INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Plateforme satellite et procédé de reconfiguration du faisceau électromagnétique d’une telle plateforme satellite L’invention se situe dans le domaine des antennes disposées sur les satellites, pour les radiocommunications HF, VHF, UHF : les antennes usuellement utilisées sont les antennes dipôles ou monopôles, chaque dimension de la taille du satellite étant plus petite que la longueur d’onde.
Une antenne dipôle consiste en l’association de deux brins métalliques. Elle est alimentée en son milieu et destinée à transmettre ou à recevoir de l'énergie électromagnétique. Les brins sont usuellement alignés selon le même axe, qui définit la polarisation linéaire de l’onde émise ou reçue. Une antenne dipôle est usuellement utilisée lorsque la longueur de chacun de ses deux brins correspond à un quart de longueur d’onde. La résonance du mode qui s’y établit permet d’adapter simplement l’antenne aux lignes de transmissions traditionnelles. Le rayonnement associé à une telle antenne dipôle est bien connu de l’homme de l’art : en référence à la figure 1, en utilisant la décomposition usuelle (voir plus bas) du champ électrique rayonné au point M selon les composantes Eθ et Eφ, telles que = Eθ. + Eφ. , le champ rayonné par un tel dipôle orienté selon l’axe OZ rayonne exclusivement selon la composante Eθ. L’intensité du champ produit est maximale dans le plan orthogonal au dipôle.
La décomposition usuelle mentionnée ci-dessus utilise la base des coordonnées sphériques : lorsque seul θ varie, M décrit un demi-cercle et le vecteur unitaire est tangent à ce demi-cercle ; lorsque seul φ varie, M décrit un demi-cercle et le vecteur unitaire est tangent à ce demi-cercle. Des précisions seront trouvées sur https://en.wikipedia.org/wiki/Spherical_coordinate_system.
Il est aussi connu d’associer deux dipôles orthogonaux, ce qui donne un fonctionnement dans les deux polarisations linéaires orthogonales. L’antenne comporte alors quatre brins, distribués tous les 90°. Les deux paires de brins (ou dipôles) sont excités en leur centre avec deux signaux électromagnétiques, permettant de rayonner deux signaux indépendants dans les deux polarisations linéaires orthogonales. Les directions de rayonnement maximales correspondant à chaque dipôle seront toutefois situées dans des plans orthogonaux. Le plan où le champ rayonné par un dipôle est maximal correspond à un champ d’intensité nul pour le dipôle disposé orthogonalement par rapport au premier.
De telles antennes dipôles ont déjà été aménagées sur des nanosatellites. Toutefois, en bande VHF ou UHF notamment, un nano satellite ou un mini satellite a des dimensions comparables à une fraction de longueur d’onde : il interfère significativement avec une antenne dipôle, ce qui affecte significativement son rayonnement propre. Aussi les premières approches suivies dans la communauté scientifique ont privilégié un positionnement symétrique du dipôle par rapport au nano satellite afin d’éviter l’excitation de résonances parasites sur le corps du satellite, et de réduire sa diffraction ou encore un positionnement déporté du corps du satellite. Il en résulte toutefois des contraintes d’aménagement, qui s’ajoutent à toutes les autres spécifications (diversité de direction de rayonnement, diversité de polarisation).
Une antenne monopole est une simplification de l’antenne dipôle. Elle est constituée d’un seul brin métallique, et disposée usuellement au centre d’un plan de masse, de grande dimension par rapport à la longueur d’onde. La position symétrique permet de minimiser les diffractions générées par ce plan de masse lorsque sa taille est du même ordre de grandeur que la longueur d’onde. En respectant ces conditions d’aménagement, une telle antenne rayonne principalement dans le demi plan supérieur au plan de masse. Appliqué à un mini-satellite rectangulaire (comme les nano satellites 12U ou 16U, avec 1U=10*10*10 cm 3 ), cette approche impose des points d’aménagements spécifiques, au centre du grand côté du nano satellite, comme présenté. Il devient alors difficile d’aménager plusieurs antennes.
