FR 2998696 A1 20140530 FR 1261382 A 20121129 9986 96 1 PROCEDE D'INTERROGATION COMPRENANT UN TEMPS D'ECHANTILLONNAGE EQUIVALENT D'UN CAPTEUR PASSIF INTERROGEABLE A DISTANCE ET SYSTEME METTANT EN OEUVRE LE PROCEDE Les capteurs à ondes élastiques de surfaces (capteurs SAW) sont des dispositifs passifs (sans batterie) permettant la mesure de grandeurs physiques telles que la température, la pression ou encore le couple. Ils ont la particularité de ne requérir que l'énergie d'une interrogation sans fil (signal radiofréquence d'excitation) afin de délivrer l'information recherchée. Le principe de fonctionnement donné par la figure 1 montre un substrat piézoélectrique sollicité par un signal radiofréquence (incident) et qui restitue un signal radiofréquence (sortant) dont les caractéristiques sont influencées par la surface de travail qu'il vient de traverser. Les transducteurs utilisés pour permettre la conversion de l'onde électrique radiofréquence en ondes élastiques se propageant en surface du substrat sont des électrodes, arrangées en peignes interdigités en métal, déposées sur le substrat. L'interprétation de la phase du signal en sortie donne une information sur la célérité de l'onde mécanique traversant l'espace inter-transducteur, celle-ci étant directement liée à des paramètres physiques externes que l'on cherche à évaluer. Une autre méthode de test de la surface de travail, présentée par la figure 2, consiste à n'utiliser qu'un transducteur interdigité avec un ou plusieurs réflecteurs sur le parcours des ondes. La différence d'impédance acoustique créée par ces réflecteurs produit des échos partiels. Une partie du signal est réfléchie pour rejoindre le transducteur et l'autre traverse le réflecteur pour produire le même phénomène sur les obstacles suivants. Un tel dispositif peut être utilisé comme ligne à retard dont les délais entre l'impulsion initiale et les différents échos dépendent de la position des réflecteurs. Ces lignes à retard exploitées comme identifiant (étiquette, tag), en modifiant la localisation des réflecteurs pour créer un code d'identificateurs résolu temporellement sont notamment décrites dans l'article de : V. Plessky & L. Reindl, Review on SAW RFID tags , IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, 57 (8), 654-668 (2010). Elles peuvent également être utilisées comme capteurs passifs interrogeables par une liaison radiofréquence sans fil comme décrit dans l'article de : W.E. Bulst, G. Fischerauer & L. Reindl, State of the art in wireless sensing with surface acoustic waves, IEEE Transactions on Industrial Electronics 48 (2), 265-271 (2001). Le principe de base de mesure d'une ligne à retard consiste en l'observation d'un retard entre une impulsion électromagnétique incidente (excitation) et une série d'impulsions renvoyées par le capteur : l'intervalle de temps entre les impulsions renvoyées (échos) fournit une mesure différentielle de la célérité d'une onde mécanique se propageant sur le substrat piézoélectrique qui peut être représentative d'une grandeur physique à mesurer, comme illustré en figure 3 qui montre la réponse impulsionnelle réelle d'une ligne à retard de type tag visualisée à l'oscilloscope, signal représentatif de la mesure que l'on cherche à effectuer. Le capteur est excité par une impulsion électromagnétique incidente émise par l'interrogateur à la troisième graduation sur l'axe des abscisses, et renvoie une série d'échos dont le retard est représentatif de la grandeur à mesurer. La graduation de l'axe des abscisses étant de 500 ns/division, on obtient par conséquent des échos situés entre 1 ps et 3 ps après excitation, chaque écho s'étendant sur une durée de l'ordre de 20 ns. La conversion entre signal électromagnétique incident et onde mécanique sensible aux grandeurs physiques à mesurer se fait par effet piézoélectrique inverse (génération de l'onde) et effet piézoélectrique direct (détection des échos acoustiques renvoyés par les réflecteurs distribués le long de la ligne à retard). Compte tenu de la célérité d'une onde mécanique, de l'ordre de 3000 à 5000 m/s dans les cas typiques de capteurs passifs à ondes de surface et des dimensions millimétriques (au maximum centimétriques) du chemin de propagation, les délais à mesurer sont de l'ordre de : 3x10- 3 /3000, avec une résolution de l'ordre de la nanoseconde compte tenu de l'encombrement spectral alloué dans les bandes radiofréquences Industrielles, Scientifiques et Médicales - ISM (80 MHz de bande passant autour de 2450 MHz fournissent une largeur d'impulsion de 1/80 = 12,5 ns, à échantillonner sur environ 10 points pour respecter les règles habituelles du traitement du signal - Shannon - Nyquist). 