CA1288135C - Dispositif de transmission d'informations et/ou d'instructions a large bande passante entre un element mobile et un poste de controle - Google Patents
Dispositif de transmission d'informations et/ou d'instructions a large bande passante entre un element mobile et un poste de controleInfo
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Abstract
PRECIS DE LA DIVULGATION: Dispositif de transmission d'informations et/ou d'instructions et/ou de localisation entre un élément mobile et un poste de contrôle, comportant un tube creux parallèle au trajet de l'élément mobile, formant guide d'ondes, dont une face émissive est percée d'un réseau d'ouvertures, l'élément mobile ayant deux antennes d'émission et/ou de réception en hyperfréquences Le réseau d'ouvertures sur la face émissive du tube creux permet la transmission entre ces ouvertures et l'antenne d'émission et/ou de réception de deux signaux distincts du champ électrique, l'un pour la transmission des informations et/ou instructions, l'autre pour la mesure de la vitesse et de la position de l'élément mobile par détection de la présence de ce second signal. D'autres dispositifs portent sur l'appli-cation de tels tubes creux à un poste de péage automobile ou de contrôle d'une enceinte dangereuse pour du personnel.
Description
~'~13~3S
Dispositif de transmission d'information~ et/ou d'instruction~
a large bande passante entre un élément mobile_et un poste de contrôle La présente invention concerne un dispositlf de tran3mission d'informatlons et/ou d'instructions à large bande passante entre un élément mobile et un poste de contrôle de cet élément, comportant un tube creux parallèle au trajet 9UiVi par l'élément mobile, formant guide d'ondes, dont une face émissive est percée d'un réseau d'ouver-tures de passage d'un rayonnement éleotromagnétique en hyperfréquence~, l'élément mobile étant muni d'au moins une antenne d'émission et/ou de réception d'ondes hyper~réquences di~posée en regard de la face du tube peroée d'un réseau d'ouvertures, Le tube creux étant relié
à au moin~ un organe d'alimentation en ondes hyperfréquenaes et à un organe de réoeption d'ondes hyperfréquenoe3 prov~nant de lui.
L'invention s'applique en premier lieu à un dispositif de transmission d'informations et/ou d'instructions a large bande passante et/ou de localisation entre un véhicule, notamment ferroviaire ou routier, et un poste de contrôle de oe véhioule.
On a déjà proposé da~s la publication "Waveguide communication 3ystem for centralized railway traffic control" de T. Kawakami et autres, IEEE Trans. on Vehioular Communications, ~ept 1964, p. 1-18, de di~poser le long d'une voie ~errée pour train à grande vitesse un guide d'ondes circulaire, muni de coupleurs dirsctionnel3 et de guides d'onde~ auxiliaires rayonnants, le~ trains devant être muni~ d'une antenne d'émis~ion et/ou de réception. Un tel disposltif permet des transmisslons de données et de conversations téléphoniques ou de télévi~ion entre le traln et un poste de contrôle.
Il néoess1te cependant l'installation tout le long de la voie d'un appareillage relatlvement complexe et coûteux. Il n'a eté utilisé
qu'à titre expérlmental sur un tronçon de voie, uniquement pour la tr~nsmission d'information~, et n'a pas abouti à ce jour à un emploi industriel. Un système du même æenre, décrit par H.M. Barlow, The Radio and E:Lectronio Engineer, mai 1967, p. 275-281, utilisant un guide d'ondes de structure différsnte, en vue également de la seule transmission d~informations, présente le même inconvénient de complexité et de coût, et n~a pas non plu3 abouti à une exploitation ~k ~L288~L35 industrielle.
Le premier dispositif selon l'invention a pour but de permettre, non seulement la transmission d'informations, mais également le contrôle de la marche de véhicules, tels que des trains, soit roulant sur des rails, soit mus par un moteur linéaire, des funiculaires, des ascenseurs, des chariots de surveillance d'enceintes ou des voitures automobiles, a l'aide d'eléments plus simples et moins coûteux que ceux décrits dans ces publications.
Selon la présente invention, il est prévu un dispositif de transmission d'informations et/ou d'instruc-tions à large bande passante et/ou de localisation entre un élément mobile et un poste de contrôle de cet élément, comportant:
- un tube creux formant guide d'ondes, dont une face émissive est percée d'un réseau d'ouvertures de passage d'un rayonnement électromagnétique en hyperfréquences, l'élément mobile étant muni d'au moins une antenne d'emission et/ou de réception d'ondes hyperfréquences disposée en regard de la face du tube percée d'un réseau d'ouvertures, le tube creux étant relié à au moins un organe d'alimentation en ondes hyperfréquences et à un organe de réception d'ondes hyperfréquences provenant de lui;
- certaine de ces ouvertures étant perpendiculaires à l'axe du tube creux et certaines autres obliques par rapport à cet axe, disposées selon un motif particulier correspondant à un codage approprié, les ouvertures perpendiculaires a l'axe transmettant une composante axiale véhiculant des informations et/ou des instructions, et les ouvertures obliques par rapport à l'axe transmettant en outre une composante perpendiculaire permettant la connaissance par l'élément mobile de sa position absolue et de toute autre information liée à celle-ci .
.
, .. .. .
~8~ 3'~
- 2a -De préference, le tube creux est parallèle au trajet suivi par l'element mobile.
De préference, les ouvertures de la face émissive possèdent une grande dimension très supérieure à leur dimension perpendiculaire. ~es ouvertures sont de préference disposées sur la face ~émissive du tube creux de manière periodique et elles sont réparties de manière non périodique entre les ouvertures perpendiculaires et les ouvertures obliques, manière non périodique qui correspond au codage approprié.
Avantageusement, la composante perpendiculaire émise par les ouvertures obliques qui est rayonnée régulièrement permet une mesure de vitesse.
Il repond en outre de préférence à au moins llune des caractéristiques suivantes:
,, -.
' ' ~2~
- Le tube est un rail creux d'alimentation en énargie d~un véhicule ferroviaire ou une plaque de réaction d'un sy~tème de propulsion à moteur linéaire.
- Les faces internes du tube creux sont munies d'un dépôt électrol~ti-que d'un métal bon conducteur électrique.
- Le tube possède une ~ection droite en forme de H, de faço~ à
con~tituer un guide d'ondes rayonnant supérieur et un guids d'onde3 rayonnant inférieur séparés par un fond, ce fond est percé d'un réseau d'ouverturas, le guide d'onde~, ~upérieur e~k muni de courts-circuit~ électriques formant coupleurs directifs associé3 à une couche de matériau absorbant les ondes hyperfréquences et autorisant le seul passage de l'énergie hyperPréquences du guide d'ondes in~érieur vers le guide d'ondes supérieur, divisant ce dernier en tronçons, le guide d'ondes inférieur est relié à un organe d'alimentation en ondes hyper~réquence~ porteusés d'in~ormations st/ou d'instruction~
pour tous les éléments mobiles, et le guida d'ondes supérieur est relié à un organe d'alimentation en ondes hyperfréquences porteuse~
d'informations et/ou d'instructions à de3tination de et/ou en prove-nance des seul~ éléments mobiles se déplaçant le long des trongons déllmités par deux court~-circuit3 électriques succe~sifs et le~ -matériaux absorbants associé~.
- La face du tube percée d'un réseau d'ouverture~ est en une matière pla~tique recouverte sur une faible épai~seur d'une métallisation dans laquelle est gravé le réseau d'ouvertures.
~ Au moins ~ur certain~ tronçons du tube creux le~ ouvertures permet-tant la localisation de l'élément mobile et la mesure de sa vitesse sont séparées par des intervalles tels qu'une con~igne de passage de l'antenne correspondante de l'élément mobile à des intervalles de temps égaux en face de ce~ ouvertures as~ure le contrôle de la vitesse de l'élément mobile.
On comprendra que la section droits du tube peut dans le cas général être quelconque, elliptique, circulaira ou rectangulaire.
Une ~ection droite rectangulaire conduit cependant à de~ simplifica-tion~ d'ordre mécanique.
; ~ ' ~l 2B~lL3~i Des ouvertures équidi~tante~ pratiquées sur la face rayonnante du tube creux permettent de déterminer la vitesse de l'élé~ent mobile par simple comptage du nombre de détections par une antenne de localisation pendank un intervalle de temps donné. La position est obtenue en multipliant le nombre de détections par le pas séparant deux ouverture3 succsssives.
