FR3152102A1 - Système de communication sans fil entre un véhicule automobile et un badge utilisateur - Google Patents
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Abstract
Système (10) de communication sans fil entre un véhicule automobile et un badge utilisateur tel qu’un téléphone intelligent, comprenant : - une antenne primaire (110), pour l’émission d’un signal radiofréquence initial (U1) ; et - une structure de guidage (120) en métal, munie d’une première ouverture (121) située au regard de l’antenne primaire (110), pour l’injection du signal radiofréquence initial (U1) dans une cavité (125) délimitée par ladite structure de guidage, et d’au moins une seconde ouverture (1221 ; 1222) agencée déportée de l’antenne primaire (110) ;dans lequel : - la structure de guidage (120) est configurée pour amener le signal radiofréquence initial (U1) depuis la première ouverture (121) jusqu’à chaque seconde ouverture (1221 ; 1222), chaque seconde ouverture (1221 ; 1222) formant un émetteur-récepteur de type antenne à fente ; et - la structure de guidage (120) est formée par une partie au moins d’un pilier (11) d’une structure mécanique du véhicule automobile.
Figure pour l’abrégé : Figure 2
Description
L’invention concerne le domaine de l’automobile et plus particulièrement un système de communication sans fil destiné à être embarqué sur un véhicule automobile, pour établir une communication bidirectionnelle avec un badge utilisateur.
L’invention se rapporte plus particulièrement, mais de manière non limitative, à une communication selon un standard Bluetooth, permettant de recevoir un code d’authentification d’utilisateur, en provenance du badge utilisateur.
Il est connu dans l’art antérieur de munir les véhicules automobiles d’un ou plusieurs systèmes de communication sans fil, pour permettre une communication bidirectionnelle avec un badge utilisateur.
Le badge utilisateur désigne un dispositif de communication sans fil apte à établir une communication bidirectionnelle par voie non filaire avec ledit système de communication sans fil embarqué sur le véhicule, pour l’échange de données. Ces données incluent notamment un code d’authentification d’utilisateur, stocké initialement dans le badge utilisateur. Le badge utilisateur peut être constitué d’un dispositif dédié, ou d’un téléphone intelligent (smartphone) muni d’une application logicielle dédiée.
La communication via ledit système de communication sans fil permet notamment une authentification d’un utilisateur au niveau du véhicule, pour autoriser l’accès à des fonctions ou services tels qu’un déverrouillage d’ouvrant, une ouverture d’ouvrant, un démarrage du véhicule, ou pour accéder à des réglages préférés à l’intérieur du véhicule (réglage du siège, de station radio, etc).
Dans l’art antérieur, le système de communication sans fil comporte au moins une antenne radiofréquence, de préférence de type monopole, disposée par exemple à proximité d’une poignée de portière, dans une région latérale du véhicule.
L’antenne radiofréquence doit donc être intégrée dans un environnement comportant de nombreuses cibles métalliques, que ce soit la carrosserie du véhicule ou sa structure mécanique interne. Les signaux radiofréquence émis et reçus par l’antenne radiofréquence sont hautement sensibles à cet environnement métallique, qui peut bloquer entièrement le rayonnement radiofréquence. En outre, même si le rayonnement radiofréquence n’est pas totalement arrêté par cet environnement métallique, ce dernier influence fortement le diagramme de rayonnement de l’antenne. Il est donc nécessaire de réaliser des études approfondies de dimensionnement d’antenne, pour anticiper l’impact de l’environnement métallique sur le diagramme de rayonnement de l’antenne, et compenser cet impact par des formes d’antenne bien précises. Ces études de dimensionnement d’antenne prennent du temps, et sont à chaque fois spécifique à un environnement métallique bien particulier, associé à tel ou tel modèle de véhicule. En outre, le dimensionnement d’antenne est ensuite associé à une position très précise de l’antenne sur le véhicule, impliquant de fortes contraintes en termes de précision de l’intégration mécanique de l’antenne.
Une autre solution consiste à positionner le système de communication sans fil entre l’environnement métallique et la zone de détection. Par exemple, lorsque la zone de détection se trouve à l’extérieur du véhicule, le système de communication sans fil s’étend alors dans une région externe du véhicule, à l’extérieur d’une structure mécanique du véhicule, du côté de cette structure opposé à l’habitacle. Un tel agencement se traduit cependant par de plus fortes contraintes environnementales sur le système de communication sans fil, et donc un coût plus élevé et le cas échéant de moindres possibilités de recyclage.
Un objectif de la présente invention est de proposer un système de communication sans fil destiné à être embarqué sur un véhicule automobile, pour établir une communication bidirectionnelle avec un badge utilisateur, et qui offre une intégration facilitée dans un environnement métallique.