En outre, dans le cas d’antennes dipôle ou monopole, le déploiement d’un panneau solaire connecté au satellite altère la condition de symétrie, et peut alors encore augmenter la diffraction du satellite.
Les solutions existantes privilégient donc des sous-systèmes antennaires qui sont aménagés sur le satellite de sorte à minimiser la diffraction du satellite. Il est alors très contraignant d’aménager plusieurs antennes dans de telles conditions.
Ces antennes filaires présentées ci-dessus sont conventionnellement utilisées en tant qu’antennes passives, produisant donc un rayonnement fixe, et non reconfigurable.
Par ailleurs, une formation de faisceaux s’applique de façon connue sur des éléments rayonnants identiques, dont le rayonnement individuel couvre l’ensemble du secteur angulaire spécifié. La formation de faisceaux permet alors d’accroitre le gain de l’antenne, et de réaliser un faisceau plus directif, qui est orientable dans une direction plus spécifique au sein de ce secteur angulaire, à l’aide d’un formateur de faisceau qui distribue aux différents éléments le même signal affecté d’une pondération de phase. Cette approche n’a pu être appliquée dans les cas applicatifs de type dipôle ou monopôle de l’art antérieur décrits plus haut, car du fait des contraintes d’installation des antennes pour diminuer la diffraction, il n’est pas possible de réaliser plusieurs éléments rayonnants présentant le même diagramme de rayonnement.
A cet effet, suivant un premier mode de réalisation, la présente invention décrit une plateforme satellite comprenant : - un satellite délimité par une enveloppe satellite constituée de parois métalliques du satellite, lesdites parois comprenant une première paroi destinée à faire face à la terre, une deuxième paroi faisant face à la première paroi et des troisièmes parois s’étendant depuis la première paroi jusqu’à la deuxième paroi ; - un réseau de N antennes d’émission électromagnétique et/ou de réception électromagnétique, ladite plateforme satellite étant caractérisée en ce que chaque antenne comprend ladite enveloppe satellite et un brin métallique respectif s’étendant dans le plan de la première ou deuxième paroi et; chaque antenne comprend un connecteur électrique respectif, connecté électriquement au brin (i) et à l’enveloppe satellite et adapté, pour : en émission, délivrer un premier signal électrique, reçu par le connecteur, au brin et à l’enveloppe satellite pour rayonnement électromagnétique, par le brin de l’antenne et par l’enveloppe satellite, en fonction dudit premier signal électrique ; et/ou en réception, pour recueillir un deuxième signal électrique issu de la transposition, par le brin de l’antenne et par l’enveloppe satellite, d’un rayonnement électromagnétique reçu par l’antenne ; dans lequel, si N = 2, les projections orthogonales des deux brins sur la première paroi sont orthogonales et si N > 2, la projection orthogonale du nième brin sur la première paroi est obtenue par une rotation de +2π/N, n=2 à N, de la projection orthogonale du (n-1)ième brin sur la première paroi, ladite plateforme satellite comprenant un formateur de faisceau adapté pour obtenir un signal de commande indiquant une directivité cible quelconque au sein d’un secteur angulaire de couverture et/ou une polarisation cible à mettre en œuvre par le réseau d’antenne, ledit formateur de faisceau comprenant un contrôleur adapté pour calculer une atténuation et un déphasage sélectivement pour chaque antenne en fonction dudit signal de commande, ledit formateur de faisceaux étant adapté pour : en émission, appliquer à chacun des premiers signaux électriques destinés aux N antennes, lesdits atténuation et déphasage calculés pour l’antenne à laquelle ledit premier signal est destiné et délivrer au connecteur associé à l’antenne ledit premier signal ainsi adapté ; et/ou en réception, appliquer, à chacun desdits deuxièmes signaux électriques recueillis par les connecteurs des N antennes, lesdits atténuation et déphasage calculés pour l’antenne dont ledit premier signal provient.
Avantageusement, pour chaque bielle, la rotation s’effectue autour d’un axe de rotation parallèle à la direction longitudinale.