Le~ ouvertures de mesure de la vite~se et de la position de l'élément mobile peuvent aussi être di3posées de telle manière que des successions de présence ou d'absence d'un signal puissent être codées de façon à enregistrer ainsi da~ données telles que la position ab~olue et la vitesse autorisée en un point déterminé
de son trajet.
Les raccordement~ des guides d'ondes rayonnant~ aux interruptions nécessitées par les problèmes de dilatation ou, dans le cas de véhicules farroviaires, par les passages de~ appareils de voie peuvent être con~titués par une transition guide d'ondes-aable coaxlal, un élément de câble coaxial qouple et une transition câble coaxial-guide d'ondes.
Pour compenser l'affaibli sement des ~ignaux le long du tra~et de l'élément mobile, bien que celui-ci ne soit que modéré, des répéteurs de type connu disposés de loin en loin assureront la régénération de ces signaux. En outre, les guides d'ondes peuvent être percés d'ouvertures dont les dimensions augmentent par palier~, afin de compenser les perte~ par atténuation linéique et d'obtenir des niveaux de signaux transmis quasi-constants, que l'on soit proche d'un récepteur ou en limite de portée de celui-ci.
Un di3positi~ tel que défini ci-dessus permet l'échange d'infor-mations analogiques à large bande et~ou numériques à haut débit, telles d~une part des signaux téléphoniques et/ou vidéo, et~ou d'autre part des 3ignaux de télémesure~ et/ou de télécommandes, mais permet au~si les me~ures de position et/ou de vites~e de l'élément mobile se déplaçant près du tube formant gulde d'ondes hyperfréquence30 Un deuxième di~positif selon l'inventlon a pour but de permet~re la tran~mission d'informations et/ou d'in~tructions entre un véhicule routier et un poste de péage ou de contrôle à l'entrée de voie~
de circulation payante~ ou à accès contrôlé, ~an~ arrêt du véhicule .,~' ~ .
.
~L288135 routier au poste de péage ou de contrôle. Il e~t caractérisé en ce qu'il comporte en amont d'une barrière d'accès au moln~ un tronçon de voie munl d'un tube creux formant guide d'onde3, en ce que ce tube est relié à un poste de contrôle muni d'une part d'une liaison avec un centre de fourniturs et d'enregistrement de donnée~ banaaire~
ou d'habilitation, et d'autre part à un organe de commande de l'ouver-ture de la barrière d'accès.
De préférence le tube crsux parallèle au tronçon de voie permet l'interrogation du véhicule, la réception de données d'identlfl-cation, le traitement de ces données par le po~te de contrôle, puis la validation des données d'identification et l'ouverture de la barrière d'accès.
Le troisième di~positif selon l'invention a pour but de permettre la transmis~ion d'informations et/ou d'in~tructions entre une caméra d'observation disposée dan~ une enceinte non accessible sans danger, telle qu'une enceinte soumi3e à un rayonnement ionisant, et un poste de contrôle. Il est caractérisé en ce qu'il comprend un coffre électronique à antenne d'émission et de réception d'hyperPréquence~, relié à la ca~éra, un tube creux formant guide d'ondes di~posé
en regard de l'antenne d'émisYion, lui-meme relié au po~te de contrôle, comportant un organe de réception et de traitement des signaux hyperfréquence~ émis par le coffre électronique et de transmission des signaux traités a un écran de télévi3ion.
Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence~
aux figures schématiques du dessin annexé, des dispositif~ de tran~mis-sion d'information~ et/ou d'instructions selon l'invention.
La figure 1 repré~ente en perspective un véhicule ferroviaire et des élément~ de voie et de tube creux formant euide d'ondes parallèle à la voie.
~a figure 2 représente à plus grande échelle uns vue de la face du tube d'ondes de la figure 1, percée du réseau d'ouvertures dont le9 orientations judicieuses permettent de mettre en évidence deux composante~ distinctes du champ rayonné par le guide d'ondes, informations permettant les fonctions de transmission et/ou de localisat1on et/ou de mesure de ~ite~se.
. . .
~2~ 5 La figure 3 représente avec arrachement p~rtiel un tronçon de rail d'alimentation en énergie présentant une ~ection droite en Eorme de H, jouant le rôle de double guide d'onde3.
La figure 4 représente un élémelnt d'une pista d'essais pour automobiles.
La figure 5 roprésente un véhioule prioritaire le long d'une route munie d'un d~spo~iti~ d'échange d'in~ormations et d'instructions.
La figure 6 représente un po te de péags automatique san~
arrêt des véhicules à l'entrée d'une voie de circulation payante.
La figure 7 représente un Euniculaire et un élément de voie correspondant muni à côté de la crémaillère d'un guide d'ondes en hyper~réquences.
La Eigure 8 représente un poste de survsillance d'ascenseur~
dans un immeuble.
La figure 9 représente un chariot de surveillancs d'enceinte par caméra monté sur rails.
La figure 10 représente un dispositif de contrôle de caméra d'observation dans une enceinte soumise à un rayonnement ionisant.
Dans la figure 1, le véhicule ferroviaire 3, par exemple la motrice d'un rame de métropolitain, roule sur des rail~ 2 à
proximité d'un support matériel formé par un tube creux constituant un guide d'ondes rayonnant 1 grâce à la présence d'ouvertures géométri-quement dis~ymétriques réalisant un réseau 7 qur une des face3 6 du support matérial. La motrlce e~t munie d'une antenne d'émission et de réception 4 et d'une antenne de looalisation 5. La première permet la tran~mission d'in~ormation~ ou d'in~tructions de commande entre la motrice et un po~te de contrôle de traf~c auquel e~t reliée une extrémité du guide d'ondss et e~t constituée d'une ou plu3ieurs antannes élémentaires couplées entre elle~ afin d'assurer les ~onctions de gain et de régulation d'amplitude des signaux émi~ et reçus.
L'antenne d~te de localisation 5 permet de mesurer une autre composante du champ électromagnétique hyperEréquence recue au-des~us du gulde d'ondes et/ou de recevoir une longueur d'onde difEérente des signaux hyp~erfréquences. En admettant par exemple que les ou~er-tures soient équidi~tantes et d'un écartement connu, les signaux .~ ' ~ ' ' -:
~.2~ 3~;
recus par l'antenne donneront, par le nombre de périodes, la position du véhicule et, par la fréquence des transition~, sa vite3se.
On peut également par exemple as3ervir le véhicule à ce que 30n antenne de localisation reçoive le rayonnement deq ouvertures à des intervalles de tcmps déterminés, ce qui permet de contrôler 3a vite~e.
La figure 2 montre comment il eqt possible sur la face 6 percée du réseau d'ouvertures, dont certaines 8 30nt perpendiculaire~
à l'axe du euide d'onde~ et d'autre3 9 oblique~ par rapport à cet axe, d'orienter celle~-ci afin de recevoir une amplitude constante de la composante Ez (droite 10) permettant les transmis~ions et de recevoir un signal discontinu (courbe 11 ) par la composante E
permettant la localisation et la me3ure de vitesse du véhicule comme on 1'a vu préaédemment.
La figure 3 représente un double guida d'ondes supérieur 12 et inférieur 13, de section droite en form~ de ~. Les 3ignaux communs à tous les véhicules sont véhiculé3 par le guide d'ondes $nférieur 13 et couplés au guide d'ondes 3upérieur 12 par des coupleurs directifs constitués d'ouvertures 1~ 3ituées dan-~ le fond 14 du guide d'ondes 20 3upérieur. De~ courts-cirouit3 électrique~ 16 délimitent le guide d'ondes supérieur en élémentQ pouvant être de la taille d'un canton de voie par exemple. Un matériau absorbant 17 permet d'éviter les phénomènes d'onde~ Ytationnaires dans le guide d'ondes supérieur.
Ce guide d'ondes 3upérieur est relié à un organe d'émi3sion et 25 de réception d'ondes hyperfréquences différentes permettant d'échanger des information3 et~ou des instructions de commande avec les véhicules se trouvant sur le tron~on délimité par deux courtq-circuits électri-ques 16 consécutifs. Les pilotes automatique fixes installé3 le long de }a voie peuvent dialoguer avec le po~te central de commande 30 en injectant une onde hyperfréquence porteuse d'informations dans le guide d'ondes inférieur.
Le tube creux repré3enté en 1, ~igure 1, ou apparaissant en figure 3 peut, grâce à 3es dimension~ géométriques compatible~, réaliser également les fonctions de rail d t énergie et/ou de guidage.
