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Title:
RADIO-FREQUENCY ENERGY COLLECTION CIRCUIT AND COMMUNICATION DEVICE INCORPORATING SUCH A RADIO-FREQUENCY COLLECTION CIRCUIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/030696
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a circuit (20) for collecting radio-frequency energy including an antenna (21) suitable for receiving radio-frequency energy, a converter suitable for converting the received radio-frequency energy into a DC electrical voltage, referred to as "RF/DC converter (23)", a capacitor (25) for storing electrical energy and an interface circuit (24) arranged between an output port of said RF/DC converter (23) and said capacitor (25) for storing electrical energy. The interface circuit (24) is a passive electrical circuit comprising a resistive load placed in series between the output port of the RF/DC converter (23) and the capacitor (25) for storing electrical energy, said resistive load having a static value no lower than 400 kiloohms. The invention likewise relates to a communication device incorporating such a radio-frequency energy collection circuit.

Inventors:
MENNEKENS JAN (FR)
Application Number:
PCT/EP2019/071226
Publication Date:
February 13, 2020
Filing Date:
August 07, 2019
Export Citation:
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Assignee:
UWINLOC (FR)
International Classes:
H02J50/20
Foreign References:
US20090067208A12009-03-12
FR2904880A12008-02-15
US20150365013A12015-12-17
Attorney, Agent or Firm:
IPSIDE (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 - Circuit (20) de collecte d’énergie radiofréquence comportant une antenne

(21 ) adaptée à recevoir de l’énergie radiofréquence, un convertisseur adapté à convertir l’énergie radiofréquence reçue en une tension électrique continue, dit « convertisseur RF / DC » (23), une capacité (25) de stockage d’énergie électrique et un circuit (24) d’interface agencé entre un port (231 ) de sortie dudit convertisseur RF / DC (23) et ladite capacité (25) de stockage d’énergie électrique, ledit circuit (20) de collecte d’énergie radiofréquence étant caractérisé en ce que le circuit (24) d’interface est un circuit électrique passif comportant une charge résistive (240) placée en série entre le port (231 ) de sortie du convertisseur RF / DC (23) et la capacité (25) de stockage d’énergie électrique, de sorte que le convertisseur RF / DC (23) charge la capacité (25) de stockage d’énergie électrique à travers ladite charge résistive, ladite charge résistive étant de valeur statique égale ou supérieure à 400 kilo-ohms.

2 - Circuit (20) de collecte d’énergie radiofréquence selon la revendication 1 , dans lequel la charge résistive (240) est de valeur égale ou supérieure à 1 méga-ohms.

3 - Circuit (20) de collecte d’énergie radiofréquence selon la revendication 2, dans lequel la charge résistive (240) est de valeur égale ou supérieure à 3 méga-ohms.

4 - Circuit (20) de collecte d’énergie radiofréquence selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la capacité (25) de stockage d’énergie électrique comporte un super-condensateur.

5 - Circuit (20) de collecte d’énergie radiofréquence selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le convertisseur RF / DC (23) est un circuit de Greinacher.

6 - Dispositif (50) de communication, comportant un circuit (40) de communication, caractérisé en ce qu’il comporte :

- un circuit (20) de collecte d’énergie radiofréquence selon l’une quelconque des revendications 1 à 5,

- un circuit (30) de contrôle de tension électrique, configuré pour évaluer un critère de tension électrique suffisante et, lorsque le critère de tension électrique suffisante est vérifié, pour alimenter en énergie électrique le circuit (40) de communication à partir de la capacité (25) de stockage d’énergie électrique.

7 - Dispositif (50) de communication selon la revendication 6, dans lequel le circuit (30) de contrôle de tension électrique comporte un circuit élévateur de tension continue, dit « convertisseur DC / DC boost » (33).

8 - Dispositif (50) de communication selon l’une quelconque des revendications 6 à 7, dans lequel le circuit (40) de communication comporte un module (41 ) de contrôle et un module (42) de communication sans fil adapté à émettre des messages sous la forme de signaux radiofréquences.