L’invention propose également un aéronef comportant un train d’atterrissage et un ensemble structurel selon l'une des variantes précédentes, où ledit train d’atterrissage s’escamote dans le compartiment.
est une vue de côté d’un aéronef comportant un ensemble structurel selon l’invention,
est une vue en coupe du fuselage de l’aéronef de la au niveau d’un compartiment pour train d’atterrissage selon l’invention,
est une vue en perspective d’un ensemble structurel selon un mode de réalisation particulier de l’invention, et
est une vue en coupe du fuselage d’un aéronef de l’état de la technique au niveau d’un compartiment pour train d’atterrissage.
D'autre part, les termes " avant " et " arrière " sont à considérer par rapport à une direction d'avancement de l'aéronef 100 lors du fonctionnement des systèmes de propulsion 106, cette direction étant représentée schématiquement par la flèche F.
L’aéronef 100 comporte également des trains d’atterrissage, en particulier un train principal 108 qui s’escamote dans un compartiment 50 logé à l’intérieur du fuselage 102. Comme pour l’état de la technique, le compartiment 50 présente une ouverture avec l’extérieur pour permettre le passage du train d’atterrissage 108 et une porte qui se ferme pour obturer l’ouverture lorsque le train d’atterrissage 108 est escamoté.
La est une vue similaire à la (déjà expliquée) pour un ensemble structurel 202 selon l’invention.
Le compartiment 50 est délimité à l’intérieur du fuselage 102 et présente des parois formant une barrière étanche.
La montre une coupe de l’aéronef 100 selon l’invention par un plan perpendiculaire à la direction longitudinale X. La et la montrent un ensemble structurel 202 avec la même direction longitudinale X et qui comporte une pluralité de portiques principaux 204a-b qui sont distribués et fixés ensemble selon la direction longitudinale X de l’ensemble structurel 202 et de deux panneaux transversaux (non représentés) fixés à l’avant et à l’arrière de la pluralité de portiques principaux 204a-b et qui délimitent ensemble le compartiment 50 pour le train d’atterrissage. Les portiques principaux 204a-b s’intègrent à la structure 204 de l’aéronef 100 sur laquelle la peau se fixe et chaque portique principal 204a-b prend la forme d’un arceau. Les portiques principaux 204a-b sont distribués par paire sur la longueur de l’ensemble structurel 202, et pour une paire, les portiques principaux 204a-b sont en regard l’un de l’autre par rapport à un plan médian XZ de l’aéronef 100.
Les portiques principaux 204a-b sont répartis parallèlement à la direction longitudinale X et les panneaux transversaux sont perpendiculaires à la direction longitudinale X.
Une troisième étape 103 du procédé 100 selon l’invention consiste pour chaque équipement 301 du moteur 300, à comparer l’ensemble de données d’identification lu obtenu à la deuxième étape 102 pour l’équipement 301 et l’ensemble de données d’identification de référence correspondant à l’équipement 301 dans la configuration de référence.
Si une deuxième condition C2 est vérifiée, une quatrième étape 104 du procédé 100 selon l’invention est réalisée.
La deuxième condition C2 est vérifiée si pour chaque équipement 301 du moteur 300, l’ensemble de données d’identification lu obtenu à la deuxième étape 102 est identique à l’ensemble de données d’identification de référence correspondant à l’équipement 301 dans la configuration de référence.
La quatrième étape 104 du procédé 100 selon l’invention consiste à remplacer la date de dernière mise à jour de la configuration de référence par la date de réalisation de la configuration obtenue à la deuxième étape 102.
Si la deuxième condition C2 n’est pas vérifiée, c’est-à-dire s’il existe au moins un équipement 301 du moteur 300 pour lequel l’ensemble de données d’identification lu obtenu à la deuxième étape 102 pour l’équipement 301 est différent de l’ensemble de données d’identification de référence correspondant à l’équipement 301 dans la configuration de référence, une cinquième étape 105 et une sixième étape 106 du procédé 100 selon l’invention sont réalisées pour chaque équipement 301 du moteur 300 pour lequel l’ensemble de données d’identification lu obtenu à la deuxième étape 102 pour l’équipement 301 est différent de l’ensemble de données d’identification de référence correspondant à l’équipement 301 dans la configuration de référence.