La figure 4 représente une piste d'essai3 de voitures~ appar-''', ' ' ' , ' , . ' , .
tenant par exemple à un constructeur d'automoblles ou a un fa~ricant de pneumatiques, ou à un organi~me d'homologation de types d'automo-bile~. Le véhicule 21 oircule ~ur la piste d'essais 23. Celle-cl comporte un tube de section droite r~ctangulaire destiné a véhiculer à grande vitesse des informations ek/ou instructions par ondes hyperfréquences et muni d'ouvertures de forme générale rectangulalre, perpendiculaires à ~on axe. Ce tube creux peut être enterré dans l'axe de la plste, sa face ~upérieure affleurant le niveau de la chaussée (tube 24 muni d'ouvertures 25) ou disposé sur un bord de la chau~sée, un peu au-des~us du ~ol (tube 26 muni d'ouvertures 27), supporté par exemple par une glissière de séourité. Le véhicule est muni dan~ le premier cas d'une double antenne 28 d'émission et de réception en bas de cais3e. Dans le second ca~, il est muni d'une double antenne d'émission et de réception 29 sur le côté
de véhicule faisant face au tube creux.
Le tube creux de transmission d'ondes hyperfréquences regoit à une extrémité l~énergie porteuse des signaux provenant du poste de contrôle d'e~sais 30 émis sur un premier canal A par un émetteur 31 relié à un pupitre de contrôls 32, et il reçoit également tout le long de la piste l'énergie porteuse des signaux tran3mis par le véhicule en cour~ d'essais. A l'autre extrémité du guide d'ondes, un poste d'enregistrement (non rsprésenté) élimine les signaux du canal A et recueille les signaux d'un autre canal B en provenance du véhicule, qui 30nt amplifiés et mis en forme pour le~ be~oins de l'utilisation.
La figure 5 rsprésente un dispo3itif d'échange d'informationa et d'instructions entre un véhicule, par exemple un véhicule priori-taire (gendarmerie, ambulanoe, pompiers, médeoin~) et un poste de contrôle d'une route. Le-véhicule 33 ciroule le long de la voie, sur 1Q bord de laquelle est disposé un tube creux formant guide d'ondes hyper~réquances, soit un tube 34 enterré dan~ l'axe de la voie, ~a face ~upérieure munie d'ouvertures rectangulairea 35 af~leurant la chaussée, soit un tube 37 muni d'ouverturss 38 disposé
le long de la voie, peu au-dessus du sol, porté par exemple par une glissière de sécurité. Dans le premier cas, le véhicule e t .
, . .
~:8a~35 g muni en bas de caisse et dans son axe d'une double antenne d'émi~sion et de réception 28, et dans le second cas sur son côté tourné vers le tube creux d'une double antenne d'émission et de ré¢eption 29.
Le tube creux ~ormant guide ~'onde~ e~t alor3 muni, pour compenser l'affaiblissement des ~ignaux le long de la voie, de répéteur~ de type connu disposé~ de loin en loin, a~surant la régénéra-tion des signaux.
~ n tel dispositif peut être adapté pour permettre le pilotage de véhicules équipés de dispositifs anti-collisio~.
Dans la ~lgure 6, le véhicule 1 se présente à l'entrée du poste de péage automatique ~2, à l'entrée da la voie de circulation payante. La piste d'accès est munie d'un tube r0ctangulaire creux 44, formant guide d'ondes, de section droite carrée ou rectangulaire, enterré dans son axe, et dont la face supérieure, munie d'ouverture~
rectangulaires perpendiculaireR à son axe, dirigeant le rayonnement vers le haut, affleure la bande de roulement.
Le véhicule est alors muni en bas de ¢aisse et dans son axe d'une antenne d'émission 45, et é~entuellement d'une antenne de réception, toutes deux dirigées vers le bas. Le tube creux 44 communi-que par la liaison hyperfréquence à grande vitesse 46 représentée en trait tireté avec un poste de contrôle 50.
En variante, la pi3te d'accès est bordée par un tube rectangulai-re 47, disposé à une faible distance au-dessus du 301, et le véhicule est muni sur le bas de son ~lanc d'une antenne d'émis~ion 48 tournée vers ce tube. Ce dernier communique par la iiaison hyperfréquence à grande vite~se 49, représentée en trait tireté, avec le po~te de contrôle 50. La distance entre l'antenne du véhicule et le tube creux latéral reste de préférence d'au plus 2 mètres.
Bien que les deux variantes de réalisation possibles, tube enterré dan~ l'axe de la piste d'accès, et tube bordant la piste, aient été l'une et l'autre repré~entées sur la figure, on comprendra qu'en pratique l'une seule de ces liaisons existera.
Le couloir de ciroulation pour les véhicules à contrôler est divisé en trois parties succe3sives A~ B et C.
La partie A sert à l'interrogation du véhicule par le poste ' ,: , ~28~ 5 de contrôle 50 et a la réception de ses données d'identification, à l'aide des tubes creux 44 ou 47.
La deuxième partie B e~t de~tinée à permettre le traitement de ces données par le poste de contrôle 50 : interrogation du centre de fourniture et d'enrægistrement de données ~ancaire3 51, vérification de l'existerce d'un compte bancaire approvisionné st débit de ce compte. Des signaux lumineux 52, 53 commandés par le poste de contrô-le 50, grâce à la liaison hyperfréquence 54, bordent cette partie de la voie et indiquent au conducteur du véhicule 9 ~ il peut progre~er et à quelle allure.
La troisième partie C per~et la validation du débit opéré
~ur le compte bancaire du conducteur du véhicule et l'autorisation de passage pour celui-ci.
Le poste de contrôle 50 envoie par la liaison 55 au signal lumineux 56 un ordre "feu vert" et à la barrière 57 un ordre d'ouver-ture.
Dans la figure 7, le funiculaire 60, circulant sur la voie 61 munie de la crémaillère 62, est représenté au départ d~une ~tation 63.
Un tube formant guide d'ondes hyperfréquences 64 est di~posé à
l'intérieur de la voie, parallèlement à la crémaillère 62. Il est muni sur sa face ~upérieure 65 d'un réseau d'ouverture~ géométriquement dissymétriques analogue~ à celles représentées à plu~ grande échelle en figures 2 et 3 pour une motrice de rame de métropolitain. Le funiculaire comporte sur la ~ace inférieura de la caisse, en regard du guide d'ondes, une anter~e d'émi^qsion et de réception et une antenne de locallsation, toute~ deux non représentées.
Le guide d'ondes est relié par un câbls coaxial 66 à un poste de contrôle 67 oomportant une armoire 68 d'émission d'ondes hyperfré-quenceq et un récepteur 69 des informationq fournies par le funiculaire.
Le funiculaire e3t par exemple muni d'une caméra interne 70 d'ob3ervation du taux d'occupation, dont las indications ~ont trans-mises par le tube guide d'ondes e~ le câble coaxial à un écran de télévision 71 dispo~é dans le poste de contrôle, muni d'un levier 73 de ralenti~sement ou d'arrêt. Par ailleurs, un écran de télévision 72 disposé dan~ le funiculaire est alimenté en messages ou en émission .
~8~3~L3S
télévisées publicitaire3 ou non par le poste de contrôle.
Dans la figure 8, plusieurs cages d'a~cen~eur 80, 81, 82 sont munies de tubes creux verticaux formant guides d'ondes 83, 84, 85, percés sur leur face en regard de la paroi des cabines d'ascenseur d'ouvertures géométriguement dis~ymétriquss ~ormant un réseau. Chaque cabine d'ascenseur est munie elle-même d'une antenne d'émission et de réception et d'une antenne de looallsation, non repré~entées. Les tubes creux formant æuides d'ondes sont reliés par des éléments de câble coaxiaux (non représentés) au poste de contrôle ~6. ~e dernier est muni d'une armolre d'émission d'ondes hyperfréquences 87 et d'une armoire 88 de réception des information~
provenant des cablnes d'ascenseur et de contrôle automatique de leurs déplacements. Chaque cabine d'ascenseur comporte un tiroir électronique tel que 89 a générateur d'hyper~réqusnces, un micro tel que 90 et une caméra de surveillance 91, 92, 93. Les informations transmises par les tube3 ~ormant euides d'ondes 83, 84, 85 et les câbles coaxiaux, notamment sur la position et la vitesse de~ cabines, sont reçusJ par l'armoire de réception 88, reliée à des écrans de télévi~ion 94, 95, 96 dispo~é~ sur le tableau de contrôle 97 en face du poste de surveillant, permettant la visualisation de la situation dans les cabines d'ascen3eurs. Un levier 98 permet au surveillant d'arrêter l'un de~ ascenseurs en cas d'incident.