2 9986 96 3 Cependant, entre les concepts aisément démontrés avec de l'instrumentation de laboratoire, et une exploitation embarquée compatible avec les encombrements, consommation électrique de la plupart des environnements industriels et le coût de fabrication des composants rapides 5 exploités, il devient nécessaire d'élaborer des méthodes appropriées. Il a déjà été proposé des méthodes de balayage RADAR (FMCW, Frequency Modulated Continuous Wave) telle que décrite dans l'article de M.I.Skolnik, Radar Handbook, Third Edition, The McGraw-Hill Companies, p.47-148 (2008), permettant de sonder un transducteur, utilisant le décalage 10 entre la fréquence émise et la fréquence renvoyée qui crée un battement de l'ordre de quelques kilohertz dont la fréquence est proportionnelle au retard, si le balayage en fréquence émise est linéaire Une alternative à cette méthode consiste à caractériser le dispositif dans le domaine spectral (balayage en fréquence et mesure de la 15 puissance et déphasage du signal renvoyé par le capteur), en déduisant la réponse temporelle de la réponse spectrale par transformée de Fourier inverse. Dans les deux derniers cas, FMCW ou obtention de la réponse spectrale pour en déduire la réponse temporelle par transformée de 20 Fourier, la principale limitation tient dans la faible isolation entre émetteur et récepteur (un pont réflectométrique présente typiquement une isolation de 35 à 40 dB dans les bandes VHF et UHF ciblées dans la présente invention, dans le cas de la configuration monostatique. Dans le cas bistatique, l'isolation entre émetteur et récepteur est déterminée par la directivité de 25 l'antenne, difficile à obtenir dans ces fréquences (antennes excessivement grandes) et uniquement utilisées en pratique au dessus du GHz (radar militaire Hawk par exemple). Afin de conserver la configuration monostatique qui limite l'encombrement des antennes, le demandeur s'est focalisé sur l'approche impulsionnelle dans laquelle les phases d'émission et de 30 réception sont distinctes dans le temps, et le problème d'isolation entre émetteur et récepteur n'intervient plus. C'est dans ce contexte, que la présente invention a pour objet un procédé d'interrogation comprenant une étape économe d'échantillonnage du signal retourné par le capteur, permettant d'obtenir un compromis pertinent et économiquement viable, pour être intégré dans ses systèmes utilisant des composants standard. Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé d'interrogation d'un capteur passif comprenant une ligne à retard à ondes élastiques, ladite ligne comportant un transducteur comprenant un nombre de paires d'électrodes générant une réponse sous forme d'un ensemble d'échos, caractérisé en ce qu'il comprend : - une série d'interrogations élémentaires (Int..., Int. max ), chaque interrogation élémentaire comprenant les étapes suivantes : o l'émission d'une impulsion radiofréquence Ei (E1, Ei+1, Emax) pour charger ledit transducteur ; o la réception et l'analyse de la réponse en échos émis par ledit transducteur, par une unité d'interrogation, comportant le prélèvement d'un échantillon Rech-i (Rech.-h"-, Rech-i, Rech-i+1, Rech-max) : unique point de mesure, à un instant T; par rapport à l'émission avec T; = N; x OS , permettant d'incrémenter une interrogation par rapport à la suivante, avec une fréquence équivalente d'échantillonnage de 1 / OS et avec N41= + 1 ; - le temps entre deux émissions successives étant supérieur ou égal à une durée Tmax correspondant au temps mis par l'écho le plus long pour arriver sur ladite unité d'interrogation et Nmax= Tmax/ Selon une variante de l'invention, le procédé d'interrogation est caractérisé en ce qu'il comprend : - une suite E de séries Sint d'interrogations élémentaires ;1,..., Int.1 ; j Int. 1 ; i+1,..., Int. 1 ; max), ;1,..., Int.j ; Int. j ; i+1,..., Int. j ; max ....,( Int-M ; 1,---, Int.M; Int. NA ; i+1,..., Int. M ; max )1 , chaque série d'interrogations élémentaires comprenant les étapes suivantes : o l'émission d'une impulsion radiofréquence E; (El, ...., Ei+1, Emax) pour charger ledit transducteur ; o la réception et l'analyse de la réponse en échos émis par ledit transducteur, par une unité d'interrogation, comportant le prélèvement d'un échantillon Rech.; (Rech-1,----, Rech-i, Rech-i+1, Rech-Max) : unique point de mesure, à un instant Ti par rapport à l'émission avec Ti = Ni x T , permettant d'incrémenter une interrogation par rapport à la suivante, avec une fréquence équivalente d'échantillonnage de 1 / T et avec Nli+1 = + 1 ; - le temps entre deux émissions successives étant supérieur ou 5 égal à une durée Tmax correspondant au temps mis par l'écho le plus long pour arriver sur ladite unité d'interrogation ; - la suite E de séries, comprend d'une série Sint.] à une série Sint:1+1, une incrémentation de l'instant d'interrogation correspondant à une fréquence d'échantillonnage fin, égale à 1 / Aô , ladite incrémentation 10 définissant : à partir de la série : Sint. j : Ti = Ni x T et pour la série : Sint. +1: Ti = Ni x T + OS avec Nmax Tmax/ Mi et Mmax = Nmax x Aô /T. Selon une variante de l'invention, Aô est de l'ordre de quelques nanosecondes. 