9 - Dispositif (50) de communication selon la revendication 8, dans lequel le module (42) de communication sans fil est configuré pour émettre chaque message sous la forme d’une séquence d’impulsions radio à bande ultra- large.

10 - Dispositif (50) de communication selon l’une quelconque des revendications 8 à 9, dans lequel le module (41 ) de contrôle est configuré pour, lorsqu’il est alimenté en énergie électrique :

- émettre un premier message par l’intermédiaire du module (42) de communication sans fil,

- sélectionner un retard aléatoire d’émission et émettre un second message, par l’intermédiaire du module (42) de communication sans fil, après expiration du retard aléatoire d’émission sélectionné.

Description:
Circuit de collecte d’énergie radiofréquence et dispositif de communication intégrant un tel circuit de collecte radiofréquence

DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention appartient au domaine des circuits électriques de collecte d’énergie, et concerne plus particulièrement un circuit de collecte d’énergie radiofréquence permettant de collecter de l’énergie radiofréquence à des niveaux de réception faibles.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

La figure 1 représente schématiquement un exemple connu de circuit 10 de collecte d’énergie radiofréquence.

Tel qu’illustré par la figure 1 , le circuit 10 de collecte d’énergie radiofréquence selon l’art antérieur comporte tout d’abord une antenne 11 adaptée à recevoir de l’énergie radiofréquence.

Le circuit 10 de collecte d’énergie radiofréquence comporte également un convertisseur adapté à convertir l’énergie radiofréquence reçue en une tension électrique continue, dit « convertisseur RF / DC » 13. Généralement, le convertisseur RF / DC 13 est un circuit redresseur multiplieur de tension constitué par une ou plusieurs diodes et un ou plusieurs condensateurs reliés entre eux, par exemple sous la forme d’un circuit de Greinacher.

Le circuit 10 de collecte d’énergie radiofréquence comporte également un circuit 12 d’adaptation d’impédance, entre l’antenne 1 1 et le convertisseur RF / DC 13, visant à adapter les impédances respectives de ladite antenne 11 et dudit convertisseur RF / DC 13.

L’ensemble constitué par l’antenne 11 , le circuit 12 d’adaptation d’impédance et le convertisseur RF / DC 13 est également connu sous le nom d’« antenne redresseuse » dans la littérature scientifique (ou « rectenna » pour « rectifying antenna » dans la littérature anglo-saxonne).

Le circuit 10 de collecte d’énergie radiofréquence comporte également un circuit 14 d’interface qui réalise l’interface entre le convertisseur RF / DC 13 et une capacité 15 de stockage d’énergie électrique. C’est ensuite à partir de la capacité 15 de stockage que d’autres équipements (capteur, microprocesseur, circuit de communication sans fil, etc.) sont alimentés en énergie électrique. De manière conventionnelle, le circuit 14 d’interface vise à maximiser la puissance électrique fournie à la capacité 15 de stockage. A cet effet, le circuit 14 d’interface comporte un circuit de suivi du point maximal de puissance, dit « circuit MPPT » 140 (« Maximum Power Point Tracking »). De manière connue, un circuit MPPT 140 modifie de manière dynamique la charge en sortie du convertisseur RF / DC 13 afin de maximiser la puissance électrique en sortie dudit circuit MPPT 140. Le plus souvent, le circuit MPPT 140 est également suivi d’un circuit élévateur de tension continue, dit « convertisseur DC / DC boost » 141 , qui vise à augmenter la valeur de tension maximale aux bornes de la capacité 15 de stockage.

Un circuit 10 de collecte d’énergie radiofréquence tel qu’illustré par la figure 1 présente de bonnes performances lorsque l’énergie radiofréquence reçue par l’antenne 1 1 n’est pas trop faible, supérieure à -17 dBm. Pour de tels niveaux d’énergie radiofréquence reçue, le circuit 14 d’interface permet en effet de maximiser la puissance électrique fournie à la capacité 15 de stockage, et donc de charger celle-ci de manière efficace et rapide.