C’est notamment le cas si un équipement 301 du moteur 300 est associé à une pluralité d’ensembles de données d’identification lu dans la configuration obtenue à la deuxième étape 102.
La cinquième étape 105 du procédé 100 selon l’invention consiste pour un opérateur humain, à relever l’ensemble de données d’identification lisible sur l’équipement 301.
Le relevé est réalisé par contrôle visuel de l’équipement 301.
La sixième étape 106 du procédé 100 selon l’invention consiste à comparer l’ensemble de données d’identification lu obtenu à la deuxième étape 102 pour l’équipement 301 et l’ensemble de données d’identification de référence relevé pour l’équipement 301 à la cinquième étape 105.
Si une troisième condition C3 est vérifiée, une septième étape 107 du procédé 100 selon l’invention est réalisée.
La troisième condition C3 est vérifiée si l’ensemble de données d’identification lu obtenu à la deuxième étape 102 pour l’équipement 301 est identique à l’ensemble de données d’identification relevé pour l’équipement 301 à la cinquième étape 105.
La septième étape 107 du procédé 100 selon l’invention consiste à remplacer l’ensemble de données d’identification de référence correspondant à l’équipement 301 dans la configuration de référence par l’ensemble de données d’identification lu obtenu à la deuxième étape 102 pour l’équipement 301.
Si la troisième condition C3 n’est pas vérifiée, une huitième étape 108 du procédé 100 selon l’invention est réalisée.
La huitième étape 108 du procédé 100 selon l’invention consiste à générer une alerte.
La cinquième étape 105, la sixième étape 106, la septième étape 107 et la huitième étape 108 peuvent par exemple ne pas être réalisées si une quatrième condition C4 n’est pas vérifiée.
La quatrième condition C4 n’est pas vérifiée si aucune opération de remplacement de l’équipement 301 n’a eu lieu entre la date de dernière mise à jour de la configuration de référence et la date de réalisation de la configuration obtenue à la deuxième étape 102, ou si une opération de remplacement de l’équipement 301 a eu lieu entre la date de dernière mise à jour de la configuration de référence et la date de réalisation de la configuration obtenue à la deuxième étape 102 et l’ensemble de données d’identification lu obtenu à la deuxième étape 102 ne correspond pas à un ensemble de données d’identification de remplacement associé à l’opération de remplacement.
Dans une deuxième option, l’étiquette RFID 2 est disposée à proximité du sommet de la cuve en béton 1 dans une zone en saillie de la paroi latérale 4. Là encore, la solution technique n’est pas satisfaisante car elle nécessite une modification conséquente du procédé de fabrication de la cuve en béton 1 et notamment du moule ce qui entraine un surcout conséquent.
L’installation de l’étiquette RFID 2 dans du béton se traduit par une atténuation importante du signal électromagnétique reçu et émis par l’étiquette RFID 2 ce qui rend plus difficile la réception d’un signal électromagnétique par un lecteur d’étiquette RFID 6.
De manière inattendue, il a été observé qu’une étiquette RFID 2 installée dans le fond 3 de la cuve en béton 1 présente une atténuation satisfaisante du signal électromagnétique. Le signal électromagnétique émis est compatible avec une lecture hors de la cuve en béton 1, à proximité immédiate de l’ouverture de la cuve en béton 1. La lecture peut être réalisée avec un lecteur 6 qui se trouve entre 50 cm et 1 m au-dessus de l’ouverture du capot 5, par exemple avec un lecteur 6 tenu à bout de bras avec un opérateur debout ou légèrement penché.
