SYSTEME D'ANTENNES PASSIVES DE PROTECTION BIOLOGIQUE

La présente invention s© rapporte au domaine de la protection biologique individuelle contre les émissions de pollution électromagnétique.

La présente invention concerne plus particulièrement une antenne passive à large spectre de protection d'un individu contre les ondes électromagnétiques émises par un appareil type téléphone portable, ordinateur portable ou tout émetteur fixe quelconque aussi bien en hautes fréquences qu'en basses fréquences.

On sait que le corps lui-même est capable de déphaser des signaux internes au corps ou venus de l'extérieur. Si les signaux extérieurs sont trop forts, le cerveau n'est plus capable de déphaser à 180° suffisamment d'énergie pour protéger le corps contre la pollution électromagnétique associée à ces signaux. L'objet de la présente invention est de proposer une antenne passive permettant d'apporter une onde complémentaire déphasée antagoniste de protection de l'utilisateur.

Il est connu le principe général de fonctionnement des antennes passives de protection biologique. Comme mentionné dans l'article « SBB : se protéger des effets de l 'électromagnétisme » page 23 de la revue Les Acteurs de l'Innovation, CNRS, 5 décembre 2002, il s'agit de capter les ondes émises par l'appareil émetteur en réémettant des ondes déphasées vers l'utilisateur. Le dispositif d'antenne passive capte, grâce à l'une des deux antennes le constituant (celle la plus proche de la source nocive), l'onde électromagnétique polluante en phase émise par l'appareil émetteur, puis réémet passivement (sans apport d'énergie complémentaire autre que celle de l'onde électromagnétique reçue) une onde déphasée de 180° à l'aide

de la deuxième antenne par induction de l'énergie reçue via la première antenne. L'onde ainsi déphasée informe les cellules du corps, via le cerveau, pour la protection biologique contre les émissions électromagnétiques. Des expérimentations sur les effets biologiques de telles antennes passives en environnement électromagnétique ont été réalisées par le Prof. Pradal-Prat de la faculté de médecine de Montpellier-Nîmes ainsi que le professeur Gaudeau, physicien à l'Université de Tours. Que l'appareil polluant soit un ordinateur portable, un téléphone portable ou tout autre émetteur d'ondes, ces expérimentations montrent que ces antennes passives déphasées ont un effet antagoniste sur les modifications de potentiels électrophysiologiques des individus . Les analyses biologiques effectuées sur les utilisateurs avec ces antennes passives confirment que celles-ci doivent être placées entre la source d'émission et l'individu, si possible près du corps et à n'importe quel endroit afin d'obtenir la meilleure protection et d'avoir le meilleur effet d'induction dans le corps.

L'art antérieur connaît déjà, par les brevets FR 2781088, FR 2826784, FR 2828770 et les demandes de brevets FR 03/02855 et FR 03/10168, des antennes passives formées sensiblement de deux boucles inverses symétriques par rapport à un point central. Plusieurs variantes ont été proposées, concernant notamment la taille, le dédoublement des boucles par la présence de boucles additionnelles à l'intérieur des deux boucles principales, la discontinuité de l'antenne. Ces solutions concernent chacune une antenne croisée pour laquelle une isolation a été apportée au niveau du croisement pour satisfaire l'isolation des deux parties conductrices superposées. En fonctionnement, l'antenne procède par conduction électrique, le croisement assurant une inversion du sens (horaire ou antihoraire) du courant

électrique pour provoquer un déphasage de 180°. Ces solutions présentent l'inconvénient qu'elles ne fonctionnent que sur un spectre étroit et limité puisque le diamètre des boucles doit respecter un accord avec la longueur d'onde polluante : par exemple 1/2 onde, 1/4 onde, 5/8 onde, ... Elles présentent également l'inconvénient d'être plus complexes à fabriquer du fait de l'isolation nécessaire au croisement de l'antenne et d'être plus fragile parce qu'une zone surélevée à l'endroit du croisement est exposée à des frottements et contraintes supérieures au reste de l'antenne. En outre, la zone de liaison de l'autre côté des antennes à l'endroit du croisement, par traversée cuivrée, reste fragile car les pistes d'antenne sont sur isolant souple, donc sujettes à des contraintes mécaniques de manipulation avant la pose sur l'appareil.