Un objectif de la présente invention est de proposer un système de communication sans fil destiné à être embarqué sur un véhicule automobile, pour établir une communication bidirectionnelle avec un badge utilisateur, et qui n’impose pas une grande précision en termes d’intégration mécanique.
Un autre objectif de la présente invention est de proposer un système de communication sans fil destiné à être embarqué sur un véhicule automobile, pour établir une communication bidirectionnelle avec un badge utilisateur, et qui n’implique pas nécessairement l’exposition à de fortes contraintes environnementales.
Cet objectif est atteint avec un système de communication sans fil entre un véhicule automobile et un badge utilisateur tel qu’un téléphone intelligent, qui comprend : - une antenne d’émission et réception radiofréquence dite antenne primaire, configurée pour l’émission d’un signal radiofréquence initial dont la porteuse présente une longueur d’onde centrale λ ; et
- une structure de guidage en métal, munie d’une première ouverture située au regard de l’antenne primaire, pour l’injection du signal radiofréquence initial dans une cavité délimitée par ladite structure de guidage, et d’au moins une seconde ouverture formée dans une face de la structure de guidage et agencée déportée relativement à l’antenne primaire ;
dans lequel :
- la structure de guidage est configurée pour amener le signal radiofréquence initial depuis la première ouverture jusqu’à chaque seconde ouverture, chaque seconde ouverture formant un émetteur-récepteur de type antenne à fente pour l’émission d’un signal radiofréquence secondaire provenant du signal radiofréquence initial ; et
- la structure de guidage est formée par une partie au moins d’un pilier d’une structure mécanique du véhicule automobile.
- une structure de guidage en métal, munie d’une première ouverture située au regard de l’antenne primaire, pour l’injection du signal radiofréquence initial dans une cavité délimitée par ladite structure de guidage, et d’au moins une seconde ouverture formée dans une face de la structure de guidage et agencée déportée relativement à l’antenne primaire ;
dans lequel :
- la structure de guidage est configurée pour amener le signal radiofréquence initial depuis la première ouverture jusqu’à chaque seconde ouverture, chaque seconde ouverture formant un émetteur-récepteur de type antenne à fente pour l’émission d’un signal radiofréquence secondaire provenant du signal radiofréquence initial ; et
- la structure de guidage est formée par une partie au moins d’un pilier d’une structure mécanique du véhicule automobile.
On parle d’émetteur-récepteur pour une seconde ouverture, car cette dernière est configurée en outre pour, en utilisation, recevoir un signal radiofréquence de réponse émis par le badge utilisateur. Ce signal de réponse transite dans la structure de guidage, jusqu’à l’antenne primaire configurée en outre pour recevoir ce signal en provenance dudit signal de réponse.
L’idée à la base de l’invention consiste ainsi à exploiter l’environnement métallique du système de communication sans fil pour y former au moins un émetteur-récepteur radiofréquence de type antenne à fente. Ainsi, au lieu d’être un obstacle à une intégration aisée d’une antenne radiofréquence, cet environnement métallique est au contraire valorisé pour y former l’au moins une antenne à fente.
Cette valorisation de l’environnement métallique, et plus particulièrement d’un pilier appartenant à une structure mécanique du véhicule, implique de le modifier pour y former les première et seconde ouvertures. Comme détaillé dans la suite, du fait de leurs dimensions réduites, ces ouvertures ne remettent pas en cause la fonction initiale du pilier.
Selon l’invention, chaque seconde ouverture formée dans le pilier forme un émetteur-récepteur radiofréquence, qui en utilisation émet un signal radiofréquence dit secondaire provenant du signal radiofréquence initial. Cet émetteur-récepteur radiofréquence se comporte comme une antenne radiofréquence, notamment une antenne radiofréquence de type monopole. On parle donc d’antenne à fente, chaque seconde ouverture présentant avantageusement une forme de fente.
Le rayonnement émis par cet un émetteur-récepteur radiofréquence n’est pas bloqué par le métal du pilier, puisque ce rayonnement émerge directement de ce pilier. De même, puisque le rayonnement émerge directement du pilier, le diagramme de rayonnement de cet un émetteur-récepteur radiofréquence n’est pas non plus significativement déformé par le métal du pilier.
Ainsi, on minimise l’influence de l’environnement métallique, et plus particulièrement de la structure mécanique en métal.
Il n’est donc plus nécessaire de réaliser des études approfondies de dimensionnement d’antenne, pour compenser un impact de l’environnement métallique sur le diagramme de rayonnement. En particulier, on obtient aisément un diagramme de rayonnement isotrope.
