficace vraie permettant de mesurer lesdits signaux captés par ladite au moins une antenne, en tenant compte de la présence d'une pluralité champs radioélectriques d'amplitudes similaires ou de rayonnements large bande; ledit système comprenant en outre: - des moyens de calcul et de contrôle, permettant: - de numériser lesdits signaux, - de calculer la somme quadratique desdits signaux, - des moyens d'affichage, notamment un écran de visualisation dudit dispositif, permettant d'afficher un 25 résultat de ladite mesure desdits signaux radioélectriques, et/ou - des moyens d'alerte, notamment une diode lumineuse et/ou une alarme sonore, permettant de générer une alerte visuelle et/ou sonore, notamment dans le cas où ledit résultat de ladite mesure desdits signaux radioélectriques est supérieur à un seuil déterminé par lesdites normes de sécurité des personnes en vigueur, 10 - des moyens de mémorisation permettant de mémoriser et d'archiver dans ledit dispositif ledit résultat de ladite mesure desdits signaux radioélectriques sous forme d'historique. 2. Dispositif portatif selon la revendication 1; ledit dispositif portatif étant tel qu'il comprend au moins une antenne dipolaire très courte par rapport à la longueur d'onde; ladite au moins une antenne dipolaire étant mise en oeuvre en haute impédance afin d'obtenir une réponse très large en fréquence. 3. Dispositif portatif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2; ledit dispositif portatif étant tel qu'il comprend au moins une antenne imprimée à très bas coût, mise en oeuvre pour garantir une très bonne reproductibilité de production. 4. Dispositif portatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3; ledit dispositif portatif étant tel qu'il comprend trois chaînes de réception indépendantes se présentant sous la forme d'une antenne, d'un réseau de correction, desdits moyens de mesure de la valeur efficace vraie; lesdites chaînes 20 de réception indépendantes étant disposées selon trois axes pour permettre la réalisation d'une mesure isotrope par association de trois capteurs non isotropes. 5. Dispositif portatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4; ledit dispositif portatif étant tel qu'il comprend en outre un dispositif de géo-localisation permettant de stocker l'emplacement géographique correspondant à ladite mesure desdits signaux radioélectriques.