Il y a donc un besoin d'antennes passives fournissant une protection biologique sur un large spectre de fréquences et qui soit plus simple de conception et plus solide, notamment en diminuant les zones de fragilité.

On connaît également, par la demande US- 2003/0011530, des antennes ou systèmes d'antennes en spirale. Des systèmes de ce type sont également connus et reposent sur des configurations logarithmiques des éléments d'antenne. L'induction d'un élément d'antenne à l'autre dépend de la largeur de l'espace (zone isolante) entre des différents éléments d'antennes. Du fait de la configuration logarithmique, cet espace est irrégulier et l'induction résultante est très inégale selon les longueurs d'onde de l'émission électromagnétique. Un premier inconvénient de cette solution est ainsi relatif à une induction excessivement variable.

En outre, cette solution présente des antennes imbriquées les unes dans les autres. Les figures FIG. l(b) à

FIG. l(d) de ce document US-2003/0011530 montrent que les antennes sont en spirales et s'enroulent ensemble autour d'un point central. Les pointes centrales des éléments d'antennes de tels systèmes sont généralement dédiées au branchement d'un câble pour constituer un dipôle standard. Il convient de reconnaître que ces dispositifs ne sont utilisés en mode passif, il en résulte que les propriétés d'induction de tels systèmes ne sont généralement pas utilisées, seule la conduction des antennes vers le câble est utilisée. Néanmoins, d'un point de vue électromagnétique, de fortes perturbations d'induction causées par l'imbrication des antennes rendent le système d'antennes, s'il est utilisé en mode passif, peu efficace contre les ondes électromagnétiques polluantes. De tels systèmes d'antennes présentent ainsi un rendement moyen à faible, mais adéquat à une utilisation habituelle active, c'est-à-dire avec branchement d'un câble à un appareil de réception et alimentation correspondante. L'usage passif de tels systèmes n'est pas efficace. Un autre but de la présente invention est de résoudre les inconvénients de tels systèmes d'antennes en vue d'un usage passif.

La présente invention entend remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant des antennes passives planes ayant une surface métallique pleine importante sur une seule face et se faisant face en position tête-bêche, et ces antennes sont éventuellement accordées au minimum en quart d'onde. Un certain nombre d'accords sont généralement utilisés : 1/4 d'onde, 1/2 d'onde, pleine onde ou tout multiple de la longueur d'onde, ou enfin des accords particuliers connus tels le 5/8* ^* *. Les accords inférieurs à

1/4 d'onde sont généralement considérés comme moins efficaces sans être pour autant exclus de la présente invention. En particulier, les calculs traditionnels

d'accord pour antennes circulaires pourront être appliquée à la présentation pour autant que le système d'antennes établi soit sensiblement de forme circulaire.

Le procédé selon la présente invention répond particulièrement bien aux besoins de protection biologique contre les radiations électromagnétiques en offrant une efficacité accrue par rapport aux solutions de l'art antérieur sur une gamme de fréquences vaste, allant des basses fréquences aux hautes fréquences.

L'invention peut être mise en œuvre pour se protéger de tout type d'appareil ou source électromagnétique, par exemple le téléphone portable, l'ordinateur portable, le Wifi ... Selon les accords retenus, cet ensemble d'antennes peut avoir des dimensions relativement réduites grâce à leurs formes particulières (voir ci-après), ce qui permet de les adapter sur des téléphones portables par exemple en hautes et en basses fréquences ou de se protéger des émissions électromagnétiques des ordinateurs portables auquel cas leurs dimensions peuvent être nettement plus importantes. Il est également possible de porter ces antennes en pendentif pour se protéger des pollutions électromagnétiques environnantes, sur une large bande de fréquences. Notamment la forme particulière proposée dans la suite de la description permet d'obtenir des accords identiques (par exemple en quart d'onde) pour des dimensions réduites de moitié par rapport aux antennes classiques rondes, par exemple celles mentionnées dans les documents de l'art antérieur cités précédemment.