L'in~tallation de survelllance de la figure 9 est destinée à déceler toute tentative de franchis~ement de la cl8ture 100 d'une in3tallation sensible, telle qu'installation militaire, dépôt d'hydro-car~ures, centrale nucléaire, etc...A cet e~et, deux rainures parallèle~ 101 creusées dans le 901 a proximité de la cloture forment piste de clrculation pour un chariot monté sur roues 102 à bra3 élévateur 103 portant une caméra de télévi~ion rotative 104. Un tube formant guide d'ondes hyper~réquences 105 est disposé sur le 901 entre les rainure3 101. Il e~t percé qur Ba face superieure d'un réseau d'ouvertures rectangulaires de passage de ce~ ondes.
Le chariot 102 comporte un cof~re a générateur d'ondes hyperfréquen-ces 105A, et qur sa face inférieure une antenne d'émission et de réception et une antenne de localisation, non représentées. Le .
. ' .
~ Z ~ ~ ~ 3 ~J
tube creux for~ant guide d'onde~ est relié par un câble coaxial.
non repré~enté, à un poste de survei]lance 106. Celui-ci comporte un générateur d'onde~ hyper~réquence~l 107, et une armoire 108 récep-trice d0s signaux envoyés par la camera du chariot, alimentant un écran de télévi3ion 109 diaposé en face du surveillant. Des le~ier~ 110, 111 permettent le régla~se en orientation et ~n hauteur de la caméra du chariot.
Dans l'installation de télécommande représertée en ~igure 10, une caméra de télévi~ion 120 alimentée en énergie par un boI-tier 121 fournit un signal vidéo et un aignal à basse fréquenc~
provenant d'un microphone tnon représenté). Ces signaux sont transmis par un élément de câble ooaxial 122 à un modulateur 123 qui engendre une onde porteuse de fréquence voislne de 600 MHz.
L'onde porteuse modulée est mélangée à celle d'un oscillateur local de fréquence 1850 MHz, ce qui engendre un ~ignal réAultant de fréquence 2450 MHz. Après amplification, ce ~ignal e~t transmis par un court câble coaxial 1Z4 à une antenne d'émission a ~entes 125, di3posée en face du tube rectangulaire horizontal formant guide d'ondes 126, percé de ~entes verticale~ 12?. Ce guide d'ondes est relié par un amplificateur 1Z8 et un cable coaxial 129 au poste de contrôle 130, dispo~é de l'autre côté d'une cloison 131 le séparant de l'enceinte soumise au rayonnement ioni~ant.
Le câble coaxial 129 aboutit à un récepteur 132, relié à
un écran de télévision 133O
Z5 L'énergie e~t ~ournie à la caméra 120 disposée dans l'enceinte à partir du boîtier à ba~se tension 121, auquel elle e~t reliée par le câble 134.
En fonctionnement le signal émis par l'antenne 125 induit un signal hyperfréquence dans le tube guide d'ondes 126. Ce signal est recueilli a l'extrémité du guide d'ondes par un élément de transition, qui alimente l'amplificateur 128 relié lui-même à un mélangeur dispo~é à l'intérieur du récepteur 132. L'ampl1ficatior permet de ne pas dégrader le rapport ~ignal/bruit, car il peut y avoir une longueur de plu~ieurs mètres entre l'amplificateur et le récepteur.
:
~X~3135i Le mélangeur du récepteur 132 recoit d~un côté un signal à 2450 MHz, d'un autra un signal d'un oscillateur local à 1850 MHz.
Il engendre en ~orte un ~ignal à 600 MHz qui est l'image du ~ignal dlémission. Le signal est alor~ démodulé, et donne en sortie du récepteur un ~ignal vidéo et un signa:1 à basse ~réquence, qui sont appliqué~ à l'écran de télévision 133.
3o .
s
Dispositif de transmission d'information~ et/ou d'instruction~
a large bande passante entre un élément mobile_et un poste de contrôle La présente invention concerne un dispositlf de tran3mission d'informatlons et/ou d'instructions à large bande passante entre un élément mobile et un poste de contrôle de cet élément, comportant un tube creux parallèle au trajet 9UiVi par l'élément mobile, formant guide d'ondes, dont une face émissive est percée d'un réseau d'ouver-tures de passage d'un rayonnement éleotromagnétique en hyperfréquence~, l'élément mobile étant muni d'au moins une antenne d'émission et/ou de réception d'ondes hyper~réquences di~posée en regard de la face du tube peroée d'un réseau d'ouvertures, Le tube creux étant relié
à au moin~ un organe d'alimentation en ondes hyperfréquenaes et à un organe de réoeption d'ondes hyperfréquenoe3 prov~nant de lui.
L'invention s'applique en premier lieu à un dispositif de transmission d'informations et/ou d'instructions a large bande passante et/ou de localisation entre un véhicule, notamment ferroviaire ou routier, et un poste de contrôle de oe véhioule.
On a déjà proposé da~s la publication "Waveguide communication 3ystem for centralized railway traffic control" de T. Kawakami et autres, IEEE Trans. on Vehioular Communications, ~ept 1964, p. 1-18, de di~poser le long d'une voie ~errée pour train à grande vitesse un guide d'ondes circulaire, muni de coupleurs dirsctionnel3 et de guides d'onde~ auxiliaires rayonnants, le~ trains devant être muni~ d'une antenne d'émis~ion et/ou de réception. Un tel disposltif permet des transmisslons de données et de conversations téléphoniques ou de télévi~ion entre le traln et un poste de contrôle.
Il néoess1te cependant l'installation tout le long de la voie d'un appareillage relatlvement complexe et coûteux. Il n'a eté utilisé
qu'à titre expérlmental sur un tronçon de voie, uniquement pour la tr~nsmission d'information~, et n'a pas abouti à ce jour à un emploi industriel. Un système du même æenre, décrit par H.M. Barlow, The Radio and E:Lectronio Engineer, mai 1967, p. 275-281, utilisant un guide d'ondes de structure différsnte, en vue également de la seule transmission d~informations, présente le même inconvénient de complexité et de coût, et n~a pas non plu3 abouti à une exploitation ~k ~L288~L35 industrielle.
Le premier dispositif selon l'invention a pour but de permettre, non seulement la transmission d'informations, mais également le contrôle de la marche de véhicules, tels que des trains, soit roulant sur des rails, soit mus par un moteur linéaire, des funiculaires, des ascenseurs, des chariots de surveillance d'enceintes ou des voitures automobiles, a l'aide d'eléments plus simples et moins coûteux que ceux décrits dans ces publications.
Selon la présente invention, il est prévu un dispositif de transmission d'informations et/ou d'instruc-tions à large bande passante et/ou de localisation entre un élément mobile et un poste de contrôle de cet élément, comportant:
- un tube creux formant guide d'ondes, dont une face émissive est percée d'un réseau d'ouvertures de passage d'un rayonnement électromagnétique en hyperfréquences, l'élément mobile étant muni d'au moins une antenne d'emission et/ou de réception d'ondes hyperfréquences disposée en regard de la face du tube percée d'un réseau d'ouvertures, le tube creux étant relié à au moins un organe d'alimentation en ondes hyperfréquences et à un organe de réception d'ondes hyperfréquences provenant de lui;
- certaine de ces ouvertures étant perpendiculaires à l'axe du tube creux et certaines autres obliques par rapport à cet axe, disposées selon un motif particulier correspondant à un codage approprié, les ouvertures perpendiculaires a l'axe transmettant une composante axiale véhiculant des informations et/ou des instructions, et les ouvertures obliques par rapport à l'axe transmettant en outre une composante perpendiculaire permettant la connaissance par l'élément mobile de sa position absolue et de toute autre information liée à celle-ci .
.
, .. .. .
~8~ 3'~
- 2a -De préference, le tube creux est parallèle au trajet suivi par l'element mobile.
De préference, les ouvertures de la face émissive possèdent une grande dimension très supérieure à leur dimension perpendiculaire. ~es ouvertures sont de préference disposées sur la face ~émissive du tube creux de manière periodique et elles sont réparties de manière non périodique entre les ouvertures perpendiculaires et les ouvertures obliques, manière non périodique qui correspond au codage approprié.