Toutefois, un tel circuit 10 de collecte d’énergie radiofréquence n’est pas adapté dans le cas où l’énergie radiofréquence reçue par l’antenne 1 1 est plus faible. Par exemple, un niveau d’énergie radiofréquence reçue inférieur à -20 dBm sera généralement insuffisant pour alimenter à lui seul le circuit MPPT 140, qui comporte de nombreux composants actifs qui doivent être alimentés en énergie électrique pour pouvoir fonctionner. L’énergie électrique fournie par le convertisseur RF / DC 13 étant insuffisante pour faire fonctionner le circuit MPPT 140, et plus généralement le circuit 14 d’interface, il n’est alors pas possible de charger la capacité 15 de stockage.

Par exemple, dans un système d’alimentation électrique sans fil dans lequel le circuit 10 de collecte d’énergie radiofréquence est alimenté à distance par un émetteur d’énergie radiofréquence, alors le niveau minimal d’énergie électrique reçue permettant de charger la capacité 15 de stockage détermine la portée maximale dudit système d’alimentation électrique sans fil. Un niveau de réception de -17 dBm correspond, pour un émetteur d’énergie radiofréquence qui émet à 33 dBm (2 Watts), à une portée maximale de 10 mètres. Or il est souhaité, pour certaines applications, pouvoir atteindre une portée maximale supérieure à 20 ou 30 mètres, ce qui n’est pas possible avec un circuit 10 de collecte d’énergie radiofréquence tel qu’illustré par la figure 1.

EXPOSÉ DE L’INVENTION

La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des limitations des solutions de l’art antérieur, notamment celles exposées ci-avant, en proposant une solution qui permette de collecter de l’énergie radiofréquence à des niveaux de réception inférieurs à ceux de l’art antérieur.

A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention concerne un circuit de collecte d’énergie radiofréquence, comportant une antenne adaptée à recevoir de l’énergie radiofréquence, un convertisseur adapté à convertir l’énergie radiofréquence reçue en une tension électrique continue, dit « convertisseur RF / DC », une capacité de stockage d’énergie électrique et un circuit d’interface agencé entre un port de sortie dudit convertisseur RF / DC et ladite capacité de stockage d’énergie électrique. Ledit circuit d’interface est un circuit électrique passif comportant une charge résistive placée en série entre le port de sortie du convertisseur RF / DC et la capacité de stockage d’énergie électrique, de sorte que le convertisseur RF / DC charge la capacité de stockage d’énergie électrique à travers ladite charge résistive, ladite charge résistive étant de valeur statique égale ou supérieure à 400 kilo-ohms.

Ainsi, contrairement au circuit 14 d’interface selon l’art antérieur présenté ci-dessus, comportant un circuit MPPT 140 qui comporte de nombreux composants actifs devant être alimentés, le circuit d’interface selon l’invention est un circuit électrique passif, c'est-à-dire constitué uniquement de composants passifs. Par conséquent, il est possible de charger la capacité de stockage même avec des niveaux faibles d’énergie radiofréquence reçue.

En particulier, le circuit d’interface selon l’invention comporte, et est de préférence constitué par, une charge résistive agencée en série entre le port de sortie du convertisseur RF / DC et la capacité stockage d’énergie électrique. En outre, cette charge résistive est de valeur élevée, c'est-à-dire supérieure à 400 kilo-ohms (400 kQ). La valeur de cette charge résistive est statique, c’est à dire qu’elle ne peut pas être modifiée et est donc la même quel que soit le niveau d’énergie radiofréquence reçue. Une telle charge résistive de valeur élevée, en série entre le convertisseur RF / DC et la capacité de stockage, introduit des pertes par effet Joule qui sont d’autant plus importantes que la valeur de ladite charge résistive est élevée. De telles pertes par effet Joule seraient à principe à éviter puisque l’énergie électrique consommée par cette charge résistive n’est pas transmise à la capacité de stockage. Toutefois, les inventeurs ont constaté que la présence d’une telle charge résistive permettait d’améliorer la sensibilité du circuit de collecte d’énergie radiofréquence, de sorte que la capacité 15 de stockage peut être chargée même avec des niveaux faibles d’énergie radiofréquence reçue. Plus la valeur de cette charge résistive est élevée, et plus la sensibilité du circuit de collecte d’énergie radiofréquence est théoriquement élevée. Dans des modes préférés de réalisation, la valeur de cette charge résistive peut être supérieure à 1 méga ohms (1 MW), voire supérieure à 3 ou 6 MW.