Pour les hautes fréquences, il est conseillé d'accorder ces antennes sur les fréquences à protéger.

Pour les basses fréquences, la surface importante des antennes pleines permet de capter suffisamment d'énergie (grâce au métal plein sur au moins 90% de la surface du

système d'antennes) pour réémettre l'ondâ déphasée à 180° vers le corps de l'individu. En outre, il est possible d'augmenter la surface des antennes pour améliorer les résultats car aucun accord n'est nécessaire en basses fréquences : seule la surface métallique compte, ce qui est relativement nouveau par rapport à l'art antérieur. Des solutions comme celles décrites dans US-2003/0011530 ont une surface d'antennes représentant que la moitié de la surface occupée par le système d'antennes spiralées, les rendant peu efficaces envers les ondes basses fréquences. Dans la présente invention, l'utilisation d'une surface occupée par les antennes d'au moins 90%, voire 95% dans les meilleurs cas permet de se prémunir contre les basses fréquences.

à cet effet, l'invention concerne dans son acception la plus générale un système d'antennes passives pour la protection électromagnétique individuelle comprenant une première antenne passive pour la réception de l'onde électromagnétique en phase, une deuxième antenne passive identique en forme et surface à ladite première antenne pour l'émission d'une onde déphasée à 180° de ladite onde électromagnétique, lesdites première et deuxième antennes étant séparées par une zone isolante et chacune desdites antennes ayant une ligne médiane dans le sens longitudinal dont les vecteurs tangentes le long de la ligne médiane parcourent un angle inférieur à 270°. On peut également dire que tous ces vecteurs tangents s ' inscrivent dans un cône de 270°.

La zone isolante assure que le système d'antenne fonctionne par mécanisme d'induction.

Les antennes utilisées sont de forme allongée de telle sorte qu'il est possible de définir une ligne médiane dans le sens longitudinal. Cette ligne médiane peut être définie par ses points qui sont situés à équidistance des deux bords latéraux de l'antenne les plus proches. Les vecteurs

tangentes sont pris en considération en parcourant la ligne médiane d'une extrémité à l'autre. Selon la caractérisation précisée, l'ensemble des vecteurs tangentes s'inscrit dans un « cône » de 270°. Cette σaractérisation assure que les antennes du système ne sont pas « imbriquées » les unes dans les autres comme c'est le cas dans la solution du document US-2003/0011530. L'invention se prémunit ainsi d'une dégradation de l'induction par perturbation interne.

Ce « cône » de tangentes peut également être descendu à 180° comme c'est le cas dans le premier exemple développé ci-après. Eventuellement, un angle maximal de 90° peut être retenu, illustré notamment par l'exemple en « triangle » ci- après .

En lieu et place de la ligne médiane, il est également envisagé d'appliquer les mêmes contraintes tangentielles à la périphérie des antennes. On définit alors deux portions de périphéries délimitées par les deux points de la périphérie aux extrémités de la zone isolante. Ainsi une portion, de périphérie « longe » la zone isolante alors que l'autre portion de périphérie délimite la partie de l'antenne éloignée de la zone isolante.

Afin de conférer une induction homogène, il est prévu que ladite zone isolante présente une largeur constante entre lesdites antennes. Cette largeur concerne la distance séparant de façon généralement orthogonale les antennes du système. Elle peut être la largeur d'une piste isolante ou l'épaisseur d'une couche isolante.

Pour permettre une induction efficace, la largeur maximale de la couche isolante est de 3 mm. En pratique, on préférera une valeur de 1 mm. Cette valeur dépend de la constante diélectrique de l'isolant. Les valeurs présentées ici sont conformes à des matériaux isolants courants tels que l'air ou un isolant haute fréquence ayant une constante diélectrique optimale.

