EP0131328A1 - Dispositif d'émission-réception pour radar de détection de présence, et procédé pour le réaliser - Google Patents

Dispositif d'émission-réception pour radar de détection de présence, et procédé pour le réaliser Download PDF

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EP0131328A1
EP0131328A1 EP84200939A EP84200939A EP0131328A1 EP 0131328 A1 EP0131328 A1 EP 0131328A1 EP 84200939 A EP84200939 A EP 84200939A EP 84200939 A EP84200939 A EP 84200939A EP 0131328 A1 EP0131328 A1 EP 0131328A1
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lens
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module
dielectric
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Francis Falgat
Pierre Doublet
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Radiotechnique Compelec RTC SA
Koninklijke Philips NV
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Rtc La Radiotechnique-Compelec SA
Radiotechnique Compelec RTC SA
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Koninklijke Philips Electronics NV
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/06—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
    • H01Q19/08—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens for modifying the radiation pattern of a radiating horn in which it is located
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/18—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces having two or more spaced reflecting surfaces
    • H01Q19/185—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces having two or more spaced reflecting surfaces wherein the surfaces are plane

Definitions

  • the invention relates to a transmission-reception device for presence detection radar, comprising a so-called "Doppler” module, provided with orifices through which the transmission and reception proper are carried out, module in front of the orifices of which are placed a semi-reflecting dielectric plate and a dielectric lens maintained at a predetermined distance from the dielectric plate by mechanical means.
  • Doppler a transmission-reception device for presence detection radar
  • It also relates to a method for producing the above-mentioned device.
  • Presence detection radars for domestic use are commercially available under different brands.
  • a model known under the commercial reference DMOA 21 of the company RTC La Radiotechnique Compelec uses for example a Doppler module of the RC 23 type from the same company, in front of the orifice of which is placed a plate of dielectric material. This plate is intended to reflect a small portion of the radiation emitted, towards the receiving part of the module, in order to generate a beat there with other portions of the radiation which have been reflected by obstacles to be detected.
  • a lens consisting of parallel semi-reflecting planes spaced from each other by a predetermined distance, lens whose the principle is described, for example, by an article entitled “Partially Reflecting Sheet Arrays” in "IRE Transactions on Antennas and Propagation", October 1956, pages 666-671.
  • the semi-reflecting planes can be metallic grids but also dielectric plane diopters.
  • Such a lens in its simplest form consists of a block of dielectric material with parallel faces.
  • the invention proposes to provide a fixing means which does not have any of these drawbacks, and which also plays the role of the aforesaid semi-reflecting plate and makes it possible to eliminate the latter.
  • a device according to the invention is thus notably remarkable in that the semi-reflecting plate and said mechanical means are formed together by a block of foam, which comprises a first flat face disposed in front of the orifices of the Doppler module and a second parallel flat face to the first, against which the dielectric lens is applied.
  • the foam advantageously consists of a rigid material, such as expanded polyurethane; the block of foam, formed by molding, advantageously comprises a relief which can be used for fixing and coming from molding, which is placed along at least part of its perimeter.
  • the dielectric lens is made of a material identical to that of the foam block.
  • the face of the lens which is in contact with the second face of the foam block advantageously has a dimension smaller than that of the cross section of said block, and the latter envelopes the at least partially the lens, along its perimeter.
  • the method for producing a foam block associated with a lens according to the invention by injecting the foam into a mold is remarkable in that the dielectric lens in the mold before injecting the foam.
  • Figure 1 is a section through a transceiver device comprising an assembly according to the invention.
  • Figure 2 is a perspective view of a part of the elements of Figure 1, intended to better understand the structure.
  • the transmission-reception device for presence detection radar represented by FIG. 1 comprises a module called "Doppler” 1 comprising a transmission cavity 2 and a reception cavity 3.
  • Doppler a module
  • a transmission cavity 2 a transmission cavity 3
  • reception cavity 3 a reception cavity 3.
  • a module is known for example under the reference RC 22 or RC 23 of the company RTC La Radiotechnique Compelec.
  • Each cavity is provided, on the right in the figure, with an orifice through which reception or transmission takes place.
  • the face 5 of the foam block has a crust, or skin, on the surface, denser than the entire block, and therefore constitutes a plane diopter which reflects a part of radiation emitted from a cavity.
  • the foam block therefore constitutes a semi-reflecting plate 5 placed just in front of the orifices of the cavities 1 and 2, and at the same time ensures the mechanical holding of the lens 7 at a predetermined distance from the semi-reflecting plate 5.
  • the foam may consist of a rigid material, for example expanded polyurethane.
  • the block 9 is obtained by molding, and a relief 8 forming a flange coming from molding, is present substantially in the prolon gement of the face 5, all around the perimeter of the block 9.
  • This relief 8 appears, seen from another angle, in Figure 2, and is part of the foam block 9.
  • This relief is maintained between a metal chassis plate 4 to which the module 1 is fixed, which also serves as a reflecting plate participating in the lens effect according to the principle described in the article cited above, and a front plate 6, itself fixed to the chassis 4, for example by screwing (13).
  • This plastic 6 includes a window 10, significantly larger than the orifices of the module 1, and through which the foam block 9 extends towards the outside of the device.
  • the lens 7 can also be made of the same material as the foam. In the case of expanded polyurethane it must then have a thickness substantially equal to 20 mm. However, all of the parts 9 and 7 must always be modulated in two operations to create a skin materializing the faces 15, 18.
  • the face 18 of the lens which is in contact with the second face 15 of the foam block has a dimension smaller than that of the cross section of said block, that is ie the section perpendicular to the emission direction 17, and the foam block 9 at least partially envelops the lens, along its perimeter, as indicated under the reference 12 ( Figures 1 and 2).
  • this lens can be provided with a flat 11 along its perimeter, and the foam block 9 surrounds it by means of a profile 12 which can, for example, extend the planes of the four inclined lateral faces of the lens 7 (FIG. 2).
  • the method for producing a foam block associated with a lens according to the invention by injecting the foam into a mold, is characterized in that the lens 7 is previously placed in the mold, before injecting the foam intended to constitute the block of foam 9 therein.
  • the block and of the lens are of course possible: for example the lens may have non-inclined lateral faces; the assembly 9, 7 can also be of cylindrical shape and not parallelpipedic.