Avantageusement, la composante perpendiculaire émise par les ouvertures obliques qui est rayonnée régulièrement permet une mesure de vitesse.
Il repond en outre de préférence à au moins llune des caractéristiques suivantes:
,, -.
' ' ~2~
- Le tube est un rail creux d'alimentation en énargie d~un véhicule ferroviaire ou une plaque de réaction d'un sy~tème de propulsion à moteur linéaire.
- Les faces internes du tube creux sont munies d'un dépôt électrol~ti-que d'un métal bon conducteur électrique.
- Le tube possède une ~ection droite en forme de H, de faço~ à
con~tituer un guide d'ondes rayonnant supérieur et un guids d'onde3 rayonnant inférieur séparés par un fond, ce fond est percé d'un réseau d'ouverturas, le guide d'onde~, ~upérieur e~k muni de courts-circuit~ électriques formant coupleurs directifs associé3 à une couche de matériau absorbant les ondes hyperfréquences et autorisant le seul passage de l'énergie hyperPréquences du guide d'ondes in~érieur vers le guide d'ondes supérieur, divisant ce dernier en tronçons, le guide d'ondes inférieur est relié à un organe d'alimentation en ondes hyper~réquence~ porteusés d'in~ormations st/ou d'instruction~
pour tous les éléments mobiles, et le guida d'ondes supérieur est relié à un organe d'alimentation en ondes hyperfréquences porteuse~
d'informations et/ou d'instructions à de3tination de et/ou en prove-nance des seul~ éléments mobiles se déplaçant le long des trongons déllmités par deux court~-circuit3 électriques succe~sifs et le~ -matériaux absorbants associé~.
- La face du tube percée d'un réseau d'ouverture~ est en une matière pla~tique recouverte sur une faible épai~seur d'une métallisation dans laquelle est gravé le réseau d'ouvertures.
~ Au moins ~ur certain~ tronçons du tube creux le~ ouvertures permet-tant la localisation de l'élément mobile et la mesure de sa vitesse sont séparées par des intervalles tels qu'une con~igne de passage de l'antenne correspondante de l'élément mobile à des intervalles de temps égaux en face de ce~ ouvertures as~ure le contrôle de la vitesse de l'élément mobile.
On comprendra que la section droits du tube peut dans le cas général être quelconque, elliptique, circulaira ou rectangulaire.
Une ~ection droite rectangulaire conduit cependant à de~ simplifica-tion~ d'ordre mécanique.
; ~ ' ~l 2B~lL3~i Des ouvertures équidi~tante~ pratiquées sur la face rayonnante du tube creux permettent de déterminer la vitesse de l'élé~ent mobile par simple comptage du nombre de détections par une antenne de localisation pendank un intervalle de temps donné. La position est obtenue en multipliant le nombre de détections par le pas séparant deux ouverture3 succsssives.
Le~ ouvertures de mesure de la vite~se et de la position de l'élément mobile peuvent aussi être di3posées de telle manière que des successions de présence ou d'absence d'un signal puissent être codées de façon à enregistrer ainsi da~ données telles que la position ab~olue et la vitesse autorisée en un point déterminé
de son trajet.
Les raccordement~ des guides d'ondes rayonnant~ aux interruptions nécessitées par les problèmes de dilatation ou, dans le cas de véhicules farroviaires, par les passages de~ appareils de voie peuvent être con~titués par une transition guide d'ondes-aable coaxlal, un élément de câble coaxial qouple et une transition câble coaxial-guide d'ondes.
Pour compenser l'affaibli sement des ~ignaux le long du tra~et de l'élément mobile, bien que celui-ci ne soit que modéré, des répéteurs de type connu disposés de loin en loin assureront la régénération de ces signaux. En outre, les guides d'ondes peuvent être percés d'ouvertures dont les dimensions augmentent par palier~, afin de compenser les perte~ par atténuation linéique et d'obtenir des niveaux de signaux transmis quasi-constants, que l'on soit proche d'un récepteur ou en limite de portée de celui-ci.
Un di3positi~ tel que défini ci-dessus permet l'échange d'infor-mations analogiques à large bande et~ou numériques à haut débit, telles d~une part des signaux téléphoniques et/ou vidéo, et~ou d'autre part des 3ignaux de télémesure~ et/ou de télécommandes, mais permet au~si les me~ures de position et/ou de vites~e de l'élément mobile se déplaçant près du tube formant gulde d'ondes hyperfréquence30 Un deuxième di~positif selon l'inventlon a pour but de permet~re la tran~mission d'informations et/ou d'in~tructions entre un véhicule routier et un poste de péage ou de contrôle à l'entrée de voie~
de circulation payante~ ou à accès contrôlé, ~an~ arrêt du véhicule .,~' ~ .
.
~L288135 routier au poste de péage ou de contrôle. Il e~t caractérisé en ce qu'il comporte en amont d'une barrière d'accès au moln~ un tronçon de voie munl d'un tube creux formant guide d'onde3, en ce que ce tube est relié à un poste de contrôle muni d'une part d'une liaison avec un centre de fourniturs et d'enregistrement de donnée~ banaaire~
ou d'habilitation, et d'autre part à un organe de commande de l'ouver-ture de la barrière d'accès.
De préférence le tube crsux parallèle au tronçon de voie permet l'interrogation du véhicule, la réception de données d'identlfl-cation, le traitement de ces données par le po~te de contrôle, puis la validation des données d'identification et l'ouverture de la barrière d'accès.
Le troisième di~positif selon l'invention a pour but de permettre la transmis~ion d'informations et/ou d'in~tructions entre une caméra d'observation disposée dan~ une enceinte non accessible sans danger, telle qu'une enceinte soumi3e à un rayonnement ionisant, et un poste de contrôle. Il est caractérisé en ce qu'il comprend un coffre électronique à antenne d'émission et de réception d'hyperPréquence~, relié à la ca~éra, un tube creux formant guide d'ondes di~posé
en regard de l'antenne d'émisYion, lui-meme relié au po~te de contrôle, comportant un organe de réception et de traitement des signaux hyperfréquence~ émis par le coffre électronique et de transmission des signaux traités a un écran de télévi3ion.
Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence~
aux figures schématiques du dessin annexé, des dispositif~ de tran~mis-sion d'information~ et/ou d'instructions selon l'invention.
La figure 1 repré~ente en perspective un véhicule ferroviaire et des élément~ de voie et de tube creux formant euide d'ondes parallèle à la voie.
~a figure 2 représente à plus grande échelle uns vue de la face du tube d'ondes de la figure 1, percée du réseau d'ouvertures dont le9 orientations judicieuses permettent de mettre en évidence deux composante~ distinctes du champ rayonné par le guide d'ondes, informations permettant les fonctions de transmission et/ou de localisat1on et/ou de mesure de ~ite~se.
. . .
~2~ 5 La figure 3 représente avec arrachement p~rtiel un tronçon de rail d'alimentation en énergie présentant une ~ection droite en Eorme de H, jouant le rôle de double guide d'onde3.
La figure 4 représente un élémelnt d'une pista d'essais pour automobiles.
La figure 5 roprésente un véhioule prioritaire le long d'une route munie d'un d~spo~iti~ d'échange d'in~ormations et d'instructions.
La figure 6 représente un po te de péags automatique san~
arrêt des véhicules à l'entrée d'une voie de circulation payante.
La figure 7 représente un Euniculaire et un élément de voie correspondant muni à côté de la crémaillère d'un guide d'ondes en hyper~réquences.
La Eigure 8 représente un poste de survsillance d'ascenseur~
dans un immeuble.
La figure 9 représente un chariot de surveillancs d'enceinte par caméra monté sur rails.
La figure 10 représente un dispositif de contrôle de caméra d'observation dans une enceinte soumise à un rayonnement ionisant.
Dans la figure 1, le véhicule ferroviaire 3, par exemple la motrice d'un rame de métropolitain, roule sur des rail~ 2 à
proximité d'un support matériel formé par un tube creux constituant un guide d'ondes rayonnant 1 grâce à la présence d'ouvertures géométri-quement dis~ymétriques réalisant un réseau 7 qur une des face3 6 du support matérial. La motrlce e~t munie d'une antenne d'émission et de réception 4 et d'une antenne de looalisation 5. La première permet la tran~mission d'in~ormation~ ou d'in~tructions de commande entre la motrice et un po~te de contrôle de traf~c auquel e~t reliée une extrémité du guide d'ondss et e~t constituée d'une ou plu3ieurs antannes élémentaires couplées entre elle~ afin d'assurer les ~onctions de gain et de régulation d'amplitude des signaux émi~ et reçus.
