Brevet FR3084466A1 — publié le 20200131

L'invention a pour domaine technique les dispositifs radiofréquence, et plus particulièrement, le diagnostic de défaillances dans de tels dispositifs. Un dispositif radiofréquence comprend généralement au moins un amplificateur de puissance connecté à une antenne ainsi que des moyens de commande. Chaque amplificateur de puissance peut comprendre plusieurs étages activés sélectivement en fonction des besoins, notamment la puissance délivrée à l'antenne par cet amplificateur. Le dysfonctionnement d'un des composants de la chaîne radiofréquence du dispositif radiofréquence peut réduire les performances du dispositif radiofréquence ou 10 en empêcher le fonctionnement. Un tel dysfonctionnement réduisant les performances du dispositif radiofréquence peut être masqué par la contribution des divers composants, notamment des amplificateurs de puissance, au point que la détection en fonctionnement par la mesure de paramètres électriques ne révèle aucune dérive au-delà du bruit de mesure. 15 Le dysfonctionnement se poursuit alors jusqu'à une défaillance de tout le composant, ce qui empêche la mise en place anticipée de mesures correctives. Les solutions existantes impliquent la mesure couplée de la puissance de sortie, de l'impédance du dispositif radiofréquence et de mesures de courants. Ces solutions présentent l'inconvénient de requérir de composants additionnels coûteux, 20 difficiles à intégrer et nécessitant un espace additionnel. On peut citer comme exemple de tels composants additionnels, des coupleurs et des sondes de mesures de courant de précisions. De plus, la mesure de paramètres de fonctionnement dans la chaîne radiofréquence peut être une source de bruits parasites gênant l'adaptation avec 25 l'antenne. Enfin. la détection doit être non invasive de sorte à pouvoir être réalisée in situ tout au long de la vie du dispositif radiofréquence. Il existe ainsi un besoin pour un procédé de détection in situ de défaillance d'un dispositif radiofréquence présentant une sensibilité de détection améliorée et basé 30 sur des mesures indirectes ne requérant pas de composants additionnels. L'invention a pour objet un procédé de détection in situ du dysfonctionnement d'un dispositif radiofréquence comprenant une batterie et une chaîne radiofréquence ainsi que des moyens de détermination de la tension entre la masse et un point situé entre la batterie et la chaîne radiofréquence. Le procédé comprend les étapes suivantes : 35 - on commande la chaîne radiofréquence de sorte qu'elle soit inactive, puis on mesure la tension de référence entre la batterie et la chaîne radiofréquence, 2 - on commande la chaîne radiofréquence de sorte qu'elle fonctionne selon un premier état différent de l'état de fonctionnement nominal, et différent de l'état correspondant à une chaîne radiofréquence inactive, puis on mesure une première tension entre la batterie et la chaîne radiofréquence, 5 - on commande la chaîne radiofréquence de sorte qu'elle fonctionne selon un deuxième état différent de l'état de fonctionnement nominal, et différent de l'état correspondant à une chaîne radiofréquence inactive, puis on mesure une deuxième tension entre la batterie et la chaîne radiofréquence, - on détermine le rapport du courant lors du fonctionnement selon le premier état par le courant lors du fonctionnement selon le deuxième état comme étant égal au rapport de la différence entre la tension de référence et la première tension par la différence entre la tension de référence et la deuxième tension, - on détermine si le rapport de courant déterminé est égal à un rapport de courants mémorisé correspondant à un fonctionnement de référence de la chaîne radiofréquence, - si tel n'est pas le cas, on détermine que la chaîne radiofréquence est défaillante. La tension de référence entre la batterie et la chaîne radiofréquence peut être prédéterminée. Pour déterminer la défaillance d'un dispositif radiofréquence, on peut réaliser plusieurs comparaisons d'un rapport de courant déterminé à un rapport de courants mémorisé pour plusieurs couples d'états de fonctionnement de sorte à tester différents composants de la chaîne radiofréquence à travers leur contribution à la tension mesurée entre la batterie et la chaîne radiofréquence. Un état de fonctionnement peut comprendre au moins une valeur parmi la 25 fréquence de transmission radiofréquence, la tension d'alimentation, la condition de charge, et les réglages du au moins un amplificateur de puissance, en particulier le nombre d'étages actifs. Le fonctionnement de référence peut être un fonctionnement nominal ou un fonctionnement sans dysfonctionnement. 