FR3078218A1 - Dispositif et procede d’extension de la zone d’echange de donnees et/ou de transfert d’energie de systemes communicants en champs proches - Google Patents

Dispositif et procede d’extension de la zone d’echange de donnees et/ou de transfert d’energie de systemes communicants en champs proches Download PDF

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Abstract

Dispositif d'extension de la zone d'échange de données et/ou de transfert d'énergie de systèmes électroniques communicants sans fil en champs proches (9), constitué d'un circuit électronique RLC (1), réglé de telle sorte que la fréquence de résonance du dispositif soit la plus proche possible de la fréquence de communication des systèmes électroniques communicants sans fil en champs proches (9). Son schéma électrique équivalent revient à une résistance R (2), en série avec une inductance L (3), en série avec une capacité C (4). Le circuit électronique RLC (1) peut être réalisé en formant au moins une spire à l'aide d'un conducteur (5), connecté à d'éventuels composants passifs (résistance(s), inductance (s), capacité(s)).

Description

La présente invention concerne un dispositif et un procédé d’extension de la zone d’échange de données et/ou de transfert d’énergie de systèmes communicants sans fil en champs proches (9).
La technologie de communication sans fil en champs proches permet un échange de données et un transfert d’énergie sans fil entre au moins deux systèmes électroniques communicants sans fil sur la même fréquence (par exemple 13,56MHz ou 125kHz). La zone d’échange de données et de transfert d’énergie possible est déterminée par la surface de la plus grande des antennes (des systèmes électroniques communicants sans fil concernés) qui doivent être idéalement face à face et distantes l’une de l’autre dans la majorité des cas d’au plus quelques centimètres.
Selon les applications, il y a au moins deux systèmes électroniques communicants sans fil en champs proches qui échangent des données et/ou transfèrent de l'énergie entre eux. Au moins l'un d'entre eux est un émetteur / récepteur. Il peut y avoir parmi ces systèmes un ou plusieurs systèmes électroniques communicant sans fil plus basiques, intégrant au moins une antenne et une mémoire dans laquelle sont stockées des données (et comportant ou non une source d’énergie ainsi que d’autres fonctions telles que des unités de calcul et/ou de mesure).
La zone maximale d’échange de données et/ou de transfert d’énergie entre deux systèmes électroniques communicants sans fil en champs proches est déterminée par un volume dont les limites sont représentées par la distance maximale entre leur antenne, permettant l’échange de données et le transfert d’énergie, autour de la surface de la plus grande des deux antennes.
L’invention proposée consiste à s’affranchir artificiellement de ces contraintes de taille et de géométrie d’antenne et de distance maximale permise par la technologie utilisée (puissance d’émission, sensibilité de réception, fréquence de communication) entre deux systèmes communicants sans fil en champs proches (9) en ajoutant un dispositif et procédé inventif intermédiaire permettant d’étendre cette zone.
Le dispositif et procédé inventif comporte au moins un circuit électronique résonant RLC (1) caractérisé par son impédance Z = R + jLw j/Cw. Son schéma électrique équivalent revient à une résistance R (2), en série avec une inductance L (3), en série avec un condensateur (4).
Le dispositif et procédé inventif peut également comporter d’autres éléments tels que des revêtements supérieurs (7) et/ou inférieurs (8) ou être intégré à toute sorte de support et/ou à toute sorte d’objet comportant une surface au moins équivalente à celle du circuit électronique résonant RLC (1).
L’impédance du circuit électronique RLC (1) du dispositif inventif est déterminée de telle sorte que la fréquence de résonance du dispositif inventif tienne compte des caractéristiques des matériaux constituant le dispositif et/ou dans lequel le dispositif est intégré.
L’impédance du circuit électronique RLC (1) est également déterminée de telle sorte que la fréquence de résonance du dispositif inventif, une fois intégré à un objet si c’est le cas, soit la plus proche possible de la fréquence de communication des systèmes électroniques communicants sans fil en champs proches (9) concernés par ledit dispositif.
