Brevet FR3133966A1 — publié le 20230929

L’invention concerne un module (4) d’émission réception destiné à être connecté à une sonde antennaire ou un dispositif sous test, le module (4) comprenant un sous module d’émission réception (411) connecté à un sous module de traitement et de communication (412), le sous module d’émission réception (411) comprenant deux sorties radiofréquences depuis lesquelles s’étendent deux câbles radiofréquences (43) pour connecter le module (4) à un élément rayonnant ou directement à un dispositif sous test, le sous module de traitement et de communication (412) étant configuré pour à partir d’au moins un protocole de communication générer des signaux de communication destinés à être communiqués au sous module d’émission réception (411) pour être transmis sur les câbles radiofréquences (43), le sous module d’émission réception (411), le sous module de traitement et de communication (412) sont logés dans un boitier (42) de préférence blindé pour être imperméable aux rayonnements électromagnétiques. Figure pour l’abrégé : Figure 3 Module émetteur récepteur intelligent intégré et compact L'invention concerne un système émetteur récepteur intelligent synchronisé à un endroit quelconque de l'espace, permettant notamment de mettre en réseau plusieurs sondes (ou antennes) rayonnantes pour l'émission et/ou la réception de rayonnement électromagnétique dans le cadre d'une formation de faisceau ou de la caractérisation de dispositif rayonnant. L’invention concerne également la caractérisation d'un dispositif sous test. Dans ce cas, l'émetteur récepteur peut être seul pour une caractérisation d'un dispositif câblé, ou connecté à des sondes rayonnantes et mis réseau par liaison optique pour générer un scénario de communication hertzienne réaliste vers ou depuis un dispositif communicant sous test. ETAT DE LA TECHNIQUE Un système d’émission réception multicapteurs pour caractériser un dispositif rayonnant comprend habituellement plusieurs sondes (ou antennes) électromagnétiques rayonnantes disposées en forme d’arche. Cette disposition est avantageuse dans la mesure où elle permet de remplacer un axe de déplacement mécanique par un axe de balayage électronique. Les documents WO2012/45877 ou WO2012/45879 décrivent de tels systèmes. De tels systèmes sont avantageux par rapport à un moyen de mesure conventionnel de type BCMA (Base Compacte de Mesure d’Antenne) ou du type mono capteur. Ces systèmes constituent un moyen de mesure très puissant et rapide. Toutefois, avec les systèmes un ou multi capteurs conventionnel, les sondes sont passives et définitivement câblées pour une configuration de fonctionnement figée à l’installation. En outre, il est difficile de les positionner où l’on veut dans l’espace compte tenu des difficultés inhérentes au câblage. L’invention résout le problème de reconfiguration des systèmes d’émission/réception pour la mesure ou la formation de faisceaux pour obtenir une grande souplesse d’utilisation. A cet effet, l’invention concerne, selon un premier aspect, un module d’émission réception destiné à être connecté à une sonde antennaire ou un dispositif sous test, le module comprenant un sous module d’émission réception connecté à un sous module de traitement et de communication, le sous module d’émission réception comprenant deux sorties radiofréquences depuis lesquelles s’étendent deux câbles radiofréquences pour connecter le module à un élément rayonnant ou directement à un dispositif sous test, le sous module de traitement et de communication étant configuré pour à partir d’au moins un protocole de communication générer des signaux de communication destinés à être communiqués au sous module d’émission réception pour être transmis sur les câbles radiofréquences, le sous module d’émission réception, le sous module de traitement et de communication sont logés dans un boitier de préférence blindé pour être imperméable aux rayonnements électromagnétiques. L’invention selon le premier aspect est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : - le module est associé à une antenne bipolarisée connectée au sous module d’émission réception par l’intermédiaire des câbles radiofréquences ; - les câbles radiofréquences présentent une longueur la plus courte possible permettant le raccordement des éléments avec des connectiques radiofréquences tout en limitant les pertes associées. L’invention concerne, selon un deuxième aspect, un système d’émission réception comprenant un module selon le premier aspect de l’invention, et comprenant une unité de contrôle configurée pour communiquer au module un protocole de communication, l’unité de contrôle étant connecté au module par l’intermédiaire d’une liaison dédiée adaptée aux signaux, la liaison étant de préférence une liaison Ethernet ou une