15 Selon une variante de l'invention, chaque émission comporte un nombre d'impulsions supérieur ou égal au nombre de paires d'électrodes dans ledit transducteur. L'invention a aussi pour objet un système d'interrogation à distance d'un capteur passif comprenant une ligne à retard à ondes 20 élastiques comportant un transducteur comprenant un nombre de paires d'électrodes et mettant en oeuvre le procédé d'interrogation selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend : - un sous-système d'excitation de ladite ligne à retard et fournissant des impulsions durant une porte, comportant 25 une source programmable en fréquence ; - un duplexeur à commutation rapide, dont le temps de commutation peut être de l'ordre d'une dizaine de nanosecondes - l'inverse de ce temps de commutation définissant l'encombrement spectral de l'impulsion émise 30 qui doit correspondre aux caractéristiques spectrales dudit capteur passif, définies par conception ; - un démodulateur I/Q ; - un sous-système de réception comportant : o un dispositif de contrôle et d'acquisition 35 stroboscopique comportant une unité électronique de synchronisation et de calcul, un générateur programmable de délais, un convertisseur analogique-numérique ; o ladite unité électronique de synchronisation et de calcul étant reliée audit sous-système d'excitation, pour commander lesdites impulsions d'excitation. Selon une variante de l'invention, ledit sous-système d'excitation de ladite ligne à retard et fournissant des impulsions, comporte une source d'impulsions ajustable en fréquences cadencée par un oscillateur . 1 0 Selon une variante de l'invention, l'unité électronique de synchronisation et de calcul comporte un microprocesseur et une matrice de portes logiques reconfigurables permettant de générer des impulsions sources de longueurs programmables par pas pouvant être de l'ordre d'une dizaine de nanosecondes. 15 L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 illustre un schéma de présentation du 20 fonctionnement d'un dispositif SAW comprenant deux transducteurs, selon l'art connu ; - la figure 2 illustre le schéma de présentation du fonctionnement d'un capteur SAW simple avec deux paires de doigts interdigités et deux réflecteurs, selon l'art connu ; 25 - la figure 3 illustre la réponse impulsionnelle réelle d'une ligne à retard de type tag visualisée sur un oscilloscope ; - la figure 4 illustre l'excitation d'un peigne interdigité par un signal sinusoïdal au nombre de périodes : inférieur, égal ou supérieur au nombre de paires de doigts dans le transducteur ; 30 - la figure 5 illustre un exemple de système RF d'interrogation de ligne à retard selon l'invention ; - la figure 6 illustre le chronogramme de la mesure formée par une séquence d'émission dans un procédé d'interrogation selon l'invention ; - la figure 7 illustre un schéma de principe du système d'acquisition stroboscopique utilisé dans un système d'interrogation de la présente invention ; - la figure 8 schématise une ligne de composants utilisés dans un exemple de système d'interrogation de la présente invention ; - la figure 9 illustre le schéma simplifié d'un démodulateur I/Q utilisé dans la présente invention ; - la figure 10 illustre le schéma de fonctionnement du système d'acquisition stroboscopique, illustrant notamment la stratégie adoptée pour la génération des délais combinant les lignes retard programmables de type DS1013 et de type FPGA ; - la figure 11 illustre le déroulement chronologique de l'acquisition en peigne avec dans un premier temps, un peigne grossier permettant de sonder la réponse du capteur sur toute la durée de la réponse du capteur, dans un procédé d'interrogation de l'invention ; - la figure 12 illustre le chronogramme de la méthode stroboscopique mise en mise en oeuvre en pratique, ne nécessitant que une ligne à retard précise (intervalle de temps ,8,Ô) permettant un incrément sur une plage réduite entre 0 et Nmax x Ms / T (au lieu de 0 à Nmax).; - la figure 13 illustre l'acquisition de la réponse d'un capteur passif porté à deux températures différentes, selon le procédé d'interrogation de la présente invention ; - les figures 14a et 14b illustrent le fonctionnement du système radiofréquence, utilisé dans la présente invention ; - les figures 15a à 15e illustrent le fonctionnement du système d'acquisition utilisé dans la présente invention. Le procédé d'interrogation de la présente invention comprend l'excitation d'un capteur passif comprenant un transducteur à ondes de surface comportant un certain nombre de doigts d'électrodes interdigitées. Cette excitation est réalisée par impulsion radiofréquence, de longueur ajustée, pouvant être optimisée et de préférence le nombre de 2 99 86 96 8 périodes dans le signal peut être égal au nombre de paires de doigts dans le transducteur interdigité. De cette façon, le maximum d'énergie émise vue par l'antenne du capteur est injecté dans celui-ci, sans détériorer la résolution temporelle de la 5 réponse par une excitation trop longue dans le temps comme