L'antenne d~te de localisation 5 permet de mesurer une autre composante du champ électromagnétique hyperEréquence recue au-des~us du gulde d'ondes et/ou de recevoir une longueur d'onde difEérente des signaux hyp~erfréquences. En admettant par exemple que les ou~er-tures soient équidi~tantes et d'un écartement connu, les signaux .~ ' ~ ' ' -:
~.2~ 3~;
recus par l'antenne donneront, par le nombre de périodes, la position du véhicule et, par la fréquence des transition~, sa vite3se.
On peut également par exemple as3ervir le véhicule à ce que 30n antenne de localisation reçoive le rayonnement deq ouvertures à des intervalles de tcmps déterminés, ce qui permet de contrôler 3a vite~e.
La figure 2 montre comment il eqt possible sur la face 6 percée du réseau d'ouvertures, dont certaines 8 30nt perpendiculaire~
à l'axe du euide d'onde~ et d'autre3 9 oblique~ par rapport à cet axe, d'orienter celle~-ci afin de recevoir une amplitude constante de la composante Ez (droite 10) permettant les transmis~ions et de recevoir un signal discontinu (courbe 11 ) par la composante E
permettant la localisation et la me3ure de vitesse du véhicule comme on 1'a vu préaédemment.
La figure 3 représente un double guida d'ondes supérieur 12 et inférieur 13, de section droite en form~ de ~. Les 3ignaux communs à tous les véhicules sont véhiculé3 par le guide d'ondes $nférieur 13 et couplés au guide d'ondes 3upérieur 12 par des coupleurs directifs constitués d'ouvertures 1~ 3ituées dan-~ le fond 14 du guide d'ondes 20 3upérieur. De~ courts-cirouit3 électrique~ 16 délimitent le guide d'ondes supérieur en élémentQ pouvant être de la taille d'un canton de voie par exemple. Un matériau absorbant 17 permet d'éviter les phénomènes d'onde~ Ytationnaires dans le guide d'ondes supérieur.
Ce guide d'ondes 3upérieur est relié à un organe d'émi3sion et 25 de réception d'ondes hyperfréquences différentes permettant d'échanger des information3 et~ou des instructions de commande avec les véhicules se trouvant sur le tron~on délimité par deux courtq-circuits électri-ques 16 consécutifs. Les pilotes automatique fixes installé3 le long de }a voie peuvent dialoguer avec le po~te central de commande 30 en injectant une onde hyperfréquence porteuse d'informations dans le guide d'ondes inférieur.
Le tube creux repré3enté en 1, ~igure 1, ou apparaissant en figure 3 peut, grâce à 3es dimension~ géométriques compatible~, réaliser également les fonctions de rail d t énergie et/ou de guidage.
La figure 4 représente une piste d'essai3 de voitures~ appar-''', ' ' ' , ' , . ' , .
tenant par exemple à un constructeur d'automoblles ou a un fa~ricant de pneumatiques, ou à un organi~me d'homologation de types d'automo-bile~. Le véhicule 21 oircule ~ur la piste d'essais 23. Celle-cl comporte un tube de section droite r~ctangulaire destiné a véhiculer à grande vitesse des informations ek/ou instructions par ondes hyperfréquences et muni d'ouvertures de forme générale rectangulalre, perpendiculaires à ~on axe. Ce tube creux peut être enterré dans l'axe de la plste, sa face ~upérieure affleurant le niveau de la chaussée (tube 24 muni d'ouvertures 25) ou disposé sur un bord de la chau~sée, un peu au-des~us du ~ol (tube 26 muni d'ouvertures 27), supporté par exemple par une glissière de séourité. Le véhicule est muni dan~ le premier cas d'une double antenne 28 d'émission et de réception en bas de cais3e. Dans le second ca~, il est muni d'une double antenne d'émission et de réception 29 sur le côté
de véhicule faisant face au tube creux.
Le tube creux de transmission d'ondes hyperfréquences regoit à une extrémité l~énergie porteuse des signaux provenant du poste de contrôle d'e~sais 30 émis sur un premier canal A par un émetteur 31 relié à un pupitre de contrôls 32, et il reçoit également tout le long de la piste l'énergie porteuse des signaux tran3mis par le véhicule en cour~ d'essais. A l'autre extrémité du guide d'ondes, un poste d'enregistrement (non rsprésenté) élimine les signaux du canal A et recueille les signaux d'un autre canal B en provenance du véhicule, qui 30nt amplifiés et mis en forme pour le~ be~oins de l'utilisation.
La figure 5 rsprésente un dispo3itif d'échange d'informationa et d'instructions entre un véhicule, par exemple un véhicule priori-taire (gendarmerie, ambulanoe, pompiers, médeoin~) et un poste de contrôle d'une route. Le-véhicule 33 ciroule le long de la voie, sur 1Q bord de laquelle est disposé un tube creux formant guide d'ondes hyper~réquances, soit un tube 34 enterré dan~ l'axe de la voie, ~a face ~upérieure munie d'ouvertures rectangulairea 35 af~leurant la chaussée, soit un tube 37 muni d'ouverturss 38 disposé
le long de la voie, peu au-dessus du sol, porté par exemple par une glissière de sécurité. Dans le premier cas, le véhicule e t .
, . .
~:8a~35 g muni en bas de caisse et dans son axe d'une double antenne d'émi~sion et de réception 28, et dans le second cas sur son côté tourné vers le tube creux d'une double antenne d'émission et de ré¢eption 29.
Le tube creux ~ormant guide ~'onde~ e~t alor3 muni, pour compenser l'affaiblissement des ~ignaux le long de la voie, de répéteur~ de type connu disposé~ de loin en loin, a~surant la régénéra-tion des signaux.
~ n tel dispositif peut être adapté pour permettre le pilotage de véhicules équipés de dispositifs anti-collisio~.
Dans la ~lgure 6, le véhicule 1 se présente à l'entrée du poste de péage automatique ~2, à l'entrée da la voie de circulation payante. La piste d'accès est munie d'un tube r0ctangulaire creux 44, formant guide d'ondes, de section droite carrée ou rectangulaire, enterré dans son axe, et dont la face supérieure, munie d'ouverture~
rectangulaires perpendiculaireR à son axe, dirigeant le rayonnement vers le haut, affleure la bande de roulement.
Le véhicule est alors muni en bas de ¢aisse et dans son axe d'une antenne d'émission 45, et é~entuellement d'une antenne de réception, toutes deux dirigées vers le bas. Le tube creux 44 communi-que par la liaison hyperfréquence à grande vitesse 46 représentée en trait tireté avec un poste de contrôle 50.
En variante, la pi3te d'accès est bordée par un tube rectangulai-re 47, disposé à une faible distance au-dessus du 301, et le véhicule est muni sur le bas de son ~lanc d'une antenne d'émis~ion 48 tournée vers ce tube. Ce dernier communique par la iiaison hyperfréquence à grande vite~se 49, représentée en trait tireté, avec le po~te de contrôle 50. La distance entre l'antenne du véhicule et le tube creux latéral reste de préférence d'au plus 2 mètres.
Bien que les deux variantes de réalisation possibles, tube enterré dan~ l'axe de la piste d'accès, et tube bordant la piste, aient été l'une et l'autre repré~entées sur la figure, on comprendra qu'en pratique l'une seule de ces liaisons existera.
Le couloir de ciroulation pour les véhicules à contrôler est divisé en trois parties succe3sives A~ B et C.
La partie A sert à l'interrogation du véhicule par le poste ' ,: , ~28~ 5 de contrôle 50 et a la réception de ses données d'identification, à l'aide des tubes creux 44 ou 47.
La deuxième partie B e~t de~tinée à permettre le traitement de ces données par le poste de contrôle 50 : interrogation du centre de fourniture et d'enrægistrement de données ~ancaire3 51, vérification de l'existerce d'un compte bancaire approvisionné st débit de ce compte. Des signaux lumineux 52, 53 commandés par le poste de contrô-le 50, grâce à la liaison hyperfréquence 54, bordent cette partie de la voie et indiquent au conducteur du véhicule 9 ~ il peut progre~er et à quelle allure.
La troisième partie C per~et la validation du débit opéré
~ur le compte bancaire du conducteur du véhicule et l'autorisation de passage pour celui-ci.