30 D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre les principaux éléments d'un dispositif radiofréquence, et - la figure 2 illustre les principales étapes d'un procédé de détection selon 35 l'invention. Un dispositif radiofréquence tel que décrit en introduction peut être modélisé par le circuit illustré par la figure 1. On peut voir qu'une batterie équivalente à une source 3 de tension Vbat en série avec une résistance interne de batterie Rbat est parcourue par un courant i et génère l'apparition d'une tension V entre la masse et le point A. Connecté entre le point A et la masse se trouve une résistance R caractérisant le circuit radiofréquence alimenté par la batterie. 5 Lorsque l'on mesure le courant circulant dans la batterie équivalente sans charge radiofréquence, c'est-à-dire lorsque le circuit radiofréquence est inactif mais connecté, on obtient une valeur de référence du courant i, notée i0 et une valeur de référence de la résistance R, notée RO. On obtient également une valeur de référence VO de la tension V. 10 On peut ensuite mesurer le courant i et la résistance R pour différents réglages j,k du dispositif radiofréquence (nombre d'amplificateurs, fréquence, tension Vdd....) en fonctionnement afin d'obtenir différents valeurs de tensions Vi,Vk. La mesure d'une tension est privilégiée à la mesure des courants correspondants ipik pour éviter de parasiter la chaîne radiofréquence en introduisant des résistances parasites de 15 mesure. Dès lors, on peut définir le rapport de courants suivant : (Eq. 1) ik = Vbat-Vk Vbat- VI Lorsque l'amplificateur est inactif, la consommation est quasiment nulle. On peut alors poser que i0 0 et VO 7. Vbat. on obtient 20 lk =VO-Vk (Eq. 2) 1 - VO- VI Le rapport de courants de l'équation Eq. 2 est indépendant de la valeur de résistance interne de la batterie Rbat. Cela est avantageux car la valeur de résistance interne Rbat est dépendante de la température et de la charge de la batterie. Connaissant la relation Eq. 2, il est alors possible de déterminer les ratios de courants Ik/I, en fonction de la mesure de V, et Vk, connaissant VO. Alternativement, la mesure à vide, décrite ci-dessus en référence à la figure 2, permet d'obtenir VO. Pour des conditions j,k de paramétrage de la chaîne radiofréquence, il est alors possible de déterminer une valeur attendue du rapport de courants par exemple avec une caractérisation sur banc d'essai. Par conditions de paramétrage ou état de fonctionnement, on comprend l'ensemble des valeurs de paramétrage de la chaîne radiofréquence, notamment la fréquence de transmission radiofréquence, la tension d'alimentation, la condition de charge, et les réglages du au moins un amplificateur de puissance, en particulier le nombre d'étages actifs. Il est alors possible, en cours d'utilisation, de déterminer la présence d'un défaut de la chaîne radiofréquence lorsque, pour des conditions données de paramétrage 4 de la chaîne radiofréquence, le rapport de courants déterminé est différent du rapport de courants attendu. Le choix judicieux des conditions de paramétrage de la chaîne de radiofréquence pour chacun des états j,k opposés permet de mettre le dispositif radiofréquence dans une situation de fonctionnement particulière permettant d'exacerber 5 la contribution d'au moins un composant afin de faciliter la détection d'un dysfonctionnement. Le rapport de courants permet de détecter un dysfonctionnement du dispositif radiofréquence que la variation d'un seul paramètre ne permettrait pas de détecter. De plus, cette détection peut être réalisée dans un dispositif radiofréquence 10 connecté dans un système, sans mesure invasive, à partir uniquement des mesures de tension employées dans le fonctionnement du dispositif radiofréquence alimenté par une batterie. Le procédé de détection comprend une première étape 1 au cours de laquelle on commande la chaîne radiofréquence de sorte qu'elle soit inactive, puis on mesure la 15 tension de référence VO entre la batterie et la chaîne radiofréquence. Au cours d'une deuxième étape 2, on commande la chaîne radiofréquence de sorte qu'elle fonctionne selon un premier état différent de l'état de fonctionnement nominal, et différent de l'état correspondant à une chaîne radiofréquence inactive, puis on mesure une première tension Vj entre la batterie et la chaîne radiofréquence. Par état 20 nominal, on entend un état faisant parti de la liste des états de fonctionnement nominaux. Par exemple. pour un produit émettant à plusieurs fréquences, des états de fréquences différentes pourraient être utilisés pour déterminer des rapports. Au cours d'une troisième étape 3, on commande la chaîne radiofréquence de sorte qu'elle fonctionne selon un deuxième état différent de l'état de fonctionnement 25 nominal, et différent de l'état correspondant à une chaîne radiofréquence inactive, puis on mesure une deuxième tension Vk entre la batterie et la chaîne radiofréquence. Ici aussi, par état nominal, on entend un état faisant parti de la liste des états de fonctionnement nominaux. Par exemple, pour un produit émettant à plusieurs fréquences, des états de fréquences différentes pourraient être utilisés pour déterminer des rapports. 