illustré en figure 4 qui montre l'excitation d'un peigne interdigité par un signal sinusoïdal au nombre de périodes inférieur, égal et supérieur au nombre de paires de doigts : le recouvrement avec les électrodes est maximal dans les deux derniers cas. En revanche, le meilleur compromis entre le recouvrement et la 10 durée d'excitation est obtenu dans le cas ou le nombre de périodes est égal au nombre de doigts. La source d'excitation peut donc avantageusement tenir en une porte dans le temps qui découpe un signal périodique de fréquence centrée sur la bande spectrale de réponse du capteur, typiquement dans une des 15 bandes ISM permettant un encombrement spectral important (2,45 GHz). Le problème principal résolu dans la présente invention concerne l'échantillonnage du signal renvoyé par le capteur. Le Demandeur a cherché à extraire des informations de phase et d'amplitude des impulsions renvoyées par la ligne à retard, dont les durées 20 typiques des échos visant à respecter les normes ISM (80 MHz de bande passante soit une constante de temps de dt=1/80 x106 = 12,5 ns) sont de quelques dizaines de nanosecondes. Pour mettre en oeuvre le procédé d'interrogation de la présente invention, on peut utiliser un système tel que celui représenté en figure 5. 25 Une source RF 10 alimente le capteur passif à interroger qui comprend une ligne à retard à ondes élastiques 20, via un commutateur 30, également connecté via un démodulateur I/Q 40, à un dispositif d'acquisition stroboscopique 50. Afin d'obtenir par exemple, un nombre de points M par écho, au 30 moins de 10, il convient de disposer d'une fréquence minimale d'échantillonnage de : M/dt = 800 x10 6 échantillons/s, tout en garantissant le synchronisme entre les mesures des voies de démodulation (par exemple I - Inphase et Q - Quadrature si un tel démodulateur est utilisé) afin de permettre le traitement ultérieur pour le calcul de phase et d'amplitude. 2 9986 96 9 Le Demandeur a considéré qu'une méthode stroboscopique dite en temps d'échantillonnage équivalent (dénommé par l'acronyme ETS pour « equivalent time sampling ») telle que décrite dans l'article de L. Carin & L.B. Felsen, Ultra-wideband, short-pulse electromagnetics 2 Plenum Press 5 (1995), ou dans le brevet de A.P. Annan & C.D. Leggatt, Timing and control and data acquisition for a multi transducer ground penetrating radar system, US 6 501 413, classiquement utilisée dans les oscilloscopes numériques (notamment décrit dans l'article : Tektronix, Sampling oscilloscope techniques, Application note 47W-7209 (1989)), pouvait répondre aux 10 exigences de vitesse, synchronisme, faible encombrement et faible consommation électrique, visées dans la présente invention. L'ETS s'apparente à une mesure stroboscopique dans le sens où le système physique à sonder (ici la ligne à retard) est excité par le système de mesure, et la réponse est sondée à un temps N x AÔ, où N est un entier 15 incrémenté entre chaque mesure et Ms est un intervalle de temps définissant la fréquence d'échantillonnage équivalente : par exemple, une fréquence d'échantillonnage équivalente de 350 MHz nécessite un intervalle de temps Ms = 2,86 ns. La durée totale de la mesure est déterminée par l'intervalle dans 20 lequel est compris N E [1, ..., Nmax] comme illustré en figure 6 qui représente un chronogramme de la mesure formée d'une séquence d'émission (charge du capteur) et d'échantillonnage d'un unique point de mesure (dans l'exemple illustré) pour chaque émission après un intervalle de temps N x ,8,Ô, N incrémenté entre chaque mesure pour fournir une fréquence équivalente 25 d'échantillonnage de 1/ M. La valeur Nmax est issue de la conception du capteur : la durée Tmax que met l'écho le plus long à se propager pour revenir au dispositif de mesure (interrogateur) est définie par la longueur du transducteur à onde élastique, choisie par le concepteur. Sachant qu'une nouvelle sollicitation du 30 capteur n'est possible qu'une fois l'énergie, emmagasinée initialement par le transducteur, dissipée, l'intervalle de temps séparant deux mesures est nécessairement supérieur (mais pas nécessairement égal, bien que l'égalité optimise la durée d'interrogation) à Nmax = Tmax / M. Par exemple, si la réponse d'un capteur doit être sondée entre 100 ns (afin de s'affranchir des réflexions électromagnétiques de l'environnement) et 10 ps, alors N E [35, ...,3500] et ces 3465 mesures nécessitent au total au moins 34,65 ms (puisque chaque nouvelle mesure ne peut se faire que toutes les 10 ps - la durée maximale de réponse de la ligne à retard - après excitation du dispositif). Ce point illustre un inconvénient de 5 l'ETS : alors que la fréquence d'échantillonnage équivalente est élevée, la durée totale de mesure est allongée par la nécessité de multiplier le nombre d'interrogations, et ce sous hypothèse de stationnarité du système mesuré au cours de la mesure. La contrepartie de ce défaut repose néanmoins dans l'utilisation de composants à bande passante restreinte et limitée à quelques 10 centaines de MHz. La figure 7 illustre plus en détails le dispositif stroboscopique 50 comprenant : une électronique de synchronisation et de calcul 51, un générateur de délai 52 et un convertisseur analogique/numérique 53. Le générateur de délai génère ainsi sous la commande de l'électronique de 15 synchronisation, un délai N x AÔ, vers le convertisseur de signaux analogique/numérique, permettant de traiter ainsi des informations numériques dans l'unité 51, via le démodulateur 53. En parallèle, l'électronique de synchronisation et de calcul 51 commande également le sous-système d'excitation 10. 