Il va toutefois de soi que, par rapport à l’art antérieur, la puissance électrique transmise à la capacité de stockage n’est pas maximisée.

Par exemple, avec un niveau d’énergie radiofréquence reçue supérieur à -17dBm, le circuit 10 de collecte d’énergie radiofréquence de l’art antérieur permet de charger plus rapidement la capacité 15 de stockage. Le circuit de collecte d’énergie radiofréquence selon l’invention ne permet donc pas d’avoir une charge aussi rapide que celui de l’art antérieur, mais permet cependant de charger la capacité de stockage à des niveaux d’énergie radiofréquence reçue pour lesquels aucune charge n’est possible avec le circuit de collecte d’énergie radiofréquence selon l’art antérieur.

Un autre avantage de la charge résistive agencée en série entre le port de sortie du convertisseur RF / DC et la capacité de stockage réside dans le fait qu’elle permet de protéger le circuit de collecte d’énergie radiofréquence contre une éventuelle surintensité (« overcurrent » dans la littérature anglo- saxonne), puisque la valeur élevée de cette charge résistive va limiter l’intensité maximale du courant circulant dans le circuit de collecte d’énergie radiofréquence. Ainsi, cette charge résistive permet à la fois d’améliorer la sensibilité du circuit de collecte d’énergie radiofréquence et de limiter l’intensité maximale du courant circulant dans celui-ci.

Dans des modes particuliers de réalisation, le circuit de collecte d’énergie radiofréquence peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.

Dans des modes particuliers de réalisation, la capacité de stockage d’énergie électrique comporte un super-condensateur.

Dans des modes particuliers de réalisation, le convertisseur RF / DC est un circuit de Greinacher.

Selon un second aspect, l’invention concerne un dispositif de communication, comportant :

- un circuit de communication,

- un circuit de collecte d’énergie radiofréquence selon l’un quelconque des modes de réalisation de l’invention,

- un circuit de contrôle de tension électrique, configuré pour évaluer un critère de tension électrique suffisante et, lorsque le critère de tension électrique suffisante est vérifié, pour alimenter en énergie électrique le circuit de communication à partir de la capacité de stockage d’énergie électrique.

Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de communication peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.

Dans des modes particuliers de réalisation, le circuit de contrôle de tension électrique comporte un circuit élévateur de tension continue, dit « convertisseur DC / DC boost ».

Dans des modes particuliers de réalisation, le circuit de communication comporte un module de contrôle et un module de communication sans fil adapté à émettre des messages sous la forme de signaux radiofréquences.

Dans des modes particuliers de réalisation, le module de communication sans fil est configuré pour émettre chaque message sous la forme d’une séquence d’impulsions radio à bande ultra-large.

Dans des modes particuliers de réalisation, le module de contrôle est configuré pour, lorsqu’il est alimenté en énergie électrique :

- émettre un premier message par l’intermédiaire du module de communication sans fil,

- sélectionner un retard aléatoire d’émission et émettre un second message, par l’intermédiaire du module de communication sans fil, après expiration du retard aléatoire d’émission sélectionné.

De telles dispositions permettent de réduire la probabilité de collision entre messages émis par des dispositifs de communication différents, en particulier pour des dispositifs de communication incités à émettre simultanément, tels que des dispositifs de communication qui passent ensemble par un portique équipé d’un émetteur d’énergie radiofréquence. Dans un tel cas, l’émetteur d’énergie radiofréquence charge rapidement lesdits dispositifs de communication, ce qui tend à regrouper dans le temps les émissions des premiers messages par ces dispositifs de communication, de sorte que la probabilité de collision entre les premiers messages est potentiellement élevée. Le retard aléatoire d’émission est sélectionné pour étaler aléatoirement dans le temps les émissions des seconds messages, permettant de réduire la probabilité de collision entre les seconds messages.

