La Radiofréquence (RF)
La technologie Radiofréquence 8,2 MHz est la plus répandue et offre le meilleur rapport efficacité/prix. C’est le standard mondial de la grande distribution. Elle est bien adaptée à la plupart des commerces : prêt-à-porter, lingerie, caviste, librairie, papeterie, bibliothèque, maroquinerie…
Dotées d’un microprocesseur de traitement numérique (DSP) et de la technologie 3D, ces antennes sont capables de détecter les badges et les étiquettes dans les trois dimensions.
Ces cartes électroniques assurent une grande stabilité des réglages et réduisent fortement les fausses alarmes causées par les parasites électromagnétiques (dans la mesure du raisonnable). De plus, elles ne nécessitent aucune maintenance.
La dual. Principe de fonctionnement
Composé d’une antenne émettrice (Tx) et réceptrice (Rx). L’émetteur va émettre une onde électromagnétique en continu (CW) en modulation de fréquence centrée sur 8.2 MHz, c’est-à-dire que la fréquence varie rapidement de 7,9 MHz à 8,5 MHz soit 8,2 MHz ± 300KHz.
Cette variation de fréquence est nécessaire pour pouvoir détecter tous les badges et étiquettes car elles ne résonnent pas toutes à la même fréquence (8.2 MHz). Certains seront détectés à 8,3 MHz, d’autres à 8,1 MHz par exemple.
Pour simplifier, le badge est composé d’une self et d’un condensateur formant un circuit résonant parallèle (dit « circuit bouchon »).
Lorsque le badge passe dans le champ électromagnétique généré par l’émetteur (Tx), il absorbe une partie de l’énergie à sa fréquence de résonance, se traduisant par une petite déformation de l’onde sur l’alternance positive et négative (dip d’absorption). Le récepteur (Rx) va détecter et analyser cette distorsion de champ et déclencher l’alarme.
Diagramme de rayonnent des antennes
La détection des badges se concentre principalement entre les antennes et un peu sur les côtés.
Prévoir au moins une distance de sécurité de chaque côté des antennes en fonction des badges utilisés pour éviter de faire déclencher l’alarme ou bien installer des écrans de protection. Ces distances de sécurité seront déterminées le jour de l’installation.
Les écrans du style Reynobond (panneaux multicouches composés de deux tôles en aluminium prenant en sandwich une plaque composite en polyéthylène) seront fixés derrière les antennes.
On peut coupler plusieurs antennes en alternant les émetteurs (Tx) et récepteurs (Rx) pour augmenter la zone du passage à protéger. On devra alors synchroniser les émetteurs entre eux par un câble de synchronisation.
Exemples de configurations d’antennes selon la largeur de l’entrée.
Espacement de 1,20 mètre entre antennes
Espacement de 1,80 m max entre antennes
Ajout d’une antenne réception pour augmenter la zone de détection à 3,60m max
La mono antenne
Composée d’une seule antenne, elle intègre à la fois les fonctions d’émetteur et de récepteur (TX/RX intégré).
La carte électronique génère un signal RF en continu balayant à ±500 kHz autour de la fréquence centrale de 8,2 MHz (swept CW), avec un balayage lent typiquement de l’ordre de 150–180 Hz.
Ce signal est émis via une boucle dite « émission » intégrée à l’antenne. Simultanément, l’étage de réception capte le signal via deux boucles de réception dédiées. Le signal reçu traverse un ensemble de filtres très sélectifs, est traité numériquement en temps réel par un processeur de signal numérique (DSP), puis analysé pour détecter les perturbations caractéristiques d’un tag actif.
En cas de détection confirmée, l’alarme est déclenchée.
Le système fonctionne en mode full-duplex : il émet et reçoit en continu et simultanément, grâce à une excellente isolation entre les voies TX et RX.
L’antenne mono est une solution économique et esthétique, idéale pour protéger une petite entrée ou un passage de caisse de 90 cm à 1 mètre maximum.
Attention : ne pas laisser de badges ou d’étiquettes dans la zone de détection à proximité de l’antenne (vitrines, portants, rayonnages), sous peine de déclenchements intempestifs.
Les antennes mono rayonnent beaucoup plus largement que les systèmes dual (Tx + Rx séparés). Le rayonnement est symétrique et plus enveloppant.
Il est recommandé de prévoir une distance de sécurité d’au moins 1 m devant l’antenne et sur les côtés (notamment vers les vitrines ou présentoirs)
Mono antenne à l’entrée d’un petite boutique.
Une seule mono antenne suffit à protéger 2 passages de caisse.
Association de plusieurs monos
Pour protéger des passages plus grands, on peut associer plusieurs antennes mono espacées d’une distance ≤ 1,80m.
Dans ce cas, chaque antenne est indépendante des autres et elles se synchronisent automatiquement entre elles.
La distance entre les antennes dépend des badges/étiquettes utilisés et de l’environnement électromagnétique (interférences, présence de métal, etc.).
L’avantage d’associer plusieurs antennes mono pour couvrir de grandes entrées, par rapport aux systèmes dual, est qu’elles travaillent toutes indépendamment les unes des autres. Si une tombe en panne, les autres restent opérationnelles.