20 Exemple de réalisation d'un système d'interrogation mettant en oeuvre le procédé d'interrogation de la présente invention : Selon l'invention, le procédé d'interrogation comporte de manière 25 générale, deux séquences distinctes dans le temps, une phase d'émission et une phase de réception. L'originalité de la présente invention réside dans la phase de réception avec l'utilisation d'une méthode stroboscopique pour permettre un échantillonnage en temps équivalent permettant une fréquence 30 d'échantillonnage associée élevée (plusieurs Géchantillons par seconde). Néanmoins, la démonstration expérimentale de la phase de réception nécessite au préalable de charger le capteur en lui transmettant une source appropriée d'énergie. Cette partie émission peut avantageusement être réalisée au 35 moyen d'une source programmable en fréquence (par exemple ADF4360-0 2 9986 96 11 de Analog Device) et d'un duplexeur rapide (par exemple ZASWA-2-50DR+ de Mini-circuits), commutateur rapide permettant l'utilisation d'une même antenne pour l'émission et la réception du signal, commandée par la sortie d'un générateur d'impulsions, dans le cas présent pouvant être issu d'une 5 matrice de portes logiques reconfigurables (FPGA) cadencée à 100 MHz pour des impulsions sources de longueurs programmables par pas de 10 ns. Le diagramme bloc d'un tel interrogateur est représenté à titre illustratif sur la figure 8 qui met en évidence le principe d'interrogation mis en oeuvre avec le principe d'interrogation de la ligne à retard (fonctionnant 10 typiquement à 2,45 GHz) : une source stable ajustable en fréquence 101 de type PLL (« Phase-Locked Loop ») (ADF4360-0 par exemple) cadencée par un oscillateur à quartz 102, fournit une porteuse modulant une impulsion radiofréquence permettant de sonder la réponse d'un capteur à ondes élastiques de surface. 15 L'impulsion est envoyée par commutation rapide (la durée est déterminée par le nombre de périodes de la porteuse égal au nombre de paires d'électrodes interdigitées dans le transducteur du capteur) d'un duplexeur 30, tel que le ZASWA-2-50DR+. L'ensemble comprenant en outre, un diviseur de puissance à deux sorties (splitter) 60 permettant 20 d'assurer l'interface avec le démodulateur 40 et le duplexeur 30, un amplificateur de puissance 70 étant prévu entre ledit diviseur et le duplexeur 30 (assurant une commutation rapide à une dizaine de nanosecondes), un second amplificateur 80 de type LNA étant par ailleurs prévu entre ledit duplexeur et le démodulateur 40. 25 Une fois le capteur excité par cette impulsion sonde, il renvoie des échos, comme illustré en figure 3 qui, une fois amplifiés, alimentent un démodulateur I/O, tel que montré en figure 9 dont la sortie est numérisée pour le traitement ultérieur du signal. Plus précisément, la figure 9 montre le schéma simplifié d'un 30 démodulateur I/Q : la voie RF modulée est mélangée d'une part au signal de l'oscillateur local (de fréquence la porteuse du signal RF) et d'autre part avec ce même signal déphasé de 90°. En sortie de mélangeur, on obtient la somme et la soustraction de ces deux fréquences. Seule la soustraction des deux fréquences sera présente après un filtre passe-bas correspondant aux 35 signaux I (Inphase) et Q (Quadrature). 2 9986 96 12 La difficulté de la mesure tient en cette numérisation puisque la bande passante du signal en sortie du démodulateur I/Q est typiquement de l'ordre de 100 MHz. La réception des signaux consiste en un démodulateur I/Q qui retire la porteuse à 2,45 GHz pour ne fournir que les composantes I et Q, d'où phase et magnitude sont extraites, par exemple au moyen d'un composant démodulateur de type AD8347 de Analog Device. La bande passante de la sortie de ce démodulateur - signaux que l'on cherche à échantillonner - reste néanmoins de plusieurs dizaines de MHz. Dans la mise en oeuvre proposée de I'ETS, la complexité de conversion analogique-numérique et du stockage des données rapides est reportée sur la capacité : - d'une part à bloquer le signal mesuré (pour permettre une conversion lente ultérieure) et ; - d'autre part à générer des délais courts programmables, comme illustré en figure 10. Plus précisément, la figure 10 montre le schéma de fonctionnement du système d'acquisition stroboscopique, illustrant notamment la stratégie adoptée