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  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Dans un mini radar de détection de présence une plaque partiellement réfléchissante est placée devant l'orifice d'un dispositif émetteur-récepteur (1) et, en avant de cette plaque est disposée une lentille (7) qui est destinée à accroître la directivité du système.
Un bloc de mousse (9) rigide assure à lui seul la fonction de plaque semi-réfléchissante (5) et la tenue mécanique de la lentille.

Description

  • L'invention concerne un dispositif d'émission-réception pour radar de détection de présence, comportant un module dit "Doppler", muni d'orifices au travers desquels sont réalisées l'émission et la réception proprement dites, module devant les orifices duquel sont placées une plaque diélectrique semi-réfléchissante et une lentille diélectrique maintenue à une distance prédéterminée de la plaque diélectrique par des moyens mécaniques.
  • Elle concerne également un procédé pour réaliser le dispositif susdit.
  • Des radars de détection de présence destinés à l'usage domestique sont en vente dans le commerce sous différentes marques. Un modèle connu sous la référence commerciale DMOA 21 de la Société RTC La Radiotechnique Compelec utilise par exemple un module Doppler du type RC 23 de la même Société, devant l'orifice duquel est placée une plaque de matériau diélectrique. Cette plaque est destinée à réfléchir une petite portion du rayonnement émis, vers la partie réceptrice du module, pour y engendrer un battement avec d'autres portions du rayonnement qui ont été réfléchies par des obstacles à détecter. Afin d'augmenter la portée d'un tel dispositif d'émission réception, on désire concentrer son faisceau au moyen d'une lentille constituée de plans semi-réfléchissants parallèles écartés l'un de l'autre d'une distance prédéterminée, lentille dont le principe est décrit, par exemple, par un article intitulé "Partially Reflecting Sheet Arrays" dans "IRE Transactions on Antennas and Propagation", Octobre 1956, pages 666-671. Les plans semi-réfléchissants peuvent être des grilles métalliques mais aussi des dioptres plans diélectriques. Une telle lentille dans sa forme la plus simple est constituée d'un bloc de matériau diélectrique à faces parallèles.
  • Le problème se pose alors de fixer cette lentille à une distance déterminée devant la susdite plaque semi-réfléchissante, par des moyens mécaniques solides, peu coûteux et dont la présence ne perturbe pas la propagation des ondes. Un moyen évident consiste en l'utilisation d'entretoises isolantes collées. Mais, outre les opérations délicates de mise en place qu'elles nécessitent, de telles entretoises sont fragiles.
  • L'invention se propose de fournir un moyen de fixation qui ne présente aucun de ces inconvénients, et qui en outre joue le rôle de la susdite plaque semi réfléchissante et permet de supprimer cette dernière.
  • Un dispositif selon l'invention est ainsi notamment remarquable en ce que la plaque semi-réfléchissante et lesdits moyens mécaniques sont constitués ensemble par un bloc de mousse, qui comporte une première face plane disposée devant les orifices du module Doppler et une deuxième face plane parallèle à la première, contre laquelle est appliquée la lentille diélectrique.
  • Ainsi l'idée de base sur laquelle repose l'invention est qu'un tel bloc de mousse se comporte comme de l'air pour ce qui est de sa partie interne, alors que ses faces planes extérieures présen- tent une sorte de peau non expansée, qui peut donc jouer le rôle de plaque semi-réfléchissante, le tout ayant une tenue mécanique suffisante pour supporter le bloc-lentille et le positionner à la distance voulue de la première face plane.
  • La mousse est avantageusement constituée d'une matière rigide, telle que du polyuréthane expansé; le bloc de mousse,formé par moulage, comporte avantageusement un relief utilisable poursa fixation et venu de moulage, qui est placé le long d'au moins une partie de son périmètre.
  • Dans une forme particulière de réalisation la lentille diélectrique est constituée d'un matériau identique à celui du bloc de mousse.
  • Afin de renforcer la fixation de la lentille sur le bloc de mousse, la face de la lentille qui est en contact avec la deuxième face du bloc de mousse a avantageusement une dimension inférieure à celle de la section transversale dudit bloc, et ce dernier enveloppe au moins partiellement la lentille, le long de son périmètre.
  • Pour éviter une opération de collage entre la lentille et le bloc de mousse, le procédé pour réaliser un bloc de mousse associé à une lentille selon l'invention, par injection de la mousse dans un moule est remarquable en ce qu'on dispose préalablement la lentille diélectrique dans le moule avant d'y injecter la mousse.
  • L'ensemble de ces caractéristiques procure un dispositif qui a toutes les performances électriques attendues d'une telle association Ientille/plaque et qui est plus simple à mettre en oeuvre et plus résistant mécaniquement que les dispositifs de l'art connu.