A l’inverse, dans une association d’antennes dual (ou multi-dual), si l’antenne émettrice maître (qui synchronise les émetteurs esclaves) tombe en panne, c’est tout le réseau d’antennes qui est désactivé.
La technologie Acousto-Magnétique (AM)
La technologie acousto-magnétique (AM) fonctionne sur une fréquence de 58 kHz. Contrairement à la radiofréquence (RF), le principe de fonctionnement est différent : il repose sur l’effet magnétostrictif plutôt que sur une simple résonance électrique. Les badges (hard tags) contiennent souvent une ferrite (ou un matériau magnétique) associée à un condensateur câblé en parallèle, formant un circuit résonant LC accordé à 58 kHz (similaire à la RF, mais à fréquence beaucoup plus basse).
Les étiquettes souples (labels) sont composées de fines lamelles superposées : typiquement une ou plusieurs bandes minces en métal amorphe (alliage magnétoélastique, comme du Metglas ) qui vibrent mécaniquement à la fréquence de travail de l’émetteur, plus un aimant de polarisation (bias) semi-dur pour stabiliser la résonance.
L’émetteur envoie des impulsions (bursts) à 58 kHz (périodiquement allumé/éteint, ~50–90 Hz). Pendant l’impulsion, la bande amorphe se contracte/étend (magnétostriction), puis continue à vibrer (comme un diapason) après l’arrêt du champ. Cette oscillation résiduelle génère un signal magnétique détectable par le récepteur pendant la phase « off » et c’est ce qui déclenche l’alarme.
Points forts
Meilleure détection des badges et étiquettes que la RF et moins sensible aux parasites électromagnétiques et environnements perturbants métalliques comme les chariots, portes automatiques, portants de vêtements etc…
Portée plus grande : Les systèmes AM détectent efficacement jusqu’à 2,0–3,0 m entre deux antennes.
Une antenne AM peut fonctionner en mode mono, tandis qu’un système dual AM ou un portique composé de deux antennes peut être configuré selon plusieurs modes, en fonction de l’agencement du magasin.
Mode mono
Le diagramme de rayonnement est symétrique par rapport à l’axe de l’antenne. Dans de bonnes conditions, la portée de détection peut atteindre 1,30 m environ de chaque côté.
Mode dual mono
Les deux antennes sont configurées en mode mono. La détection reste symétrique de part et d’autre de chaque antenne. Dans de bonnes conditions (tags de qualité, environnement peu perturbé, réglages optimaux), on peut atteindre une zone de détection totale d’environ 5,00 m.
Mode mono Rx
Une antenne fonctionnera en mono et l’autre en récepteur. Ce mode est très pratique si l’on veut disposer l’antenne Rx (verte) près d’un mur. Distance de détection environ 3,40 m entre les deux murs.
Mode dual simple
Le système, constitué d’un émetteur et d’un récepteur. La détection des badges se fait uniquement entre les antennes. Cela est particulièrement utile lorsque des badges sont placés à proximité des antennes.
Plus les antennes sont éloignées, plus le champ résiduel derrière elles augmente.
Dans des conditions électromagnétiques optimales, le portique peut couvrir une distance de 2,40 mètres..
Mode dual simple 3 antennes
L’émetteur maître peut gérer deux antennes de réception, ce qui permet d’étendre la zone à protéger. Il est également possible d’ajouter autant d’antennes que nécessaire. Les émetteurs fonctionnent de manière totalement autonome : aucun câble de synchronisation n’est requis, même au sein d’un groupe d’antennes.
La technologie Electromagnétique (EM)
Cette technologie repose sur le principe de la détection du bruit de Barkhausen (1917).
Lorsque l’on soumet un corps ferromagnétique à un champ magnétique fluctuant ou alternatif, la magnétisation ne se fait pas de manière continue mais par saut progressif.
La courbe de magnétisation est une courbe en escalier.
Cette discontinuité créé un bruit caractéristique qui peut être mis en évidence de façon acoustique.
L’antenne EM génère en continu un champ électromagnétique sinusoïdale de basse fréquence (généralement entre 200 et 1000 Hz selon les marques). Elle émet ce champ alternatif et « écoute » en même temps les signaux parasites (harmoniques) produits par le filament.
Lorsque le filament démagnétisé (donc activé) passe dans ce champ magnétique alternatif, il subit des changements brusques de magnétisation (effet Barkhausen). Cela génère un « bruit » caractéristique riche en harmoniques, que le circuit de réception de l’antenne détecte et analyse et déclenche l’alarme.
À l’inverse, un filament magnétisé (donc désactivé) reste saturé et ne produit plus ces sauts brusques ni ce bruit en passant dans le même champ donc pas d’alarme.
Les antennes EM fonctionnent en mode mono. Le champ de détection est très court de l’ordre de 50 cm environ de part et d’autre de l’antenne et il faut deux antennes pour couvrir un passage de 90 cm maximum comme les antennes EM de la marque DIALOC. Une autre marque comme CERTUS propose des antennes dont les écartement peuvent atteindre plus de 1,60 m mais au détriment d’un sifflement continue et désagréable. Voir le site urfid.