pour la génération des délais. Il est prévu dans le système de contrôle et d'acquisition stroboscopique 50, au niveau de l'unité électronique de synchronisation et de calcul 51 : un microprocesseur 510, une matrice de portes logiques reconfigurables 511 (FPGA Spartan3), en combinaison avec un générateur programmable de délais fins 52 (par exemple : DS1025-25), un convertisseur analogique numérique 53, permettant par la même de combiner les lignes retard programmables des éléments 511 et 52. Le microprocesseur 510 alimente via une liaison SPI (« Serial Peripherical Interface »), d'une part le générateur de programme de délais fins 52, et d'autre part la source ajustable en fréquence 101. Le délai unitaire Aô permet de générer un signal de fréquence d'échantillonnage équivalente 1/ Aô : des lignes à retard programmables de pas de 250 ps sont commercialement disponibles, soit un taux d'échantillonnage équivalent de 4 x 109 échantillons/s, ou 40 points/impulsion réfléchies de la ligne à retard (en supposant une durée de réflexion de 10 ns). En revanche, ces lignes à retards sont programmables sur une dynamique de seulement 8 bits, soit un délai total de 64,75 ns, insuffisant pour la mesure comprise entre 100 ns et 10 ils. Cependant, une fois ce délai précis (pas de 250 ps) accessible, il est possible de le combiner avec un délai plus long - ici généré par 5 comptage d'une horloge à 100 MHz (pas de 10 ns) obtenue sur FPGA. De cette façon, les deux échelles d'intervalles de temps se combinent pour d'une part fournir une durée longue (compteur par pas de 10 ns programmé dans le FPGA, donc de longueur supérieure à 10 bits pour permettre une mesure sur 10 ils) et un délai court issu de la ligne à retard 10 programmable pour la résolution temporelle. La combinaison des deux délais s'obtient en décalant le signal générant l'impulsion sonde du RADAR dans un premier temps par le compteur du FPGA (multiple de 10 ns) et en injectant ce signal décalé dans la ligne à retard programmable. Le signal résultant déclenche la 15 mémorisation de la tension mesurée par l'étage de réception du RADAR (échantillonneur-bloqueur du convertisseur analogique-numérique LTC1407). Une fois la tension mémorisée, la conversion analogique numérique elle-même n'est pas soumise à des contraintes de latences dures autres que la rétention de la tension par l'échantillonneur-bloqueur. 20 Ainsi, l'on dispose de deux sources de délais pour définir N x ,8,Ô, N entier positif : un retard défini par une ligne à retard programmable par pas de Ms pour N La figure 12 illustre l'organisation de l'acquisition stroboscopique en peigne pour s'affranchir des latences de re-programmation des lignes à retard fine. Plus précisément, la figure 12 illustre le chronogramme de la méthode stroboscopique mise en mise en oeuvre en pratique, ne nécessitant 5 que une ligne à retard précise (intervalle de temps AÔ) permettant un incrément sur une plage réduite entre 0 et Nmax x Mi / T (au lieu de 0 à Nmax). L'intervalle de temps total Nmax x Mi est complété par des intervalles plus longs (mais aussi précis) de T, ici générés par l'horloge cadençant le circuit numérique FPGA en charge de coordonner toutes les opérations de lo mesures. Bien que cette méthode permette un taux d'échantillonnage uniquement limité par la disponibilité de lignes à retard programmables, elle présente l'inconvénient de multiplier par N le temps de mesure nécessaire pour acquérir N points. Si l'écho de la ligne à retard est au plus tard retourné 15 5 ps après excitation du capteur par une impulsion radiofréquence sonde, alors il faut au moins 5 x N ps pour acquérir la totalité de la réponse du capteur (au lieu de 5 ps). Avec une fréquence d'échantillonnage de 4 Géchantillons/seconde, il faut N = 20000 soit 100 ms pour acquérir une 20 mesure, durée pendant laquelle le système doit rester stationnaire pour garantir la cohérence de la mesure (qui correspond donc à une bande passante de 10 Hz). Les données expérimentales obtenues à l'aide de cette méthode, illustrées en figure 13, sont validées par les informations acquises par un 25 oscilloscope numérique rapide (figure 3), et fournissent une résolution temporelle compatible avec une analyse fine de l'information contenue dans les réflexions de la ligne à retard à ondes de surfaces en vue de remonter à la grandeur physique recherchée. Ces mesures sont acquises sur les lignes à retard commercialement disponibles, interrogées avec des impulsions de 30 30 ns sur une porteuse à 2450 MHz. Le Demandeur a ainsi validé expérimentalement le synchronisme de la mesure sur les deux voies I et Q au moyen du double convertisseur analogique-numérique (CAN) synchrone LTC1407 : en l'absence de cette condition, l'extraction de l'amplitude du signal comme module de I I + j x Q I 35 apparaît très bruitée, et l'extraction de la phase comme l'argument de (l + j x Q) = arctan(Q/ /) ne permet pas de remonter avec précision à la célérité de l'onde acoustique