Le poste de contrôle 50 envoie par la liaison 55 au signal lumineux 56 un ordre "feu vert" et à la barrière 57 un ordre d'ouver-ture.
Dans la figure 7, le funiculaire 60, circulant sur la voie 61 munie de la crémaillère 62, est représenté au départ d~une ~tation 63.
Un tube formant guide d'ondes hyperfréquences 64 est di~posé à
l'intérieur de la voie, parallèlement à la crémaillère 62. Il est muni sur sa face ~upérieure 65 d'un réseau d'ouverture~ géométriquement dissymétriques analogue~ à celles représentées à plu~ grande échelle en figures 2 et 3 pour une motrice de rame de métropolitain. Le funiculaire comporte sur la ~ace inférieura de la caisse, en regard du guide d'ondes, une anter~e d'émi^qsion et de réception et une antenne de locallsation, toute~ deux non représentées.
Le guide d'ondes est relié par un câbls coaxial 66 à un poste de contrôle 67 oomportant une armoire 68 d'émission d'ondes hyperfré-quenceq et un récepteur 69 des informationq fournies par le funiculaire.
Le funiculaire e3t par exemple muni d'une caméra interne 70 d'ob3ervation du taux d'occupation, dont las indications ~ont trans-mises par le tube guide d'ondes e~ le câble coaxial à un écran de télévision 71 dispo~é dans le poste de contrôle, muni d'un levier 73 de ralenti~sement ou d'arrêt. Par ailleurs, un écran de télévision 72 disposé dan~ le funiculaire est alimenté en messages ou en émission .
~8~3~L3S
télévisées publicitaire3 ou non par le poste de contrôle.
Dans la figure 8, plusieurs cages d'a~cen~eur 80, 81, 82 sont munies de tubes creux verticaux formant guides d'ondes 83, 84, 85, percés sur leur face en regard de la paroi des cabines d'ascenseur d'ouvertures géométriguement dis~ymétriquss ~ormant un réseau. Chaque cabine d'ascenseur est munie elle-même d'une antenne d'émission et de réception et d'une antenne de looallsation, non repré~entées. Les tubes creux formant æuides d'ondes sont reliés par des éléments de câble coaxiaux (non représentés) au poste de contrôle ~6. ~e dernier est muni d'une armolre d'émission d'ondes hyperfréquences 87 et d'une armoire 88 de réception des information~
provenant des cablnes d'ascenseur et de contrôle automatique de leurs déplacements. Chaque cabine d'ascenseur comporte un tiroir électronique tel que 89 a générateur d'hyper~réqusnces, un micro tel que 90 et une caméra de surveillance 91, 92, 93. Les informations transmises par les tube3 ~ormant euides d'ondes 83, 84, 85 et les câbles coaxiaux, notamment sur la position et la vitesse de~ cabines, sont reçusJ par l'armoire de réception 88, reliée à des écrans de télévi~ion 94, 95, 96 dispo~é~ sur le tableau de contrôle 97 en face du poste de surveillant, permettant la visualisation de la situation dans les cabines d'ascen3eurs. Un levier 98 permet au surveillant d'arrêter l'un de~ ascenseurs en cas d'incident.
L'in~tallation de survelllance de la figure 9 est destinée à déceler toute tentative de franchis~ement de la cl8ture 100 d'une in3tallation sensible, telle qu'installation militaire, dépôt d'hydro-car~ures, centrale nucléaire, etc...A cet e~et, deux rainures parallèle~ 101 creusées dans le 901 a proximité de la cloture forment piste de clrculation pour un chariot monté sur roues 102 à bra3 élévateur 103 portant une caméra de télévi~ion rotative 104. Un tube formant guide d'ondes hyper~réquences 105 est disposé sur le 901 entre les rainure3 101. Il e~t percé qur Ba face superieure d'un réseau d'ouvertures rectangulaires de passage de ce~ ondes.
Le chariot 102 comporte un cof~re a générateur d'ondes hyperfréquen-ces 105A, et qur sa face inférieure une antenne d'émission et de réception et une antenne de localisation, non représentées. Le .
. ' .
~ Z ~ ~ ~ 3 ~J
tube creux for~ant guide d'onde~ est relié par un câble coaxial.
non repré~enté, à un poste de survei]lance 106. Celui-ci comporte un générateur d'onde~ hyper~réquence~l 107, et une armoire 108 récep-trice d0s signaux envoyés par la camera du chariot, alimentant un écran de télévi3ion 109 diaposé en face du surveillant. Des le~ier~ 110, 111 permettent le régla~se en orientation et ~n hauteur de la caméra du chariot.
Dans l'installation de télécommande représertée en ~igure 10, une caméra de télévi~ion 120 alimentée en énergie par un boI-tier 121 fournit un signal vidéo et un aignal à basse fréquenc~
provenant d'un microphone tnon représenté). Ces signaux sont transmis par un élément de câble ooaxial 122 à un modulateur 123 qui engendre une onde porteuse de fréquence voislne de 600 MHz.
L'onde porteuse modulée est mélangée à celle d'un oscillateur local de fréquence 1850 MHz, ce qui engendre un ~ignal réAultant de fréquence 2450 MHz. Après amplification, ce ~ignal e~t transmis par un court câble coaxial 1Z4 à une antenne d'émission a ~entes 125, di3posée en face du tube rectangulaire horizontal formant guide d'ondes 126, percé de ~entes verticale~ 12?. Ce guide d'ondes est relié par un amplificateur 1Z8 et un cable coaxial 129 au poste de contrôle 130, dispo~é de l'autre côté d'une cloison 131 le séparant de l'enceinte soumise au rayonnement ioni~ant.
Le câble coaxial 129 aboutit à un récepteur 132, relié à
un écran de télévision 133O
Z5 L'énergie e~t ~ournie à la caméra 120 disposée dans l'enceinte à partir du boîtier à ba~se tension 121, auquel elle e~t reliée par le câble 134.
En fonctionnement le signal émis par l'antenne 125 induit un signal hyperfréquence dans le tube guide d'ondes 126. Ce signal est recueilli a l'extrémité du guide d'ondes par un élément de transition, qui alimente l'amplificateur 128 relié lui-même à un mélangeur dispo~é à l'intérieur du récepteur 132. L'ampl1ficatior permet de ne pas dégrader le rapport ~ignal/bruit, car il peut y avoir une longueur de plu~ieurs mètres entre l'amplificateur et le récepteur.
:
~X~3135i Le mélangeur du récepteur 132 recoit d~un côté un signal à 2450 MHz, d'un autra un signal d'un oscillateur local à 1850 MHz.
Il engendre en ~orte un ~ignal à 600 MHz qui est l'image du ~ignal dlémission. Le signal est alor~ démodulé, et donne en sortie du récepteur un ~ignal vidéo et un signa:1 à basse ~réquence, qui sont appliqué~ à l'écran de télévision 133.
3o .
s
Claims (19)
1. Dispositif de transmission d'informations et/ou d'instructions à large bande passante et/ou de localisation entre un élément mobile et un poste de contrôle de cet élément, comportant:
- un tube creux formant guide d'ondes, dont une face émissive est percée d'un réseau d'ouvertures de passage d'un rayonnement électromagnétique en hyperfréquences, l'élément mobile étant muni d'au moins une antenne d'émission et/ou de réception d'ondes hyperfréquences disposée en regard de la face du tube percée d'un réseau d'ouvertures, le tube creux étant relié à au moins un organe d'alimentation en ondes hyperfréquences et a un organe de réception d'ondes hyperfréquences provenant de lui;
- certaine de ces ouvertures étant perpendiculaires à l'axe du tube creux et certaines autres obliques par rapport à cet axe, disposées selon un motif particulier correspondant à un codage approprié, les ouvertures perpendiculaires à l'axe transmettant une composante axiale véhiculant des informations et/ou des instructions, et les ouvertures obliques par rapport à l'axe transmet tant en outre une composante perpendiculaire permettant la connaissance par l'élément mobile de sa position absolue et de toute autre information liée à celle-ci .
- un tube creux formant guide d'ondes, dont une face émissive est percée d'un réseau d'ouvertures de passage d'un rayonnement électromagnétique en hyperfréquences, l'élément mobile étant muni d'au moins une antenne d'émission et/ou de réception d'ondes hyperfréquences disposée en regard de la face du tube percée d'un réseau d'ouvertures, le tube creux étant relié à au moins un organe d'alimentation en ondes hyperfréquences et a un organe de réception d'ondes hyperfréquences provenant de lui;
- certaine de ces ouvertures étant perpendiculaires à l'axe du tube creux et certaines autres obliques par rapport à cet axe, disposées selon un motif particulier correspondant à un codage approprié, les ouvertures perpendiculaires à l'axe transmettant une composante axiale véhiculant des informations et/ou des instructions, et les ouvertures obliques par rapport à l'axe transmet tant en outre une composante perpendiculaire permettant la connaissance par l'élément mobile de sa position absolue et de toute autre information liée à celle-ci .