liaison optique. L’invention concerne, selon un troisième aspect, un système d’émission réception comprenant au moins deux modules selon le premier aspect de l’invention, les modules étant connectés entre eux en série au moyen d’une liaison optique, le système comprenant une unité de contrôle connectée au premier module de la série de modules par l’intermédiaire d’une liaison dédiée et configurée pour contrôler les modules et pour les synchroniser entre eux, l’unité de contrôle pouvant contrôler une ou plusieurs chaînes de modules. L’invention concerne, selon un quatrième aspect, un système d’émission réception selon le troisième aspect de l’invention, dans lequel l’unité de contrôle est configurée pour contrôler les modules et pour les synchroniser entre eux de manière à générer un environnement électromagnétique. L’invention selon le quatrième aspect est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : - les modules sont disposés sur un support en forme d’arceau, disque ou sphère, le support étant destiné à être positionné autour d’un dispositif sous test ; - l’unité de contrôle est configurée pour configurer chaque module en fonction d’un environnement de mesure souhaité. L’invention propose donc un système reconfigurable permettant de reconfigurer complètement à la demande le système d’émission réception. L’invention permet de générer un scénario dédié à un endroit quelconque de l’espace. Dans le cas de plusieurs systèmes en réseau les différents systèmes sont distribués dans l'espace en les synchronisant entre eux à des positions dédiées. Il est donc possible de contrôler exactement leur comportement dans le temps et l’espace. Chaque système est avantageusement de petite taille et donc compact ce qui permet de le disposer à un endroit quelconque de l’espace. Également, les dimensions conduisent à une concentration technologique autorisant une distribution en grand nombre des systèmes. Pour les applications basses fréquences, l’invention permet de créer des systèmes de mesures compacts et faciles à contrôler et à étalonner. Il est par exemple possible de générer une onde plane à courte distance avec un mur de systèmes d’émission/réception. La synchronisation des différents systèmes permet d’avoir des traitements parallélisés ce qui permet une augmentation de la rapidité. Ainsi, des traitements spécifiques peuvent être réalisés de façon déportée ou distribués sur l'ensemble des différents systèmes. Chaque système peut communiquer directement avec un ordinateur via des liaisons USB / Ethernet. Outre la capacité de réaliser des mesures en communication OTA (en anglais, Over The Air) c’est-à-dire tout type de communication sans fil, l’invention peut être également utilisée comme un instrument de mesure de type analyseur de réseau vectoriel, analyseur de spectre, analyseur de signal vectoriel. L’aspect modulaire de l’architecture du système permet de cascader des blocs pour ajouter des fonctionnalités telles que la conversion de fréquences vers des fréquences plus hautes, ou plus basses, les mesures de RCS (en anglais, Radar Cross Section), ou de paramètres S (en anglais, Scattering Parameters). Le système selon l’invention est destiné à équiper par exemple les systèmes de mesure radiofréquence multicapteurs (notamment les bases de mesure en champ proche sphérique). Le système selon l’invention peut être utilisé pour générer des diagrammes de rayonnements reconfigurables à volonté en réception comme à l'émission, notamment pour la synthèse d'onde plane ou la formation de faisceaux, par leur mise en réseau. La gamme de fréquences visée du spectre des radiofréquences s'étend de quelques mégahertz à quelques centaines de gigahertz. En particulier, l’invention permet de tester et donc caractériser des dispositifs communicants aux fréquences 5G. L’invention permet de tester une ou plusieurs antennes alimentées au moyen de câbles ou bien munies directement de leur source ou bien de leurs récepteurs intégrés et pouvant fonctionner en émission et/ou en réception. L’invention permet de connaitre la réponse de l’antenne et de l’émetteur/récepteur intégré d’un téléphone portable à des rayonnements électromagnétiques extérieurs. L’invention permet de connaitre la réponse d’une antenne GNSS (en anglais, Global Navigation Satellite System) avec son récepteur embarqué à des interférences électromagnétiques extérieures. L’invention permet de mesurer le diagramme de rayonnement d’une antenne radar dans plusieurs directions de l’espace. L’invention permet de mesurer la sensibilité d’un téléphone portable dans plusieurs directions de l’espace et également permettre de générer des scénarios de propagation d’ondes correspondant à un environnement tel qu’un bâtiment, un véhicule, et/ou une zone urbaine ou rurale. Le fait de pouvoir synchroniser