Afin d'éviter tout risque d'amorçage d'un arc électrique entre les antennes en présence d'ondes électromagnétiques haute fréquence (UHF, hyperfréquences) de puissance élevée, cette largeur est choisie supérieure à 0,5 mm.

Dans un mode de réalisation, chacune desdites antennes est formée par une surface métallique pleine asymétrique, les deux surfaces étant symétriques par rapport à un point situé sur une courbe de séparation médiane de ladite zone isolante .

Pour assurer une induction efficace, les périphéries ou périmètres des antennes au niveau de la zone isolante sont parallèles et non anguleuses. Notamment, chaque point de la périphérie desdites antennes au voisinage dudit point de symétrie présente une unique tangente. Ceci permet notamment d'éviter des effets parasites liés à de telles « pointes », comme c'est le cas dans le document US- 2003/0011530.

Selon une alternative qui vise à miniaturiser le système d'antennes, il est prévu que chacune desdites antennes est formée par une surface métallique pleine asymétrique, les deux surfaces étant superposées forme sur forme de part et d'autre de ladite zone isolante. On entend par « forme à forme » le fait que les antennes sont superposées sans décalage en rotation ni en déplacement de l'une par rapport à l'autre. En vue de dessus, des antennes superposées forme à forme ne font plus qu'une. La zone isolante évoquée est située entre les deux antennes et assure l'induction d'une antenne par l'autre.

Dans un mode de réalisation particulier, lesdites antennes sont en métal bon conducteur plein. La présence du métal plein assure un accord à très large spectre de

fréquences, notamment pour toute la plage des basses fréquences pour laquelle la présence du métal plein permet de capter et réémettre plus d'énergie.

Particulièrement, ledit métal est du cuivre nu, étamé ou recouvert d'or.

Dans un autre mode de réalisation, lesdites antennes sont déposées sur un support isolant. L'espace laissé entre les antennes déposées sur le support constitue la zone isolante, soit faite d'air, soit remplie d'un isolant adapté.

Particulièrement, ledit support isolant est rigide ou souple. La souplesse du support permet d'appliquer le système d'antennes sur un appareil présentant des surfaces incurvées. Le système reste efficace malgré la courbure de celui-ci, tout autant que cette courbure reste assez mesurée, c'est-à-dire inférieure à 90° sinon le déphasage à 180° n'est plus obtenu, et de préférence inférieur à 45°.

Dans un mode de réalisation particulier, lesdites antennes sont imprimées métalliquement sur une face dudit support isolant. Selon les configurations choisies, les antennes sont imprimées sur la même face (premier et deuxième exemples décrits après) soit imprimées de part et d'autre du support isolant (troisième réalisation ci-après).

éventuellement, ledit support isolant présente sur son verso une couche adhésive pour permettre la fixation du système sur un appareil. Cette configuration est adoptée dans le cas où les antennes sont imprimées sur une même face, celle qui est du côté opposé à la couche adhésive.

Dans un mode de réalisation particulier, l'isolant constituant ladite zone isolante présente une constante diélectrique la plus basse possible et adaptée aux hautes fréquences .

Dans un mode de réalisation, lesdites antennes sont recouvertes d'une couche adhésive de surface de protection permettant de recevoir des inscriptions, par exemple, l'information de son usage. Dans le cas où le système est constitué d'antennes superposées forme à forme, une telle couche de protection est appliquée sur les deux surfaces extrêmes du système.

Dans un autre mode de réalisation, lesdites antennes sont enrobées dans une matière isolante épaisse telle une résine isolante ou enfermées dans un petit boîtier rond.

Dans un mode de réalisation, la dimension totale des deux antennes et dudit système accordée au moins en quart d'onde est inférieure de moitié de la dimension d'antennes quart d'onde rondes communes. Une configuration de l ' invention appropriée à la protection contre les ondes électromagnétiques de téléphones cellulaires propose que lesdites antennes forment une ensemble globalement circulaire de diamètre sensiblement égal à 24 mm, éventuellement 26 mm en respectant l'accord théorique du 1/4 d'onde pour une fréquence de 900 MHz.