Pour la même raison, il n’est plus nécessaire d’imposer un positionnement très précis du système de communication sans fil, relativement à l’environnement métallique spécifique formé par le véhicule, et plus particulièrement relativement à la structure mécanique en métal dudit véhicule.
Il devient également inutile de multiplier les points d’émission et réception pour couvrir une zone de détection souhaitée, pour compenser l’existence de zones d’ombre formées par des obstacles métalliques.
Le diagramme de rayonnement de chaque émetteur-récepteur dépend principalement, voire exclusivement, de la forme de la seconde ouverture correspondante dans la structure de guidage en métal. Il est donc particulièrement aisé d’obtenir une forme souhaitée pour ce diagramme de rayonnement.
On réalise ainsi un système de communication sans fil offrant une intégration facilitée dans un environnement métallique, plus particulièrement un environnement métallique comportant une structure mécanique munie d’au moins un pilier structurel en métal.
L’invention permet également de positionner l’antenne primaire du côté intérieur du véhicule, grâce à un positionnement de la première ouverture du côté intérieur du véhicule, tout en réalisant une émission radiofréquence vers l’extérieur du véhicule, grâce à un positionnement de l’au moins une seconde ouverture du côté extérieur du véhicule.
On réalise ainsi un système de communication sans fil offrant une intégration facilitée dans un environnement métallique, sans nécessiter de résistance à de fortes contraintes environnementales. Les propriétés de résistance aux contraintes environnementales étant réduites, le système de communication sans fil selon l’invention peut présenter un coût de fabrication moindre et offrir de plus grandes possibilités de recyclage.
L’invention permet également de réaliser une émission radiofréquence aussi bien vers l’intérieur que vers l’extérieur du véhicule, à partir d’une unique antenne primaire. Il suffit pour cela d’ouvrir des secondes ouvertures de deux côtés du pilier en métal, respectivement côté intérieur et côté extérieur du véhicule.
De la même manière, l’invention permet d’obtenir plusieurs points d’émission et réception à l’aide d’une unique antenne primaire. Il suffit pour cela d’ouvrir plusieurs secondes ouvertures dans le pilier en métal.
De préférence, la longueur d’onde centrale λ correspond à une fréquence comprise entre 1 GHz et 10 GHz.
L’antenne primaire est avantageusement configurée pour émettre un signal selon le standard Bluetooth.
De manière avantageuse, l’antenne primaire est configurée pour l’émission du signal radiofréquence initial, et pour la réception d’un signal radiofréquence de réponse émis en utilisation par le badge utilisateur.
De préférence, l’antenne primaire comporte un élément rayonnant relié à un circuit électronique d’alimentation en courant, avec l’élément rayonnant situé à l’intérieur de la structure de guidage et relié au circuit électronique d’alimentation en courant au travers de la première ouverture dans la structure de guidage.
Chaque seconde ouverture dans la structure de guidage présente avantageusement une forme allongée, de plus grande longueur comprise entre λ/4 et 2*λ.
De préférence, chaque seconde ouverture dans la structure de guidage présente une forme allongée, de plus grande longueur comprise entre 1 cm et 10 cm.
Avantageusement, la structure de guidage comporte deux grandes faces allongées, disposées face à face, situées en utilisation respectivement côté intérieur et côté extérieur du véhicule, et recevant la première ouverture et l’au moins une seconde ouverture.
La première ouverture peut être formée dans la grande face située en utilisation côté intérieur du véhicule.
Le système peut comporter plusieurs secondes ouvertures, au moins une seconde ouverture étant formée dans la grande face située en utilisation côté intérieur du véhicule, et au moins une seconde ouverture étant formée dans la grande face située en utilisation côté extérieur du véhicule.
De préférence, la structure de guidage est constituée par une partie au moins d’un pilier de la structure mécanique, situé en utilisation entre des portières avant et arrière du véhicule automobile.
L’invention couvre également un système d’authentification d’un badge utilisateur par un véhicule automobile, qui comporte un système de communication sans fil selon l’invention, et un dispositif d’authentification muni d’au moins un processeur et au moins une mémoire et configuré pour piloter des échanges de données via ledit système de communication sans fil de manière à recevoir et reconnaître un code d’authentification du badge.
L’invention couvre aussi un ensemble comportant non seulement le système de communication sans fil, mais également le badge utilisateur.
L’invention couvre enfin un véhicule automobile comportant un système de communication sans fil selon l’invention.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
Description détaillée d’au moins un mode de réalisation
On décrit pour commencer, de manière schématique et en référence à laFIG. 1 , un véhicule automobile 1 équipé d’un système de communication sans fil 10 selon l’invention.