PRÉSENTATION DES FIGURES

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures qui représentent :

- Figure 1 : déjà décrite, une représentation schématique d’un circuit de collecte d’énergie radiofréquence selon l’art antérieur,

- Figure 2 : une représentation schématique d’un exemple de réalisation d’un circuit de collecte d’énergie radioélectrique selon l’invention,

- Figure 3 : une représentation schématique d’un exemple de réalisation d’un convertisseur RF / DC,

- Figure 4 : une représentation schématique d’un exemple de réalisation d’un dispositif de communication comportant un circuit de collecte d’énergie radiofréquence selon l’invention,

- Figure 5 : une représentation schématique d’une variante de réalisation du dispositif de communication de la figure 4.

Dans ces figures, des références identiques d’une figure à une autre désignent des éléments identiques ou analogues. Pour des raisons de clarté, les éléments représentés ne sont pas à l’échelle, sauf mention contraire.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION

La figure 2 représente schématiquement un exemple de réalisation d’un circuit 20 de collecte d’énergie radiofréquence selon l’invention.

Tel qu’illustré par la figure 2, le circuit 20 de collecte d’énergie radiofréquence comporte tout d’abord une antenne 21 adaptée à recevoir de l’énergie radiofréquence dans une bande de fréquences prédéterminée, par exemple dans une bande de fréquences centrée sur 867 mégahertz (MHz) ou sur 915 MHz. Rien n’exclut cependant de considérer des bandes de fréquences centrées sur d’autres fréquences.

Le circuit 20 de collecte d’énergie radiofréquence comporte également un convertisseur adapté à convertir l’énergie radiofréquence reçue par l’antenne 21 en une tension électrique continue, dit « convertisseur RF / DC » 23. Plus particulièrement, l’énergie radiofréquence est reçue sur un port 230 d’entrée du convertisseur RF / DC 23, sous la forme d’une tension électrique alternative. La tension électrique continue obtenue par conversion de l’énergie radiofréquence est fournie sur un port 231 de sortie du convertisseur RF / DC.

Le circuit 20 de collecte d’énergie radiofréquence comporte également un circuit 22 d’adaptation d’impédance, entre l’antenne 21 et le port 230 d’entrée dudit convertisseur RF / DC 23, visant à adapter les impédances respectives de ladite antenne 21 et dudit convertisseur RF / DC 23 dans la bande de fréquences prédéterminée. De manière générale, le circuit 22 d’adaptation d’impédance sort du cadre de la présente invention, et la conception d’un tel circuit 22 d’adaptation d’impédance est considérée comme étant à la portée de l’homme de l’art.

Le circuit 20 de collecte d’énergie radiofréquence comporte également un circuit 24 d’interface qui réalise l’interface entre le port 231 de sortie du convertisseur RF / DC 23 et une capacité 25 de stockage d’énergie électrique. C’est ensuite à partir de la capacité 25 de stockage que d’autres équipements (capteur, microprocesseur, circuit de communication sans fil, etc.) sont alimentés en énergie électrique. La capacité 25 de stockage est par exemple formée par un ou plusieurs condensateurs, ou par un ou plusieurs super- condensateurs, etc. La valeur de la capacité 25 de stockage est par exemple comprise entre 10 microfarads (pF) et 220 pF.

Selon l’invention, le circuit 24 d’interface est un circuit électrique passif. Par « circuit électrique passif », on entend que ledit circuit 24 d’interface ne comporte que des composants passifs (bobine, condensateur ou résistance). Le circuit 24 d’interface comporte au moins une charge résistive 240 agencée en série entre le port 231 de sortie du convertisseur RF / DC 23 et la capacité 25 de stockage d’énergie électrique, de sorte que le convertisseur RF / DC 23 charge la capacité 25 de stockage à travers la charge résistive 240. La charge résistive 240 comporte une première borne et une seconde borne. La première borne de la charge résistive 240 est reliée au port 231 de sortie du convertisseur RF / DC 23 et la seconde borne de la charge résistive 240 est reliée à une première électrode de la capacité 25 de stockage. La capacité 25 stockage d’énergie électrique comporte également une seconde électrode qui reliée à la masse électrique.