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube creux est parallèle au trajet suivi par l'élément mobile.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites ouvertures de la face émissive possèdent une grande dimension très supérieure à
leur dimension perpendiculaire.
leur dimension perpendiculaire.
4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites ouvertures sont disposées sur la face émissive du tube creux de manière périodique, et ces ouvertures sont réparties de manière non périodique entre lesdites ouvertures perpendiculaires et lesdites ouvertures obliques.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite manière non périodique de disposition des ouvertures perpendiculaires et obliques correspond audit codage approprié.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la composante perpendiculaire émise par les ouvertures obliques qui est rayonnée régulièrement permet une mesure de vitesse.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe d'alimentation du tube creux en ondes hyperfréquences est un émetteur sur deux fréquences différentes, l'une correspondant à l'échange d'informations et/ou d'instructions, l'autre procurant des fluctuations d'amplitude importantes des signaux reçus par une antenne solidaire de l'élément mobile et restant à proximité de la face du tube percée d'ouvertures, de façon à permettre par comptage du nombre d'ouvertures la localisation de l'élément mobile et la mesure de sa vitesse.
8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le tube est un rail creux d'alimentation en énergie d'un véhicule ferroviaire ou une plaque de réaction d'un système de propulsion à moteur linéaire.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les faces internes du tube creux sont munies d'un dépôt électrolytique d'un métal bon conducteur électrique.
10. Dispositif selon la revendication 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caractérisé en ce que le tube possède une section droite en forme de H, de façon à constituer un guide d'ondes rayonnant supérieure et un guide d'ondes rayonnant inférieur séparés par un fond, en ce que ce fond est percé
d'un réseau d'ouvertures, en ce que le guide d'ondes supérieur est muni de courts-circuits électriques formant coupleurs directifs associés à une couche de matériau absorbant les ondes hyperfréquences et autorisant le seul passage de l'énergie hyperfréquences du guide d'onde inférieur vers le guide d'ondes supérieur, divisant ce dernier en tronçons, en ce que le guide d'ondes inférieure est relié à un organe d'alimentation en ondes hyperfréquences porteuses d'informations et/ou d'instructions pour tous les éléments mobiles, et en ce que le guide d'ondes supérieur est relié à un organe d'alimentation en ondes hyperfréquences porteuses d'informations et/ou d'instructions à destination de et/ou en provenance des seuls éléments mobiles se déplaçant le long des tronçons délimités par deux courts-circuits électriques successifs et les matériaux absorbants associés.
d'un réseau d'ouvertures, en ce que le guide d'ondes supérieur est muni de courts-circuits électriques formant coupleurs directifs associés à une couche de matériau absorbant les ondes hyperfréquences et autorisant le seul passage de l'énergie hyperfréquences du guide d'onde inférieur vers le guide d'ondes supérieur, divisant ce dernier en tronçons, en ce que le guide d'ondes inférieure est relié à un organe d'alimentation en ondes hyperfréquences porteuses d'informations et/ou d'instructions pour tous les éléments mobiles, et en ce que le guide d'ondes supérieur est relié à un organe d'alimentation en ondes hyperfréquences porteuses d'informations et/ou d'instructions à destination de et/ou en provenance des seuls éléments mobiles se déplaçant le long des tronçons délimités par deux courts-circuits électriques successifs et les matériaux absorbants associés.
11. Dispositif selon la revendication 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caractérisé en ce que la face du tube percée d'un réseau d'ouvertures est en une matière plastique recouverte sur une faible épaisseur d'une métallisation dans laquelle est gravé le réseau d'ouvertures.
12. Dispositif selon la revendication 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caractérisé en ce qu'au moins sur certains tronçons du tube creux les ouvertures permettant la localisation de l'élément mobile et une mesure de sa vitesse sont séparées par des intervalles tels qu'une consigne de passage de l'antenne correspondante de l'élément mobile à
des intervalles de temps égaux en face de ces ouvertures assure le contrôle de la vitesse de l'élément mobile.
des intervalles de temps égaux en face de ces ouvertures assure le contrôle de la vitesse de l'élément mobile.
13. Dispositif selon la revendication 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, pour pistes d'essais de véhicules automobiles, caractérisé en ce que le tube creux formant guide d'ondes est disposé tout le long de la piste d'essais, en ce qu'il est relié à une extrémité à un premier poste de contrôle muni d'un organe d'alimentation en ondes hyperfréquences sur un premier canal et à un émetteur de transmission de données et d'interrogations sur ce canal, et en ce qu'il est relié à une autre extrémité à un autre poste de contrôle muni d'un organe d'élimination des signaux transmis sur le premier canal et à des organes de réception et de traitement des signaux en hyperfréquences émis à
partir d'un véhicule automobile sur un second canal.
partir d'un véhicule automobile sur un second canal.
14. Dispositif selon la revendication 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, pour transmission d'informations et/ou d'instructions entre au moins un ascenseur et un poste de contrôle, caractérisé en ce qu'un tube creux formant guide d'ondes associé à l'ascenseur est disposé verticalement dans la cage d'ascenseur, ce dernier étant muni d'au moins une antenne d'émission et/ou de réception d'ondes hyperfréquences disposé en regard de la face du tube percé
d'un réseau d'ouvertures, et le tube creux étant relié à au moins un organe d'alimentation en ondes hyperfréquences et à
un organe de réception d'ondes hyperfréquences provenant de lui, disposés tous deux dans le poste de contrôle.
d'un réseau d'ouvertures, et le tube creux étant relié à au moins un organe d'alimentation en ondes hyperfréquences et à
un organe de réception d'ondes hyperfréquences provenant de lui, disposés tous deux dans le poste de contrôle.
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'ascenseur est muni d'une caméra de surveillance et d'un micro reliés à un tiroir électronique générateur d'hyperfréquences.
16. Dispositif de surveillance d'enceinte selon la revendication 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comprend un chariot circulant sur des rails disposés à proximité du pourtour de l'enceinte, et portant une caméra de surveillance, reliée à une armoire à antenne électronique d'émission et de réception d'hyperfréquences, et un tube creux formant guide d'ondes disposé parallèlement aux rails, en regard de l'antenne électronique du chariot, relié à un poste de contrôle comportant un organe d'alimentation du tube creux en ondes hyperfréquences, et à
un organe de réception et de traitement des signaux en hyperfréquences émis par l'armoire électronique du chariot.
un organe de réception et de traitement des signaux en hyperfréquences émis par l'armoire électronique du chariot.
17. Dispositif de transmission d'informations et/ou d'instruction à large bande passante entre un véhicule routier et un poste de péage ou de contrôle à l'entrée de voies de circulation payante ou à accès contrôlé sans arrêt du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte en amont d'une barrière d'accès au moins un tronçon de voie muni d'un tube creux formant guide d'ondes, en ce que ce tube est relié à
un poste de contrôle muni d'une part d'une liaison avec un centre de fourniture et d'enregistrement de données bancaires ou d'habilitation, et d'autre part à un organe de commande de l'ouverture de la barrière d'accès.
un poste de contrôle muni d'une part d'une liaison avec un centre de fourniture et d'enregistrement de données bancaires ou d'habilitation, et d'autre part à un organe de commande de l'ouverture de la barrière d'accès.
18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le tube creux parallèle au tronçon de voie permet l'interrogation du véhicule, la réception des données d'identification, le traitement de ces données par le poste de contrôle, puis la validation des données d'identification et l'ouverture de la barrière d'accès.
19. Dispositif de transmission d'informations entre une caméra de télévision disposée dans une enceinte non accessible à du personnel sans danger et un poste de contrôle, caractérisé en ce qu'il comprend un coffre électronique à antenne d'émission et de réception d'hyperfréquences, relié à la caméra, un tube creux formant guide d'ondes disposé en regard de l'antenne d'émission, lu-même relié au poste de contrôle, comportant un organe de réception et de traitement des signaux hyperfréquences émis par le coffre électronique et de transmission des signaux traités à un écran de télévision.
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Effective date: 20080827 |