La valeur d’atténuation est sensiblement identique à celle mesurée pour une étiquette RFID 2 disposée dans la partie sommitale de la paroi latérale 4 et en saillie à l’intérieur de la cuve en béton 1. Il est particulièrement intéressant d’installer l’étiquette RFID 2 dans le fond 3 de la cuve en béton 1 car cela a une influence minime sur les performances mécaniques de la cuve en béton 1. Cela permet également de ne pas trop modifier le procédé de fabrication de la cuve en béton 1. L’installation de l’étiquette RFID 2 dans le fond de la cuve 1 rend la lecture moins sensible à la configuration du capot 5.
Afin de protéger l’étiquette RFID 2 des agressions extérieures, l’étiquette RFID 2 est installée dans un radome 10 qui est étanche aux liquides. Un radome 10 étanche aux liquides permet de protéger l’étiquette RFID 2 de l’environnement extérieur et notamment des composants du béton ou des liquides et boues qui circulent dans la cuve 1. Le radome 10 forme un réceptacle fermé qui enferme le dispositif électronique 7 et l’antenne 8 à distance du béton. De manière générale, le couvercle du radome 10 est réalisé dans un matériau diélectrique qui est transparent et laisse passer les ondes dans la gamme de longueur d’onde du signal reçu et issu de l’étiquette RFID 2. Le matériau du radome 10 est électriquement isolant.
Le radome 10 est réalisé en plusieurs parties qui sont fixées les unes aux autres de manière à définir un boitier étanche qui contient l’étiquette RFID 2. Afin de protéger l’étiquette RFID 2 des composants du béton sans trop pénaliser la propagation du rayonnement électromagnétique, il est avantageux de former le sommet du radome 10 en céramique, plus préférentiellement en alumine (Al2O3) ou dans un matériau qui contient majoritairement en poids de l’alumine. Dans un mode de réalisation particulier, tout le radome 10 est réalisé en céramique et préférentiellement en alumine. En alternative, le couvercle, le reste du boitier ou tout le boitier peut être formé en matériau polymère. Le radome 10 est réalisé par exemple en Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS).
Un film d’air ou d’un autre gaz ou mélange gazeux est préférentiellement présent entre l’antenne 8 et le béton à l’intérieur du radome 10. La poche de gaz entre l’antenne 8 et le béton permet de ne pas atténuer le rayonnement électromagnétique pour faciliter sa propagation jusqu’au sommet de la cuve en béton 1 et à travers l’ouverture du capot 5. En alternative, une résine est introduite dans le radome 10 pour encapsuler l’antenne 8 et le dispositif électronique 7.
Afin de limiter l’atténuation du signal électromagnétique, il est avantageux de limiter l’enfoncement de l’étiquette RFID 2 à l’intérieur de l’épaisseur du fond 3.
Dans un mode de réalisation, le radome 10 est noyé dans le béton, c’est-à-dire complètement entouré de béton. Il est avantageux que l’étiquette RFID soit noyée dans le fond 3 à une profondeur comprise entre 0 mm et 100 mm, de préférence entre 5 mm et 100 mm, de préférence inférieure à 80 mm et encore plus préférentiellement inférieure à 50 mm. En d’autres termes, l’épaisseur de béton à traverser par le rayonnement électromagnétique entre l’antenne de l’étiquette RFID 2 et l’intérieur de la cuve en béton 1 est inférieure à 40 mm, de préférence comprise entre 5 mm et 40 mm.
De manière encore plus avantageuse, le radome 10 est installé dans le fond 3 de la cuve en béton 1 et le radome 10 possède une face qui n’est pas recouverte par le béton de manière à faciliter la propagation du signal. Afin d’éviter une détérioration accélérée du radome 10, il est préférable d’éviter que le radome 10 soit en saille du fond 3 de la cuve 1. Il est avantageux de prévoir que le radome 10 possède une face montée affleurante de la surface interne du béton. En alternative, le sommet du radome 10 forme une dépression dans la paroi de fond 3 de la cuve 1. Cette configuration a néanmoins tendance à conserver les boues et liquides ce qui est préjudiciable à une bonne circulation du signal électromagnétique.