tous les systèmes permet de tester des dispositifs fonctionnant à des fréquences élevées. En effet, en technologie 5G, il faut faire passer plusieurs centaines de MHz (par exemple 200 MHz) de bande passante dans chaque canal 5G MIMO. Cela veut dire la possibilité d’analyser 200 millions d’informations en une seconde. Pour cela, tous les systèmes doivent être synchronisés entre eux. De telles performances ne sont pas possibles avec les systèmes actuels qui atteignent rarement les 200 MHz de bande passante et ce sont des systèmes qui plus est de grandes dimensions. D’une façon générale, tout système communicant peut être caractérisé et mis en situation de communication dans un scénario réaliste au moyen de l’invention comportant une instrumentation intégrée. Toute une batterie de tests peut ainsi être effectuée grâce au caractère reconfigurable à volonté du système de l’invention. PRESENTATION DES FIGURES D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la illustre un système d’émission réception selon un premier mode de réalisation ; - la illustre un système d’émission réception selon un deuxième mode de réalisation ; - la illustre schématiquement un module d’un système d’émission réception selon l’invention ; - la illustre une antenne d’une sonde selon l’invention ; - la illustre un système d’émission réception selon un troisième mode de réalisation ; - la illustre un système d’émission réception selon un quatrième mode de réalisation ; - la illustre un système d’émission réception selon un cinquième mode de réalisation ; - les figures 8a et 8b illustrent schématiquement la mesure d’un dispositif communicant dans un système MIMO classique dont la configuration câblée est figée, en regard d’un système MIMO obtenu au moyen du système selon l’invention. Module (4) d’émission réception destiné à être connecté à une sonde antennaire ou un dispositif sous test, le module (4) comprenant un sous module d’émission réception (411) connecté à un sous module de traitement et de communication (412), le sous module d’émission réception (411) comprenant deux sorties radiofréquences depuis lesquelles s’étendent deux câbles radiofréquences (43) pour connecter le module (4) à un élément rayonnant ou directement à un dispositif sous test, le sous module de traitement et de communication (412) étant configuré pour à partir d’au moins un protocole de communication générer des signaux de communication destinés à être communiqués au sous module d’émission réception (411) pour être transmis sur les câbles radiofréquences (43), le sous module d’émission réception (411), le sous module de traitement et de communication (412) sont logés dans un boitier (42) de préférence blindé pour être imperméable aux rayonnements électromagnétiques. Module (4) selon la revendication précédente, associé à une antenne (41) bipolarisée connectée au sous module d’émission réception par l’intermédiaire des câbles radiofréquences (43). Module (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les câbles radiofréquences (43) présentent une longueur la plus courte possible permettant le raccordement des éléments avec des connectiques radiofréquences tout en limitant les pertes associées. Système d’émission réception comprenant un module (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une unité de contrôle (10) configurée pour communiquer au module (4) un protocole de communication, l’unité de contrôle (10) étant connecté au module (4) par l’intermédiaire d’une liaison dédiée adaptée aux signaux, la liaison étant de préférence une liaison Ethernet (3a) ou une liaison optique (3b). Système d’émission réception comprenant au moins deux modules selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, les modules (4) étant connectés entre eux en série au moyen d’une liaison optique (6), le système comprenant une unité de contrôle (10) connectée au premier module de la série de modules par l’intermédiaire d’une liaison dédiée (3a, 3b) et est configurée pour contrôler les modules et pour les synchroniser entre eux, l’unité de contrôle (10) pouvant contrôler une ou plusieurs chaînes de modules (4). Système d’émission réception selon la revendication 5 lorsqu’elle dépend de la revendication 2, dans lequel l’unité de contrôle (10) est configurée pour contrôler les modules et pour les synchroniser entre eux de manière à générer un environnement électromagnétique. Système selon la revendication 6, dans lequel les modules (4) sont disposés sur un support (7) en forme d’arceau, disque ou sphère, le support (7) étant destiné à être positionné autour d’un dispositif sous test. Système selon l’une quelconque des revendications 6 à 7, dans lequel l’unité de contrôle (10) est configurée pour configurer chaque module (4) en fonction d’un environnement de mesure souhaité.