se propageant sur le capteur potentiellement perturbée par le phénomène physique observé. En conclusion et en résumé : la séquence d'étapes est la suivante dans le procédé d'interrogation de la présente invention : Etape 1 : une source de fréquence centrée sur une des bandes ISM, dans laquelle le capteur constitué d'une ligne à retard propageant une onde élastique de surface, est déclenchée par une porte de durée comportant un nombre de périodes de préférence égal au nombre de doigts dans le transducteur interdigité du capteur ; Etape 2 : le capteur se charge en énergie et les échos, retardés d'un intervalle de temps bijectif avec la grandeur physique mesurée, sont 15 renvoyés sous forme de série d'impulsions électromagnétiques ; Etape 3 : après un temps N x ,8,Ô, N E [1, ...,Nmaxl, le signal démodulé par un détecteur I/Q de bande passante importante est échantillonné par un convertisseur analogique numérique à deux voies bloquées simultanément ; 20 Etape 4 : cette opération (émission-charge et renvoi des échos- échantillonnage d'un nouveau point) est répétée Nmax fois en incrémentant N à chaque étape ; Etape 5 : les Nmax points de mesure séparés de Ms (fréquence d'échantillonnage 1/ .8,Ô) sont analysés pour identification grossière de 25 l'intervalle de temps entre deux échos comme distance entre maxima des modules de II + jQI, puis affinés par un calcul de différence de phases pris au position des maxima des modules. Les différentes étapes de fonctionnement au niveau du système 30 radiofréquence et du système d'acquisition, correspondant à la numérisation d'un point de la réponse sont récapitulées, ci-après : 35 I) Le système radiofréquence : Excitation Excitation de la ligne à retard par la source RF grâce au signal de commande de switch délivré par le système d'acquisition stroboscopique, illustré en figure 14a. Réception : Commutation du switch en réception Le capteur à ondes élastiques précédemment excité se décharge en renvoyant les échos à analyser, illustré en figure 14b. Il) Le système d'acquisition : Excitation : Envoi du signal d'excitation du système RF et du signal à retarder par le générateur de délais, illustré en figure 15a. Réception - attente du délai correspondant à la valeur N x ,8,Ô, illustré en figure 15b. - déclenchement du Sample-and-Hold du convertisseur analogique numérique afin de bloquer à un instant précis les tensions des voies I et Q du démodulateur et permettre la conversion des deux tensions, illustré en figure 15c ; - conversion analogique-numérique et transmission de la donnée numérique à l'électronique de synchronisation et de calcul, illustré en figure 15d ; - l'électronique de synchronisation et de calcul reprogramme le générateur de délai pour le préparer au cycle suivant de numérisation d'un point de la réponse du capteur, illustré en figure 15e. La précédente approche, n'est cependant pas facilement implémentable en pratique pour Nmax > 256 du fait des limitations des composants commercialement disponibles. C'est pourquoi, Le Demandeur propose en complément une stratégie cumulant intervalles de temps grossiers (T) et intervalles de temps 35 fins (M) garantissant que T / Ms reste inférieur au nombre de pas accessible (en l'occurrence par exemple 256) dans les lignes à retard commercialement disponibles. Ainsi, la séquence d'étapes du procédé d'interrogation de la présente invention devient : Etape 1 bis : une source de fréquence centrée sur une des bandes ISM, dans laquelle le capteur constitué d'une ligne à retard propageant une onde élastique de surface, est déclenchée par une porte (idéalement, mais pas nécessairement, la durée de la porte est ajustée pour comporter avantageusement un nombre de périodes égal au nombre de doigts dans le transducteur interdigité du capteur) ; Etape 2 bis : le capteur se charge en énergie et les échos, retardés d'un intervalle de temps bijectif avec la grandeur physique mesurée, sont renvoyés sous forme de série d'impulsions électromagnétiques ; Etape 3 bis : après un temps MxT+Nx,M,N initialement fixe (sera incrémenté ci-après) et M incrémenté entre 0 et Nmax x Mi fi- , le signal démodulé par un détecteur I/Q de bande passante importante est échantillonné par un convertisseur analogique numérique à deux voies bloquées simultanément ; Etape 4 bis : cette opération (émission-charge et renvoi des 20 échos-échantillonnage d'un nouveau point) est répétée M E [O... Nmax x Ms /T ] fois en incrémentant M à chaque étape ; Etape 5 bis : lorsque M = Nmax x Ms /T, N est incrémenté de une unité, et M réinitialisé à O. La séquence de mesure décrite ci-dessus est répétée jusqu'à ce que N = Ms /T. 25 Il est bien vérifié, par cette méthode, en intercalant Nmax x Ms /T séquences (boucle sur M) de T / Ms mesures chacune, que l'on obtient à la fin (Nmax x Ms fT) (T / Ms ) = Nmax mesures. Par ailleurs, le raccord est bien fait entre les intervalles successifs 30 puisque chaque intervalle contient T / Ms mesures (boucle sur N) de