Comme détaillé dans la suite, le système de communication sans fil 10 est intégré à une partie au moins d’une structure mécanique du véhicule 1. La structure mécanique du véhicule est une structure métallique formant le corps du véhicule, assurant la rigidité mécanique de ce dernier, et sur laquelle sont montés des structures d’ornement telles que la carrosserie.
Selon l’invention, le système de communication sans fil 10 est intégré plus particulièrement à un pilier 11 de ladite structure mécanique, ici un pilier latéral situé entre une portière latérale avant et une portière latérale arrière, connue de l’homme du métier sous le nom de « pilier B ». Dans des variantes non représentées, le système de communication sans fil selon l’invention est intégré à tout autre pilier structurel du véhicule, par exemple un pilier A (situé entre une portière latérale avant et le pare-brise avant), un pilier C (situé entre une portière latérale arrière et une zone latérale arrière), etc.
Le pilier 11 fait partie, en totalité ou sur seulement un tronçon, du système de communication sans fil 10.
Le système de communication sans fil 10 est destiné à réaliser une communication bidirectionnelle (symbolisée par la flèche 21) avec un badge 20.
Comme décrit en introduction, le badge 20 est porté, en utilisation, par un utilisateur du véhicule 1. L’utilisateur avec le badge 20 peut se trouver à l’intérieur du véhicule 1, dans l’habitable, ou à l’extérieur du véhicule 1 comme représenté de façon schématique sur laFIG. 1 .
Le badge 20 peut être constitué d’un dispositif dédié, ou d’un téléphone intelligent (smartphone) muni d’une application logicielle dédiée. Il comporte ses propres moyens de communication sans fil avec le système de communication sans fil 10, et une mémoire dans laquelle il stocke un code d’authentification d’utilisateur.
En utilisation, le badge 20 et le système de communication sans fil 10 établissent ensemble une communication bidirectionnelle, permettant au système de communication sans fil 10 dans le véhicule 1 de réceptionner le code d’authentification d’utilisateur.
Lorsqu’il est confirmé, à l’aide de ce code d’authentification, que l’utilisateur est autorisé à utiliser le véhicule, des systèmes dédiés dans le véhicule 1 autorisent alors des fonctions ou services tels qu’un déverrouillage d’ouvrant, une ouverture d’ouvrant, un démarrage du véhicule, ou donnent accès à des réglages préférés notamment à l’intérieur du véhicule (réglage du siège, de stations radio, etc).
De manière avantageuse, le système de communication sans fil 10 est relié à un dispositif d’authentification 30 via une liaison de communication 31. Le dispositif d’authentification 30 est représenté de manière schématique à laFIG. 1 , et comporte au moins un processeur et au moins une mémoire. Le dispositif d’authentification 30 est configuré pour piloter des échanges de données avec le badge 20, via le système de communication sans fil 10, pour recevoir et reconnaître un code d’authentification. En particulier, le dispositif d’authentification 30 est configuré pour requérir une interrogation du badge via le système de communication sans fil 10, et pour recevoir, en provenance du système de communication sans fil 10, un code d’authentification fourni par le badge 20. Au moins un code d’authentification autorisé est stocké dans une mémoire du dispositif d’authentification 30, lequel peut comparer le code fourni par le badge 20 avec au moins un code autorisé, de manière à générer un signal d’authentification réussie en cas de correspondance entre les deux codes. Le signal d’authentification réussie est envoyé alors à des systèmes et dispositifs annexes, pour l’actionnement des fonctions ou services mentionnés ci-dessus. Le système de communication sans fil 10 et le dispositif d’authentification 30 forment ensemble un système 300 d’authentification d’un badge utilisateur.
Dans un mode de réalisation avantageux, le système 300 d’authentification d’un badge utilisateur présente également une fonction de localisation dudit badge. Cette localisation peut mettre en œuvre une mesure d’intensité de signal radiofréquence reçu, représentative d’une distance entre le badge 20 et au moins un émetteur-récepteur formé, comme décrit dans la suite, dans une structure de guidage en métal appartenant au système de communication sans fil 10 (technique dite RSSI pour l’anglais Received Signal Strength Information). De manière avantageuse, la localisation utilise une pluralité d’émetteurs-récepteurs, appartenant au même système de communication sans fil 10 ou à plusieurs systèmes de communication sans fil 10 distincts. En complément ou en variante de la technique dite RSSI, la localisation peut mettre en œuvre un calcul de triangulation.
On illustre ensuite, de manière schématique et en référence aux figures 2 et 3, un exemple de réalisation d’un système de communication sans fil 10. A laFIG. 2 , le système de communication sans fil 10 est représenté de manière schématique selon une vue en coupe. A laFIG. 3 , le système de communication sans fil 10 est représenté de manière schématique selon une vue de face.