Lorsque le radome 10 est monté affleurant de la surface de béton, la profondeur d’enfoncement de l’antenne 8 à l’intérieur du radome 10 présente un effet réduit sur le gain et l’impédance du signal émis. Il est donc avantageux d’installer le radome 10 affleurant pour réduire l’influence de la profondeur d’enfoncement de l’antenne 8 par rapport à la surface de la cuve destinée à recevoir les écoulements.
De manière générale, l’étiquette RFID 2 possède au moins une antenne 8 disposée à une profondeur comprise entre 5 mm et 40 mm par rapport à la surface du fond 3. L’antenne n’est pas en saillie du fond 3 de la cuve 1 pour éviter une détérioration accrue, ni enfoncée trop profondément ce qui entraine un affaiblissement trop important du signal.
Afin de faciliter l’installation et le maintien en position du radome 10, il est avantageux qu’une ou plusieurs parois latérales du radome 10 possèdent des éléments en saillie. Une fois que le béton a durci, le radome 10 ne peut plus être séparé de la cuve en béton.
Dans un mode de réalisation particulier, le radome 10 est un cylindre fermé à ses deux extrémités, par exemple un tube de section circulaire fermé à ses deux extrémités. Le diamètre externe du radome 10 peut être de 3 cm. Dans une alternative de réalisation illustrée à la , le radome 10 est un pavé, par exemple un pavé droit. Un radome 10 ayant une forme quelconque est également possible, par exemple un parallélépipède. Il est avantageux d’augmenter autant que possible la dimension du radome 10 perpendiculairement au plan AA défini par l’antenne 8. Un compromis doit être trouvé entre l’encombrement du radome 10 qui peut modifier les performances mécaniques du fond 3 de la cuve en béton 1 et l’amélioration de la propagation du signal électromagnétique.
La cuve en béton possède une paroi latérale 4 ayant une hauteur importante, au moins 1 mètre, de préférence au moins 2 mètres, voire 5 mètres. La grande hauteur de la paroi latérale 4 rend plus compliquée la réception du signal par l’étiquette RFID 2 ainsi que la réception du signal émis par l’étiquette RFID 2 jusqu’au lecteur d’étiquette RFID 6. De manière inattendue, des résultats de mesures acceptables ont été obtenus avec une étiquette RFID disposée dans le fond 3 d’une cuve en béton 1 possédant une paroi latérale 4 de cinq mètres de hauteur et avec un dispositif de lecture 6 situé hors de la cuve en béton 1, le couvercle étant ouvert.
Dans un mode de réalisation particulier, l’étiquette RFID 2 est munie d’un réflecteur 10a en matériau métallique. Le réflecteur 10a est séparé de l’ouverture de la cuve 1 par l’antenne 8 de sorte que le signal électromagnétique arrive avec un meilleur rapport signal/bruit jusqu’au lecteur d’étiquette RFID 6. Le réflecteur 10a peut être formé par une couche de métal sur une face, par exemple la face inférieure du radome 10 qui encapsule l’étiquette RFID 2. Le réflecteur 10a peut être formé par une plaque de métal dont l’épaisseur est inférieure à 5 mm. La plaque de métal peut être collée, formée par métallisation du boitier ou par tout autre technique adaptée. Le métal peut être de l’aluminium. L’utilisation d’un réflecteur 10a permet de réduire l’épaisseur du radome 10 recevant l’étiquette RFID 2. Il est avantageux d’avoir un réflecteur 10a plan, préférentiellement parallèle au plan défini par les antennes, et encore plus préférentiellement formé sur un fond plat du radome 10.
Typiquement, dans des situations telles que le franchissement d'un dos d'âne, une accélération ou une décélération importante, ou un changement de pente soudain, la valeur du tangage instantané peut temporairement s'écarter, de façon significative, de sa valeur calibrée. De même, lorsque le véhicule roule sur un coussin berlinois ou un nid de poule de manière « asymétrique », autrement dit lorsque seules les roues se trouvant d'un côté du véhicule franchissent le coussin berlinois ou le nid de poule, ou dans le cas d’un fort virage, la valeur du roulis instantané peut temporairement s'écarter, de façon significative, de sa valeur calibrée.