On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ci-après à titre purement explicatif, d'un mode de réalisation de l'invention, en référence à la figure annexée : les figures 1 et 2 représentent deux exemples planaires de mode de réalisation de la présente invention ; la figure 3 illustre un mode de réalisation multicouσhes de l ' invention ; - les figures 4a, 4b, 4c et 5 illustrent la forme générale des antennes.

En référence à la figure 1, le système d'antennes passives est sensiblement de forme globale circulaire en deux parties comprenant une première partie 1 faisant office

d'antenne de réception et une seconde partie 2 faisant également office d'antenne de réémission déphasée.

Les antennes 1 et 2 sont inverses, de forme allongées et incurvées, et symétriques l'une de l'autre par rapport au centre du cercle. Chaque antenne est asymétrique se terminant à une extrémité en pointe légèrement arrondie et à l'autre extrémité en une partie bombée arrondie. La ligne médiane 5 de chacune des antennes est située au milieu de la largeur de chaque antenne et s'étend dans le sens longitudinal de ces antennes. La ligne médiane est une portion de spirale s 'étendant depuis l'extérieur du cercle en une pointe extrême de l'antenne vers l'intérieur du cercle à l'extrémité de la partie gonflée. Les antennes sont en métal plein déposé sur un isolant 3. Le métal est choisi pour être très bon conducteur, par exemple du cuivre nu ou étamé ou tout autre métal bon conducteur (or), sous forme de circuit imprimé simple face sur l'isolant 3. Le support isolant 3 peut être choisi souple ou rigide et l'isolant est de bonne qualité isolante aux hautes fréquences, l'accord optimum en hautes fréquences étant fonction de la constante diélectrique de cet isolant que l'on recherche la plus faible possible. Le circuit souple est recommandé sur des appareils aux reliefs variables comme les téléphones portables . Une zone isolante 4, extension du support général isolant 3, sépare les deux antennes 1 et 2. Elle fait office de zone inductive électromagnétique entre les deux antennes pleines 1 et 2. Cette zone isolante 4 présente une largeur constante, cette largeur étant de 1 mm pour assurer une induction à la fois en hautes fréquences et en basses fréquences. Les parties rapprochées des deux antennes au niveau de la zone isolante (représentées par la ligne (A-B) référencée 11 le long de la zone isolante) sont parallèles en ne présentent pas d'irrégularités entraînant des perturbations dans l'induction d'une antenne par l'autre. En

particulier, aucune « pointe » n'est présente sur cette portion « commune ». On entend par pointe, une protubérance qui ne suit pas la courbure générale de cette zone isolante. En particulier des angles (points de la courbe présentant plus d'une tangente) sont à proscrire.

Toujours en référence à la figure 1/ la ligne médiane 5 de chaque antenne 1 et 2 part d'une extrémité de l'antenne (pointe B) jusqu'à l'extrémité opposée (milieu de la partie bombée) et comprend l'ensemble des points équidistants des bords de l'antenne. Les flèches 5a _r 5b, 5c et 5d représentent différents vecteurs tangents le long de cette ligne médiane 5. En référence à la figure 4a, ces vecteurs tangents sont compris dans un « cône » d'environ 150°, soit inférieur à la fois à 270° et à 180 ^e .

En lieu et place de la ligne médiane, il est également envisagé d'appliquer les mêmes contraintes tangentielles à la périphérie des antennes. Une première portion de périphérie 11 a été définie précédemment et longeant la zone isolante entre les deux points extrêmes A et B d'une antenne à proximité la zone isolante (sensiblement les points définissant le début et la fin de la zone isolante) . Une deuxième portion de périphérie 12 définit la portion externe de l'antenne entre ces deux points.