Par « charge résistive », on entend une résistance (composant discret) unique entre la première borne et la seconde borne, ou la résistance équivalente d’un groupe de résistances (composants discrets) en série entre elles et/ou en parallèle entre elles entre la première borne et la seconde borne. De préférence, et tel qu’illustré par la figure 2, la charge résistive 240 est constituée par une résistance unique. La charge résistive 240 est en outre de valeur élevée, c'est-à-dire égale ou supérieure à 400 kQ.

La valeur de la charge résistive 240 est statique, c’est à dire qu’elle ne peut pas être contrôlée ou modifiée au cours du temps, et est par conséquent entièrement déterminée et figée par le choix du ou des composants discrets (résistances) formant ladite charge résistive 240.

L’absence de composants actifs devant être alimentés pour pouvoir fonctionner (et donc l’absence de circuit MPPT) entre le convertisseur RF / DC 23 et la capacité 25 de stockage, couplée à la valeur élevée de la charge résistive 240 en série entre le convertisseur RF / DC 23 et la capacité 25 de stockage, permet d’améliorer la sensibilité du circuit 20 de collecte d’énergie radiofréquence par rapport au circuit 10 de collecte d’énergie radiofréquence de l’art antérieur décrit en référence à la figure 1. En outre, la sensibilité du circuit 20 de collecte d’énergie radiofréquence augmente avec la valeur de la charge résistive 240. La valeur de la charge résistive 240 peut être, dans des modes préférés de réalisation, égale ou supérieure à 1 MW, voire égale ou supérieure à 3 ou 6 MW, afin d’augmenter la sensibilité dudit circuit 20 de collecte d’énergie radiofréquence. Il est également à noter que la présence d’une telle charge résistive 240 de valeur élevée permet de simplifier la conception du circuit 22 d’adaptation.

De préférence, et tel qu’illustré par la figure 2, le circuit 24 d’interface est constitué par la charge résistive 240, c'est-à-dire qu’il ne comporte aucun autre composant que ladite charge résistive 240 entre le convertisseur RF / DC 23 et la capacité 25 de stockage d’énergie électrique. Rien n’exclut cependant, suivant d’autres exemples, d’avoir un circuit 24 d’interface comportant d’autres composants passifs, par exemple pour réaliser un filtrage passif.

Le convertisseur RF / DC 23 est par exemple un circuit redresseur multiplieur de tension constitué par une ou plusieurs diodes et un ou plusieurs condensateurs reliés entre eux.

La figure 3 représente schématiquement un exemple non limitatif de réalisation du convertisseur RF / DC 23, dans lequel ledit convertisseur RF / DC 23 est un circuit de Greinacher. De manière connue de l’homme de l’art, un tel circuit de Greinacher comporte au moins deux étages, chaque étage comportant un condensateur et une diode, de préférence une diode de Schottky. Dans l’exemple non limitatif illustré par la figure 3, le circuit de Greinacher comporte quatre étages E1 , E2, E3 et E4, ce qui permet d’obtenir en théorie une tension continue sur le port 231 de sortie pouvant aller jusqu’à quatre fois l’amplitude de la tension alternative reçue sur le port 230 d’entrée. Rien n’exclut cependant, suivant d’autres exemples, de considérer un circuit de Greinacher comportant un nombre d’étages différent de quatre. Typiquement, le nombre d’étages est choisi en fonction de la tension électrique souhaitée aux bornes de la capacité 25 de stockage pour pouvoir alimenter d’autres équipements, en tenant compte de la présence de la charge résistive 240 entre le convertisseur RF / DC 23 et la capacité 25 de stockage.