30 Au cours d'une quatrième étape 4, on détermine le rapport de courant en appliquant l'équation Eq. 2 à la première tension Vj mesurée entre la batterie et la chaîne radiofréquence, à la deuxième tension Vk mesurée entre la batterie et la chaîne radiofréquence et à la tension de référence VO entre la batterie et la chaîne radiofréquence. 35 Au cours d'une cinquième étape 5, on détermine si le rapport de courant déterminé est égal à un rapport de courants mémorisé correspondant à un fonctionnement de référence de la chaîne radiofréquence. 5 Si tel n'est pas le cas, on détermine que la chaîne radiofréquence est défaillante au cours d'une sixième étape 6. Si tel est le cas, on détermine que la chaîne radiofréquence a un fonctionnement de référence au cours d'une septième étape 7. Le fonctionnement de 5 référence peut être un fonctionnement nominal ou un fonctionnement sans dysfonctionnement. En effet, la chaîne radiofréquence peut fonctionner de façon dégradée, c'est-à-dire d'une façon qui n'est pas nominale, sans pour autant être soumise à un dysfonctionnement. Les étapes décrites ci-dessus peuvent être répétées pour au moins deux 10 autres état de fonctionnement différent de l'état de fonctionnement nominal, de sorte à tester différents composants de la chaîne radiofréquence à travers leur contribution à la tension mesurée entre la batterie et la chaîne radiofréquence. Le procédé de détermination décrit ici permet de mesurer le courant circulant dans le dispositif radiofréquence de façon indirecte de sorte à éviter l'implémentation 15 coûteuse de composants additionnels tels que ceux utilisés dans l'art antérieur. Le procédé de détermination permet de combiner les résultats de mesures de rapport de courants impliquant le changement simultané de plusieurs paramètres identifiés sur banc d'essais, et permettant de mettre en avant la défaillance d'au REVENDICATIONS1. Procédé de détection in situ du dysfonctionnement d'un dispositif radiofréquence comprenant une batterie et une chaîne radiofréquence ainsi que des moyens de détermination de la tension entre la masse et un point situé entre la batterie et 5 la chaîne radiofréquence, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes : - on commande la chaîne radiofréquence de sorte qu'elle soit inactive, puis on mesure la tension de référence entre la batterie et la chaîne radiofréquence, - on commande la chaîne radiofréquence de sorte qu'elle fonctionne selon un premier état différent de l'état de fonctionnement nominal, et différent de l'état 10 correspondant à une chaîne radiofréquence inactive, puis on mesure une première tension entre la batterie et la chaîne radiofréquence, - on commande la chaîne radiofréquence de sorte qu'elle fonctionne selon un deuxième état différent de l'état de fonctionnement nominal, et différent de l'état correspondant à une chaîne radiofréquence inactive, puis on mesure une 15 deuxième tension entre la batterie et la chaîne radiofréquence, - on détermine le rapport du courant lors du fonctionnement selon le premier état par le courant lors du fonctionnement selon le deuxième état comme étant égal au rapport de la différence entre la tension de référence et la première tension par la différence entre la tension de référence et la deuxième tension, 20 - on détermine si le rapport de courant déterminé est égal à un rapport de courants mémorisé correspondant à un fonctionnement de référence de la chaîne radiofréquence, - si tel n'est pas le cas, on détermine que la chaîne radiofréquence est défaillante. 2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la tension de 25 référence entre la batterie et la chaîne radiofréquence est prédéterminée. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel pour déterminer la défaillance d'un dispositif radiofréquence, on réalise plusieurs comparaisons d'un rapport de courant déterminé à un rapport de courants mémorisé pour plusieurs couples d'états de fonctionnement de sorte à tester différents composants de la 30 chaîne radiofréquence à travers leur contribution à la tension mesurée entre la batterie et la chaîne radiofréquence. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un état de fonctionnement comprend au moins une valeur parmi la fréquence de transmission radiofréquence, la tension d'alimentation, la condition de charge, et les 7 réglages du au moins un amplificateur de puissance, en particulier le nombre d'étages actifs. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le fonctionnement de référence est un fonctionnement nominal ou un fonctionnement 5 sans dysfonctionnement.