En référence aux figures 4b et 5, des vecteurs tangentes 11/12 a/b/c/d ont été tracés le long de ces deux chemins de périphérie. La figure 4b montre que, pour le chemin 11, ces vecteurs sont également compris dans un cône de 180°. La figure 4c établit le même constat pour les vecteurs du chemin 12.

En plus de la constante diélectrique du support isolant, des tests réalisés montrent qu'il y a lieu de déduire aussi un certain pourcentage des dimensions

théoriques des antennes accordées, en raison de la proximité des antennes, dû à une influence réactionnelle de l'une par rapport à l'autre. Ce pourcentage peut être déterminé avec un analyseur de spectre. Une valeur déterminée est d'environ 10%.

L'ensemble de ces deux antennes ont par exemple un diamètre total de 26 mm environ, pour un accord théorique en 1/4 d'onde pour une fréquence d'ondes de 900 MHz environ, et un accord en h onde pour une fréquence de 1800 MHz. On choisit pour la pratique le diamètre 24 mm qui correspond sensiblement aux dimensions corrigées dues aux phénomènes précisés précédemment.

La zone isolante de largeur 1 mm représente sensiblement deux demi-cercles de diamètre 13 mm. Ainsi la surface isolante 4 est de 13.% mm ² . La surface totale occupée par le système est (26/2) ² .π mm ² .

Ainsi la surface isolante occupe 1/13 ≈ 7,6% de la surface totale. Une zone isolante de 0,5 mm de largeur diminue ce ratio à 3,8%.

La surface des antennes 1 et 2 joue un rôle prépondérant dans la largeur du spectre traité. Lorsque cette surface totale couverte par les antennes croît, la largeur de bande traitée croît également ainsi que le rendement en basses fréquences.

Par sa forme symétrique, le système d'antennes passives est réversible selon sa position vis-à-vis de la source d'émission. L'antenne la plus proche de la source d'ondes capte toujours au mieux les ondes en phase. Ainsi, si l'antenne 1 capte l'onde polluante en phase, le signal est transmis par induction à l'antenne 2 qui devient du coup l'antenne déphasée à 180° et qui réémet le signal

antagoniste vers le corps de l'individu portant le système d'antennes afin de le protéger.

L'ensemble fonctionne en passif et l'énergie reçue par le corps est largement suffisante pour informer les cellules via le cerveau, pour assurer un effet antagoniste pour contrer les ondes en phase polluantes.

En vue d'une utilisation de l'invention sur des téléphones portables ou des ordinateurs portables, l'invention est recouverte d'une protection adhésive de surface sur laquelle peut être indiqué la fonction ou l'identification des antennes. Pour fixer l'ensemble sur l'appareil électromagnétique, le verso (côté opposé aux antennes) du support isolant 3 est muni d'une couche adhésive.

En vue d'une utilisation sous forme de pendentif, les antennes sont enrobées d'un isolant épais, par exemple des résines ou enfermées dans un boîtier approprié.

La figure 2 représente une alternative présentant deux antennes planes 1 et 2 de forme triangles rectangles (angles de 30°, 60° et 90°) mises tête-bêche et séparées le long de leur hypoténuse respective par la zone isolante 4. Ces antennes sont également imprimées sur le support 3.

Dans cette configuration, la ligne médiane 5 de chaque antenne est une ligne cassée à 45°, ainsi les tangentes de cette ligne médiane s'inscrivent dans un « cône » de 45°.

La surface occupée par la zone isolante de 1 mm est

4 -—— Tf. Pour une hypoténuse d'environ 26 mm, le ratio est alors de 8,88%.

L'antenne de la figure 2 est de fabrication aisée en raison de sa forme particulièrement simple et des découpes linéaires qu'elle engendre.

En référence à la figure 3 _/ un mode de réalisation de l'invention est multicouches comprenant une première antenne 1 similaire à celle de la figure 1 (ou une autre forme adaptée) et une deuxième antenne 2 similaire en forme. Ces deux antennes sont superposées l'une sur l'autre sans décalage de part et d'autre de la zone isolante A.