La surface du circuit électronique RLC (1) est plus grande que celle des antennes des systèmes électroniques communicants sans fil en champs proches (9) concernés pour couvrir une zone d’échange de données et/ou de transfert d’énergie plus grande que sans le dispositif (cf. Fig. 4, 5 et 6).
Le dispositif permet l’échange de données et/ou le transfert d’énergie entre deux systèmes électroniques communicants sans fil en champs proches (9) ou plus dès lors que leurs antennes sont suffisamment proches, idéalement face à face et à au plus quelques centimètres, de la surface du circuit électronique RLC (1) du dispositif inventif (cf. Fig. 4, 5 et 6).
Les dessins annexés illustrent l’invention.
La figure 1 représente le schéma électrique équivalent du dispositif de l’invention.
La figure 2 représente en vue du dessus une réalisation possible du dispositif de l’invention.
La figure 3 représente en vue en coupe une réalisation possible du dispositif de l’invention, comportant un circuit électronique RLC (1), un ou plusieurs matériaux de revêtement supérieurs (7) et un ou plusieurs matériaux de revêtement inférieurs (8).
La figure 4 représente en vue de dessus le revêtement supérieur (7) du circuit électronique RLC (1), ainsi que deux systèmes électroniques communicants sans fil en champs proches (9), pouvant communiquer entre eux grâce au dispositif inventif.
La figure 5 représente en vue de dessus le revêtement supérieur (7) du circuit électronique RLC (1), ainsi que deux systèmes électroniques communicants sans fil en champs proches (9), pouvant communiquer entre eux grâce au dispositif inventif.
La figure 6 représente en vue de dessus le revêtement supérieur (7) du circuit électronique RLC (1), ainsi que cinq systèmes électroniques communicants sans fil en champs proches (9), pouvant communiquer entre eux grâce au dispositif inventif.
En référence à ces dessins, un mode de réalisation du dispositif inventif consiste à ce que ce dernier comporte un circuit électronique RLC (1), intégré ou non à un objet existant ou à un nouvel objet (par exemple un sous&nain, un tapis de jeu, un drap housse, une housse de tablette, un meuble...), et comportant ou non un ou plusieurs matériaux de revêtement supérieurs (7) et/ou inférieurs (8).
Le circuit électronique RLC (1) peut être réalisé en formant au moins une spire, c’est à dire une boucle, à l’aide d’un conducteur (5) connecté ou non à un ou plusieurs composants électroniques (6) tels qu’une ou plusieurs résistances, une ou plusieurs inductances selfiques et/ou un ou plusieurs condensateurs.
Le nombre de spires formées par le conducteur (5), sa section, son espacement d’une spire à l’autre, la géométrie et les dimensions de la spire ou des spires formées font partie des paramètres déterminant l’impédance du dispositif inventif Z = R + jLw - j/Cw et de fait déterminant sa fréquence de résonance.
A titre d'exemple non limitatif, le circuit électronique RLC (1) peut couvrir la surface d'une feuille au format A3.
L’avantage de cette réalisation est que le dispositif est très économique, 5 léger, peu encombrant, fiable, étanche, sans source d’énergie intégrée, pouvant avoir une durée de vie de plusieurs années.
Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à étendre la zone d’échange de données et/ou de transfert d’énergie de systèmes électroniques communicants sans fil en champs proches (9).

Claims (3)

  1. REVENDICATIONS
    1) Dispositif d’extension de la zone d’échange de données et de transfert d’énergie de systèmes électroniques communicants sans fil en champs proches (9) caractérisé en ce qu’il comporte un circuit électronique résonant RLC (1) à la fréquence de communication des systèmes électroniques précédemment cités, caractérisé par son impédance, Z = R + jLw - j/Cw, où R (2) représente sa résistance, L (3) son inductance et C (4) sa capacité.
  2. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit électronique RLC peut être réalisé en formant au moins une spire, c’est à dire une boucle, à l’aide d’un conducteur électrique (5) connecté ou non à un ou plusieurs composants électroniques (6) tels qu’une ou plusieurs résistances, une ou plusieurs inductances selfiques et/ou une ou plusieurs capacités.
  3. 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le nombre de spires formées par le conducteur électrique (5), la section des spires, leur espacement entre elles, leur géométrie et leurs dimensions et les propriétés électriques du conducteur utilisé constituent les paramètres à adapter en fonction de l'impédance Z = R + jLw - j/Cw et de la surface du dispositif désirés.
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