En pratique, la charge résistive 240 de valeur élevée permet d’améliorer la sensibilité du circuit 20 de collecte d’énergie radiofréquence du fait que l’intensité du courant circulant dans l’antenne redresseuse (antenne 21 , circuit 22 d’adaptation et convertisseur RF / DC 23) est faible du fait de la valeur élevée de ladite charge résistive 240, ce qui permet de limiter les pertes de tension induites par les résistances parasites (résistances séries) des diodes du convertisseur RF / DC 23. Pour une même tension électrique alternative sur le port 230 d’entrée, plus l’intensité du courant est faible et plus la tension électrique continue sur le port 231 de sortie est élevée. En d’autres termes, l’efficacité du convertisseur RF / DC 23 est améliorée en réduisant l’intensité du courant. En outre, cela permet d’augmenter le nombre d’étages dudit convertisseur RF / DC 23 sans trop augmenter lesdites pertes de tension.

Tel qu’indiqué ci-dessus, l’énergie électrique stockée dans la capacité 25 de stockage est ensuite utilisée pour alimenter d’autres équipements.

Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas où le circuit 20 de collecte d’énergie radiofréquence est mis en œuvre dans un dispositif 50 de communication, c'est-à-dire dans un équipement qui utilise l’énergie électrique stockée dans la capacité 25 de stockage pour émettre des messages à destination d’un ou de plusieurs dispositifs récepteurs, chacun desdits dispositifs récepteurs pouvant être en outre un émetteur d’énergie radiofréquence mis en œuvre pour alimenter à distance le dispositif 50 de communication.

La figure 4 représente schématiquement un exemple de réalisation d’un dispositif 50 de communication.

Tel qu’illustré par la figure 4, le dispositif 50 de communication comporte, en plus d’un circuit 20 de collecte d’énergie radiofréquence conforme à l’invention :

- un circuit 40 de communication,

- un circuit 30 de contrôle de tension électrique agencé entre le circuit 20 de collecte d’énergie radiofréquence et le circuit 40 de communication.

De manière générale, le circuit 30 de contrôle est configuré pour assurer que la tension électrique fournie au circuit 40 de communication est suffisante pour permettre audit circuit 40 de communication de fonctionner correctement et donc d’émettre au moins un message. Par conséquent, le circuit 30 de contrôle est configuré pour évaluer un critère de tension électrique suffisante et, lorsque le critère de tension électrique suffisante est vérifié, pour alimenter en énergie électrique le circuit 40 de communication à partir de la capacité 25 de stockage d’énergie électrique.

Dans l’exemple illustré par la figure 4, l’évaluation du critère de tension électrique suffisante s’effectue principalement en deux phases. Tout d’abord le circuit 30 de contrôle comporte un module 31 d’évaluation de charge qui vérifie si la charge de la capacité 25 de stockage est suffisante, par exemple en comparant la tension électrique aux bornes de ladite capacité 25 de stockage à une valeur seuil prédéterminée. De manière générale, tout type de module 31 d’évaluation de charge connu de l’homme de l’art peut être mis en oeuvre, et le choix d’un type particulier de module d’évaluation de charge ne constitue qu’une variante d’implémentation de l’invention. Lorsque la charge est considérée comme suffisante, un commutateur 32, qui était auparavant à l’état ouvert, est commandé par le module 31 d’évaluation de charge à l’état fermé. Dans l’exemple illustré par la figure 4, le circuit 30 de contrôle de tension électrique comporte un circuit élévateur de tension continue, dit « convertisseur DC / DC boost » 33, qui est alors alimenté par la capacité 25 de stockage. Le critère de tension électrique suffisante n’est alors complètement vérifié que lorsque la tension électrique surélevée fournie par le convertisseur DC / DC boost 33 a atteint une tension électrique suffisante pour alimenter le circuit 40 de communication. Lorsque c’est le cas, la tension électrique surélevée est fournie au circuit 40 de communication qui peut alors être activé pour, notamment, émettre un message.

Il est à noter que la présence du convertisseur DC / DC 33 boost est nécessaire uniquement si la tension électrique fournie par la capacité 25 de stockage (et donc par le convertisseur RF / DC 23) est insuffisante pour alimenter directement le circuit 40 de communication.