Le système de communication sans fil 10 comporte une antenne primaire 110, comportant un élément rayonnant 111 relié à une carte de circuit imprimé 112 sur laquelle est intégré un circuit électronique d’alimentation en courant (non représenté spécifiquement).
L’élément rayonnant 111 est de préférence une simple antenne monopole.
L’antenne primaire 110 est configurée pour émettre un signal radiofréquence initial U1, dont la porteuse présente une longueur d’onde centrale λ. La longueur d’onde centrale λ est associée à une fréquence f=C/ λ, avec C la célérité de la lumière dans le vide.
Le signal radiofréquence initial U1 peut être modulé en amplitude, avec une fréquence de modulation bien plus faible. En complément ou en variante, le signal radiofréquence initial U1 présente une fréquence de porteuse variable, avec un spectre fréquentiel qui s’étend sur une plage de fréquences centrée sur f=C/ λ.
De manière avantageuse, la fréquence f=C/ λ appartient au domaine UHF pour Ultra Hautes Fréquences. Par exemple, la fréquence f=C/ λ est comprise entre 1 GHz et 10 GHz, plus préférentiellement entre 2 GHz et 3 GHz, plus préférentiellement encore entre 2,4 GHz et 2,5 GHz.
Dans un mode de réalisation préféré, le signal radiofréquence initial U1 répond à la norme Bluetooth®, qui est une norme de télécommunications permettant l'échange bidirectionnel de données à courte distance, en utilisant des ondes radiofréquence sur une bande de fréquence allant de 2,4 GHz à 2,483 GHz. De manière plus préférée encore, le signal radiofréquence initial U1 répond à la norme BLE, pour l’anglais Bluetooth Low Energy, cette norme offrant une consommation d’énergie réduite grâce à un étalement de spectre par saut de fréquence.
L’antenne primaire 110 est configurée en outre pour recevoir un signal de réponse de type radiofréquence, provenant directement ou indirectement du badge 20 décrit en introduction. Le signal de réponse présente des caractéristiques similaires à celles du signal radiofréquence initial U1, notamment en termes de fréquence centrale de la porteuse.
Le système de communication sans fil 10 comporte en outre une structure de guidage 120. La structure de guidage 120 est une structure creuse en métal, qui délimite un volume intérieur, ou cavité 125. La cavité 125 est de forme allongée avec un axe d’allongement A (rectiligne ou non). La structure de guidage 120 est configurée pour guider le signal radiofréquence initial U1 selon son axe d’allongement A. La structure de guidage 120 peut présenter une section interne variable le long de l’axe A et/ou une forme irrégulière. On peut considérer que la structure de guidage 120 forme un guide d’onde, lequel peut être imparfait.
Selon l’invention, la structure de guidage 120 est formée par une partie au moins du pilier métallique 11 décrit en référence à laFIG. 1 .
La structure de guidage 120 est munie d’une première ouverture 121, située au regard de l’antenne primaire 110 pour l’injection du signal radiofréquence initial U1 à l’intérieur de la structure de guidage 120.
La première ouverture 121 est une ouverture traversante, traversant de part en part une face de la structure de guidage 120 dans le sens de l’épaisseur, pour relier l’extérieur de la structure de guidage 120 avec la cavité 125. La première ouverture 121 présente des dimensions réduites, avec un diamètre avantageusement inférieur à 5 cm, voire inférieur à 2 cm.
Dans l’exemple illustré sur laFIG. 2 , et de manière avantageuse, l’antenne primaire 110 est positionnée avec l’élément rayonnant 111 inséré à l’intérieur de la structure de guidage 120 via ladite première ouverture 121, et la carte de circuit imprimé 112 située à l’extérieur de la structure de guidage 120. Dans des variante non représentée, l’élément rayonnant s’étend lui aussi à l’extérieur de la structure de guidage 120, mais rayonne à l’intérieur de cette dernière.
De manière avantageuse, et comme illustré enFIG. 2 , la première ouverture 121 est formée dans une face latérale de la structure de guidage 120. Dans des variantes non représentées, la première ouverture 121 est située sur une face d’extrémité de la structure de guidage 120.
La structure de guidage 120 est munie en outre d’au moins une seconde ouverture. Ici, mais de manière non limitative, la structure de guidage 120 est munie de deux secondes ouvertures 1221et 1222.
Chaque seconde ouverture 1221, 1222est une ouverture traversante, traversant de part en part une face de la structure de guidage 120 dans le sens de l’épaisseur, pour relier l’extérieur de la structure de guidage 120 avec la cavité 125.