  • La description qui va suivre, en regard des figures annexées, données à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée.
  • La figure 1 est une coupe dans un dispositif d'émission-réception comportant un ensemble selon l'invention.
  • La figure 2 est une vue en perspective d'une partie des éléments de la figure 1, destinée à en faire mieux comprendre la structure.
  • Le dispositif d'émission-réception pour radar de détection de présence représenté par la figure 1, comporte un module dit "Doppler" 1 comportant une cavité d'émission 2 et une cavité de réception 3. Un tel module est connu par exemple sous la référence RC 22 ou RC 23 de la Société RTC La Radiotechnique Compelec. Chaque cavité est munie, à droite sur la figure, d'un orifice au travers duquel s'effectue la réception ou l'émission. Une lentille diélectrique 7, constituée d'un bloc de matière diélectrique a deux faces planes parallèles 16, 18, celles-ci étant perpendiculaires à la direction principale d'émission 17 d'une cavité, est maintenue à une distance prédéterminée en avant du module 1, devant les orifices des cavités, par un bloc de mousse 9 qui remplit l'espace entre les orifices et la lentille, et comporte une première face plane 5 disposée devant les orifices de module Doppler 1 et une deuxième face plane 15 parallèle à la première, contre laquelle est appliquée la lentille diélectrique 7. La face 5 du bloc de mousse présente une croûte, ou peau, en surface, plus dense que l'ensemble du bloc, et de ce fait, constitue un dioptre plan qui réfléchit une partie du rayonnement émis par une cavité.
  • Le bloc de mousse constitue donc une plaque semi-réfélchis- sante 5 placée juste devant les orifices des cavités 1 et 2, et en même temps assure le maintien mécanique de la lentille 7 à une distance prédéterminée de la plaque semi-réfléchissante 5.
  • La mousse peut être constituée d'une matière rigide, par exemple du polyuréthane expansé.
  • Le bloc 9 est obtenu par moulage, et un relief 8 formant une collerette venue de moulage, est présent sensiblement dans le prolongement de la face 5, tout autour du périmètre du bloc 9. Ce relief 8 apparait, vu sous un autre angle, sur la figure 2, et fait partie du bloc de mousse 9. Lors du montage du dispositif, ce relief est maintenu entre une plaque châssis métallique 4 à laquelle est fixé le module 1, qui sert aussi de plaque réfléchissante participant à l'effet de lentille selon le principe décrit dans l'article cité plus haut, et une platine de façade 6, elle-même fixée au châssis 4, par exemple par vissage (13). Cette platique 6 comporte une fenêtre 10, nettement plus grande que les orifices du module 1, et au travers de laquelle le bloc de mousse 9 s'étend vers l'extérieur du dispositif.
  • D'autres formes de réalisation dudit relief sont bien entendu imaginables. Il peut être fait d'ergots ou de creux en liaison avec des éléments associés de la platine 6 ou du châssis 4.
  • Pour un radar fonctionnant à 9,9 GHZ, les dimensions suivantes ont donné de bons résultats, la lentille 7 étant faite de polystyrène allégé :
    • - distance entre les plans 5 et 15 : 14 mm (le plan 5 est pratiquement appliqué contre les orifices du module 1),
    • - épaisseur de la lentille diélectrique : 18 mm (distance entre les plans 18 et 16).
  • Dans un but de simplification, la lentille 7 peut aussi être faite du même matériau que la mousse. Dans le cas du polyuréthane expansé elle devra alors avoir une épaisseur sensiblement égale à 20 mm. Toutefois l'ensemble des parties 9 et 7 devra toujours être modulé en deux opérations pour créer une peau matérialisant les faces 15, 18.
  • Afin d'augmenter la cohésion entre le bloc 9 et la lentille 7 la face 18 de la lentille qui est en contact avec la deuxième face 15 du bloc de mousse a une dimension inférieure à celle de la section transversale dudit bloc, c'est-à-dire la section perpendiculaire à la direction d'émission 17, et le bloc de mousse 9 enveloppe au moins partiellement la lentille, le long de son périmètre, comme indiqué sous la référence 12 (figures 1 et 2). Dans le cas particulier d'une lentille 7 prismatique, telle que représentée ici par les figures ; cette lentille peut être munie d'un méplat 11 le long de son périmètre, et le bloc de mousse 9 l'entoure au moyen d'un profil 12 qui peut par exemple prolonger les plans des quatre faces latérales inclinées de la lentille 7 (figure 2).
  • Pour éviter une opération de collage entre le bloc de mousse et la lentille, et surtout pour obtenir un aspect esthétique du profil 12 prolongeant les faces latérales de la lentille, le procédé pour réaliser un bloc de mousse associé à une lentille selon l'invention, par injection de la mousse dans un moule, est caractérisé en ce qu'on dispose préalablement la lentille 7 dans le moule, avant d'y injecter la mousse destinée à constituer le bloc de mousse 9.
  • D'autres formes de réalisation du bloc et de la lentille sont bien entendu possibles: par exemple la lentille peut avoir des faces latérales non inclinées ; l'ensemble 9, 7 peut aussi être de forme cylindrique et non parallèlepipédique.