durée Ms chacune, soit une durée totale de (T / OS) x (M). REVENDICATIONS1. Procédé d'interrogation d'un capteur passif comprenant une 5 ligne à retard à ondes élastiques, ladite ligne comportant un transducteur comprenant un nombre de paires d'électrodes générant une réponse sous forme d'un ensemble d'échos, caractérisé en ce qu'il comprend : - une série d'interrogations élémentaires Int.i, Int. max ), chaque interrogation élémentaire comprenant les étapes suivantes : 10 o l'émission d'une impulsion radiofréquence Ei (E1, Emax) pour charger ledit transducteur ; o la réception et l'analyse de la réponse en échos émis par ledit transducteur, par une unité d'interrogation, comportant le prélèvement d'un échantillon Rech-i (Rech.i,...., Rech-i, 15 Rech-max) : unique point de mesure, à un instant Ti par rapport à l'émission avec Ti = Ni x OS , permettant d'incrémenter une interrogation par rapport à la suivante, avec une fréquence équivalente d'échantillonnage de 1 / OS et avec Nli+1= + 1 ; 20 - le temps entre deux émissions successives étant supérieur ou égal à une durée Tmax correspondant au temps mis par l'écho le plus long pour arriver sur ladite unité d'interrogation et Nmax = Tmax / 2. Procédé d'interrogation d'un capteur passif comprenant une 25 ligne à retard à ondes élastiques, ladite ligne comportant un transducteur comprenant un nombre de paires d'électrodes générant une réponse sous forme d'un ensemble d'échos, caractérisé en ce qu'il comprend : - une suite E de séries Sint d'interrogations élémentaires RInti ;1,..., Int. ; j, Int. 1; i+1,..., Int. 1; max ), ;1,..., Int.j ; Int. j ; Int. j ; 30 max ), Int.M ; 1,-, Int.m ; Int. M ; i+1,..., Int. M ; max )1, chaque série d'interrogations élémentaires comprenant les étapes suivantes : o l'émission d'une impulsion radiofréquence Ei Emax) pour charger ledit transducteur ; o la réception et l'analyse de la réponse en échos émis par 35 ledit transducteur, par une unité d'interrogation,comportant le prélèvement d'un échantillon Rech-i (Rech-1 ,- - - -, Rech-i, Rech-i+1, Rech-Max) unique point de mesure, à un instant Ti par rapport à l'émission avec Ti = Ni x T , permettant d'incrémenter une interrogation par rapport à la suivante, avec une fréquence équivalente d'échantillonnage de 1 / T et avec N41 = + 1 ; - le temps entre deux émissions successives étant supérieur ou égal à une durée Tmax correspondant au temps mis par l'écho le plus long pour arriver sur ladite unité d'interrogation ; - la suite E de séries, comprend d'une série Sint. j à une série Sint.j+1, une incrémentation de l'instant d'interrogation correspondant à une fréquence d'échantillonnage fin égale à 1 / OS , ladite incrémentation définissant : à partir de la série : Sint- j Ti = Ni x T et pour la série : Sint. j +1 : Ti = Ni x T + OS avec Nmax = Tmax / Mi et Mmax = Nmax x Ob /T 3. Procédé d'interrogation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que Ms est de l'ordre de quelques nanosecondes. 4. Procédé d'interrogation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque émission comporte un nombre d'impulsions supérieur ou égal au nombre de paires d'électrodes dans ledit transducteur. 5. Système d'interrogation à distance d'un capteur passif 25 comprenant une ligne à retard à ondes élastiques comportant un transducteur comprenant un nombre de paires d'électrodes et mettant en oeuvre le procédé d'interrogation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend : - un sous-système d'excitation (10) de ladite ligne à retard et 30 fournissant des impulsions durant une porte, comportant une source programmable en fréquence ; - un duplexeur à commutation rapide (30), pouvant être de l'ordre d'une dizaine de nanosecondes ; - un démodulateur I/Q (40) ; 35 - un sous-système de réception comportant :o un dispositif de contrôle et d'acquisition stroboscopique (50) comportant une unité électronique de synchronisation et de calcul (51), un générateur programmable de délais (52), un convertisseur analogique-numérique (53) ; o ladite unité électronique de synchronisation et de calcul (51) étant reliée audit sous-système d'excitation, pour commander lesdites impulsions d'excitation. 6. Système d'interrogation à distance d'un capteur passif comprenant une ligne à retard à ondes élastiques, selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit sous-système d'excitation (10) de ladite ligne à retard et fournissant des impulsions, comporte une source d'impulsions ajustable en fréquences (101) cadencée par un oscillateur (102). 7. Système d'interrogation à distance d'un capteur passif comprenant une ligne à retard à ondes élastiques, selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'unité électronique de synchronisation et de calcul (51) comporte un microprocesseur (510) et une matrice de portes logiques reconfigurables (511) permettant de générer des impulsions sources de longueurs programmables par pas pouvant être de l'ordre d'une dizaine de nanosecondes.25