La structure de guidage 120 est configurée pour guider le signal radiofréquence initial U1 dans la cavité 125, au départ de la première ouverture 121, et plus particulièrement pour amener ce signal depuis la première ouverture 121 jusqu’à chaque seconde ouverture 1221, 1222.
Selon l’invention, les dimensions et le positionnement d’une seconde ouverture 1221, 1222sur la structure de guidage 120 définissent une antenne à fente. Chaque seconde ouverture 1221, 1222est ainsi configurée pour l’émission d’un signal radiofréquence secondaire U21, U22provenant du signal radiofréquence initial U1. Chaque seconde ouverture 1221, 1222est configurée en outre pour la réception d’un signal radiofréquence émis en utilisation par le badge 20, ce signal étant ensuite amené jusqu’à l’antenne primaire par l’intermédiaire de la structure de guidage 120. Chaque seconde ouverture 1221, 1222forme ainsi un émetteur-récepteur radiofréquence.
De manière connue en soi, une antenne à fente est formée par une ouverture traversante dans une surface métallique, les dimensions de l’ouverture traversante définissant notamment la fréquence d’émission-réception de l’antenne. Une antenne à fente se comporte en pratique comme une antenne monopole.
Ici, l’antenne à fente est alimentée en courant de manière indirecte, via le signal radiofréquence initial U1 qui génère un courant induit dans la structure de guidage 120 en métal. Ce courant induit génère à son tour une émission radiofréquence au niveau d’une ouverture 1221, respectivement 1222, placée sur le chemin des lignes de courant induit.
Chaque seconde ouverture 1221, 1222est agencée à distance de l’antenne primaire 110. On a par exemple un décalage d’au moins deux fois la longueur d’onde λ du signal radiofréquence initial U1, par exemple compris entre trois et cinq fois cette longueur d’onde λ. En pratique, on a avantageusement une distance supérieure ou égale à 10 cm, et même supérieur ou égale à 20 cm, entre l’antenne primaire 110 et le bord le plus proche d’une seconde ouverture 1221, respectivement 1222. Ce décalage permet de s’assurer qu’un guidage du signal radiofréquence initial U1 a bien été initié dans la structure de guidage 120, entre la première ouverture 121 et la seconde ouverture 1221, respectivement 1222. L’existence confirmée d’un tel guidage permet de se placer au plus proche de conditions idéales de réalisation d’une antenne à fente dans un guide d’onde, ce qui facilite la conception. Pour autant, il est possible de rattraper des conditions non idéales en jouant sur la forme et/ou l’emplacement d’une seconde ouverture 1221, respectivement 1222.
La forme de chaque seconde ouverture 1221, 1222est une forme allongée, de dimension L selon la direction d’allongement. Il peut s’agir d’un rectangle de grand côté L, ou d’un rectangle aux bords arrondis, ou d’une forme trapézoïdale, ou d’un rectangle prolongé par deux régions arrondies, etc. De préférence, chaque seconde ouverture 1221, 1222a sa plus grande dimension L orientée parallèle à l’axe d’allongement A de la structure de guidage 120. De manière avantageuse, la dimension L est comprise entre 1 cm et 10 cm.
Les dimensions de l’antenne à fente, et plus particulièrement sa plus grande dimension L, définissent sa fréquence d’émission-réception. De manière avantageuse, cette plus grande dimension L est comprise entre λ/4 et 2*λ, avec avantageusement L sensiblement égal à λ/2, à plus ou moins 20% près, voire même plus ou moins 10% près, voire même plus ou moins 5% près.
Chaque seconde ouverture 1221, 1222présente une largeur l, définie selon un axe orthogonal à l’axe de ladite plus grande dimension L, et dont les dimensions sont bien inférieures à L. On a par exemple un rapport supérieur ou égal à 10 entre la plus grande dimension L et ladite largeur l. Le cas échéant, on définit la largeur l comme étant la plus grande dimension de la seconde ouverture 1221, 1222selon un axe orthogonal à l’axe de ladite plus grande dimension L.
Pour une fréquence de 2,4 GHz, la condition L= λ/2 correspond à L=6,25 cm. Du fait de ses dimensions réduites, une telle ouverture est donc aisément ouverte dans le pilier 11. Les performances mécaniques du pilier 11 ne sont pas affectées, d’autant que le grand côté L est orienté parallèle à l’axe d’allongement A du pilier 11. La fonction initiale du pilier 11 n’est donc pas affectée par l’ajout de sa fonction additionnelle d’émission et réception radiofréquence.