Dans le cas contraire, la présence d’un convertisseur DC / DC boost 33 n’est pas nécessaire, et la figure 5 représente schématiquement un exemple de réalisation dans lequel le circuit 30 de contrôle de tension électrique est dépourvu de convertisseur DC / DC boost 33.

Dans les exemples illustrés par les figures 4 et 5, le circuit 40 de communication comporte un module 41 de contrôle et un module 42 de communication sans fil.

Le module 42 de communication sans fil se présente par exemple sous la forme d’un circuit radiofréquence comportant des équipements (antenne, amplificateur, oscillateur local, mélangeur, filtre analogique, etc.) adaptés à émettre des messages sous la forme de signaux radiofréquences, considérés comme connus de l’homme de l’art.

Par exemple, le module 42 de communication sans fil est configuré pour émettre chaque message sous la forme d’une séquence d’impulsions radio à bande ultra-large. Par « bande ultra-large » (« Ultra Wide Band » ou UWB dans la littérature anglo-saxonne), on entend que le message, émis sous la forme d’un signal radiofréquence, présente à un instant donné un spectre fréquentiel instantané de largeur (à -10 dB par rapport à la puissance maximale dudit spectre fréquentiel instantané) supérieure à 500 MHz. Par exemple, ces messages sont émis dans une bande de fréquences centrée sur 4 gigahertz (GHz) et/ou centrée sur 7.25 GHz. Rien n’exclut cependant de considérer des bandes de fréquences centrées sur d’autres fréquences.

Le module 41 de contrôle comporte par exemple un ou plusieurs processeurs et des moyens de mémorisation (disque dur magnétique, mémoire électronique, disque optique, etc.) dans lesquels est mémorisé un produit programme d’ordinateur, sous la forme d’un ensemble d’instructions de code de programme à exécuter pour contrôler le fonctionnement du module 42 de communication sans fil. Alternativement ou en complément, le module 41 de contrôle comporte un ou des circuits logiques programmables (FPGA, PLD, etc.), et/ou un ou des circuits intégrés spécialisés (ASIC), et/ou un ensemble de composants électroniques discrets, etc., adaptés à contrôler le fonctionnement du module 42 de communication sans fil.

En d’autres termes, le module 41 de contrôle comporte un ensemble de moyens configurés de façon logicielle (produit programme d’ordinateur spécifique) et/ou matérielle (FPGA, PLD, ASIC, composants électroniques discrets, etc.) pour contrôler le module 42 de communication sans fil.

Dans des modes préférés de réalisation, le module 41 de contrôle est configuré pour, lorsqu’il est alimenté en énergie électrique : - émettre un premier message par l’intermédiaire du module 42 de communication sans fil,

- sélectionner un retard aléatoire d’émission et émettre un second message, par l’intermédiaire du module 42 de communication sans fil, après expiration du retard aléatoire d’émission sélectionné.

De telles dispositions permettent de réduire la probabilité de collision pour certains messages. Le retard aléatoire d’émission est par exemple sélectionné de manière aléatoire dans une plage prédéterminée de retards possibles, délimitée par une valeur minimale de retard pouvant être positive ou nulle et une valeur maximale de retard qui peut être supérieure à la durée d’un ou de plusieurs messages. De manière générale, toute méthode connue de sélection de valeurs aléatoires peut être mise en oeuvre, et le choix d’une méthode particulière ne constitue qu’une variante d’implémentation de l’invention. La méthode de sélection de valeurs aléatoires retenue doit permettre d’assurer que, à un même instant donné, la probabilité que deux dispositifs 50 de communication différents sélectionnent simultanément le même retard aléatoire d’émission est faible. Une fois le retard aléatoire d’émission sélectionné, le module 41 de contrôle et le module 42 de communication sans fil attendent avant d’émettre le second message, pendant toute la durée dudit retard aléatoire d’émission sélectionné. Ce n’est qu’à l’expiration dudit retard aléatoire d’émission sélectionné que le second message est émis par le module 42 de communication sans fil.




 
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