Ici, l’antenne à fente est formée dans une structure de guidage 120 en métal. Le signal radiofréquence initial U1 se propage dans la structure de guidage 120. Il génère, dans l’enveloppe métallique définissant la structure de guidage 120, un courant induit qui suit des lignes de courant avec des nœuds et des ventres. Pour une efficacité optimale de l’antenne à fente, l’ouverture traversante 1221respectivement 1222est avantageusement positionnée au niveau d’un ventre.
De manière avantageuse, et comme représenté sur les figures 2 et 3, la structure de guidage 120 comporte deux grandes faces 123, 124, disposées face à face, qui s’étendent le long de l’axe d’allongement A, et situées en utilisation respectivement côté intérieur et côté extérieur du véhicule. Par exemple, mais de manière non limitative, la structure de guidage 120 présente une section carrée ou rectangulaire dans un plan orthogonal à l’axe A.
De manière avantageuse, la première ouverture 121 se trouve sur l’une première grande face 123 de la structure de guidage 120, située en utilisation du côté de l’intérieur du véhicule. Ainsi, l’antenne primaire 110 se trouve elle aussi, en utilisation, du côté de l’intérieur du véhicule, protégée des intempéries et autres contraintes environnementales.
De manière avantageuse, chaque seconde ouverture 1221, respectivement 1222, se trouve sur l’une ou l’autre des grandes faces 123 et 124 de la structure de guidage 120.
De manière avantageuse, et comme représenté sur les figures 2 et 3, au moins une seconde ouverture 1222se trouve sur la grande face 124 de la structure de guidage 120, située en utilisation du côté de l’extérieur du véhicule. Ainsi, on réalise une émission-réception côté extérieur du véhicule, pour communiquer avec un badge 20 situé à l’extérieur du véhicule. La communication radiofréquence vise alors avantageusement à piloter un accès au véhicule.
En complément ou en variante, et comme représenté sur les figures 2 et 3, au moins une seconde ouverture 1221se trouve sur la grande face 123 de la structure de guidage 120, située en utilisation du côté de l’intérieur du véhicule. Ainsi, on réalise une émission-réception côté intérieur du véhicule, pour communiquer avec un badge 20 situé à l’intérieur du véhicule. La communication radiofréquence vise alors avantageusement à piloter un réglage personnalisé d’options de conduite.
De manière avantageuse, et comme représenté sur les figures 2 et 3, la structure de guidage 120 comporte à la fois au moins une seconde ouverture 1221sur la grande face 123 située en utilisation du côté de l’intérieur du véhicule, et au moins une seconde ouverture 1222sur la grande face 124 située en utilisation du côté de l’extérieur du véhicule. Ainsi, une même et unique antenne primaire 110 réalise une émission et réception à la fois côté intérieur et côté extérieur du véhicule.
Dans des variantes non représentées, la structure de guidage comporte plusieurs secondes ouvertures sur sa grande face 124 et/ou sur sa grande face 123, pour offrir plusieurs points d’émission et réception côté extérieur et/ou côté intérieur du véhicule, à l’aide d’une unique antenne primaire 110.
L’invention n’est pas limitée aux exemples détaillés ci-dessus, et couvre également de nombreuses variantes avec un nombre différent de secondes ouvertures dans la structure de guidage, avec d’autres formes, dimensions et/ou orientations des première et seconde ouvertures dans la structure de guidage en métal, avec d’autres fréquences centrales du signal radiofréquence initial, avec d’autres portions de la structure mécanique en métal utilisées comme structure de guidage, etc. Dans d’autres variantes, non représentées, la structure de guidage est munie d’au moins un réseau de secondes ouvertures traversantes, formant ensemble un réseau d’antennes offrant un diagramme de rayonnement global direct.
Dans une autre variante, non représentée, la carte de circuit imprimé 112 recevant l’antenne primaire 110, reçoit également une antenne annexe (non représentée), qui émet dans la direction opposée à la structure de guidage 120. De manière avantageuse, l’antenne primaire permet alors de réaliser une émission vers l’extérieur du véhicule, par l’intermédiaire de la structure de guidage 120, tandis que l’antenne annexe permet de réaliser une émission directement vers l’intérieur du véhicule, sans passer par la structure de guidage 120. Cette variante permet de déterminer aisément si le badge utilisateur se trouve à l’intérieur ou à l’extérieur du véhicule, selon que le signal retour revient sur l’antenne primaire ou sur ladite antenne annexe.
Claims (13)
- Système (10) de communication sans fil entre un véhicule automobile (1) et un badge utilisateur (20) tel qu’un téléphone intelligent, caractérisé en ce qu’il comprend :
- une antenne d’émission et réception radiofréquence dite antenne primaire (110), configurée pour l’émission d’un signal radiofréquence initial (U1) dont la porteuse présente une longueur d’onde centrale λ ; et
- une structure de guidage (120) en métal, munie d’une première ouverture (121) située au regard de l’antenne primaire (110), pour l’injection du signal radiofréquence initial (U1) dans une cavité délimitée par ladite structure de guidage (120), et d’au moins une seconde ouverture (1221; 1222) formée dans une face de la structure de guidage (120) et agencée déportée relativement à l’antenne primaire (110) ;
dans lequel :
- la structure de guidage (120) est configurée pour amener le signal radiofréquence initial (U1) depuis la première ouverture (121) jusqu’à chaque seconde ouverture (1221; 1222), chaque seconde ouverture (1221; 1222) formant un émetteur-récepteur de type antenne à fente pour l’émission d’un signal radiofréquence secondaire (U21; U22) provenant du signal radiofréquence initial (U1) ; et
- la structure de guidage (120) est formée par une partie au moins d’un pilier (11) d’une structure mécanique du véhicule automobile.
- Système (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur d’onde centrale λ correspond à une fréquence comprise entre 1 GHz et 10 GHz.
- Système (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’antenne primaire (110) est configurée pour émettre un signal (U1) selon le standard Bluetooth.
- Système (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’antenne primaire (110) est configurée pour l’émission du signal radiofréquence initial (110), et pour la réception d’un signal radiofréquence de réponse émis en utilisation par le badge utilisateur (20).
- Système (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’antenne primaire (110) comporte un élément rayonnant (111) relié à un circuit électronique d’alimentation en courant, avec l’élément rayonnant (111) situé à l’intérieur de la structure de guidage (120) et relié au circuit électronique d’alimentation en courant au travers de la première ouverture (121) dans la structure de guidage
- Système (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque seconde ouverture (1221; 1222) dans la structure de guidage (120) présente une forme allongée, de plus grande longueur (L) comprise entre λ/4 et 2*λ.
- Système (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque seconde ouverture (1221; 1222) dans la structure de guidage (120) présente une forme allongée, de plus grande longueur (L) comprise entre 1 cm et 10 cm.
- Système (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la structure de guidage (120) comporte deux grandes faces allongées (123, 124), disposées face à face, situées en utilisation respectivement côté intérieur et côté extérieur du véhicule, et recevant la première ouverture (121) et l’au moins une seconde ouverture (1221; 1222).
- Système (10) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la première ouverture (121) est formée dans la grande face (123) située en utilisation côté intérieur du véhicule.
- Système (10) selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il comporte plusieurs secondes ouvertures (1221; 1222), au moins une seconde ouverture (1221) étant formée dans la grande face (123) située en utilisation côté intérieur du véhicule, et au moins une seconde ouverture (1222) étant formée dans la grande face (124) située en utilisation côté extérieur du véhicule.
- Système (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la structure de guidage (120) est constituée par une partie au moins d’un pilier (11) de la structure mécanique, situé en utilisation entre des portières avant et arrière du véhicule automobile (1).
- Système (300) d’authentification d’un badge utilisateur par un véhicule automobile, qui comporte un système de communication sans fil (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, et un dispositif d’authentification (30) muni d’au moins un processeur et au moins une mémoire et configuré pour piloter des échanges de données via ledit système de communication sans fil de manière à recevoir et reconnaître un code d’authentification du badge (20).
- Véhicule automobile (1) comportant un système de communication sans fil (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| FR2308519A FR3152102B1 (fr) | 2023-08-07 | 2023-08-07 | Système de communication sans fil entre un véhicule automobile et un badge utilisateur |
| PCT/EP2024/071633 WO2025031902A1 (fr) | 2023-08-07 | 2024-07-31 | Système de communication sans fil entre un véhicule automobile et un badge utilisateur |
| CN202480038739.3A CN121285907A (zh) | 2023-08-07 | 2024-07-31 | 用于机动车辆与用户徽章之间的无线通信的系统 |
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|---|---|---|---|
| FR2308519 | 2023-08-07 | ||
| FR2308519A FR3152102B1 (fr) | 2023-08-07 | 2023-08-07 | Système de communication sans fil entre un véhicule automobile et un badge utilisateur |
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| FR3152102B1 FR3152102B1 (fr) | 2025-06-27 |
Family
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Family Applications (1)
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| FR2308519A Active FR3152102B1 (fr) | 2023-08-07 | 2023-08-07 | Système de communication sans fil entre un véhicule automobile et un badge utilisateur |
Country Status (3)
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| FR (1) | FR3152102B1 (fr) |
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Citations (5)
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- 2024-07-31 CN CN202480038739.3A patent/CN121285907A/zh active Pending
- 2024-07-31 WO PCT/EP2024/071633 patent/WO2025031902A1/fr active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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