Claims (7)

1. Dispositif d'émission-réception pour radar de détection de présence, comportant un module dit "Doppler", muni d'un orifice au travers duquel sont réalisées l'émission et la réception proprement dites, module devant l'orifice duquel sont placées une plaque diélectrique semi-réfléchissante et une lentille diélectrique maintenue à une distance prédéterminée de la plaque diélectrique par des moyens mécaniques, caractérisé en ce que la plaque semi-réfléchissante et lesdits moyens mécaniques sont cônstitués ensemble par un bloc de mousse, qui comporte une première face plane disposée devant l'orifice du module "Doppler" et une deuxième face plane parallèle à la première contre laquelle est appliquée la lentille diélectrique.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mousse est constituée d'une matière rigide.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisée en ce que la mousse est une mousse de polyuréthane expansé.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bloc de mousse comporte un relief situé le long d'au moins une partie de son périmètre.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la lentille diélectrique est constituée d'un matériau identique à celui du bloc de mousse.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la face de la lentille qui est en contact avec la-deuxième face du bloc de mousse a une dimension inférieure à celle de la section transversale dudit bloc, et en ce que ce dernier enveloppe au moins partiellement le lentille, le long de son périmètre.
7. Procédé pour réaliser un bloc de mousse associé à une lentille diélectrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, par injection de la mousse dans un moule, caractérisé en ce qu'on dispose préalablement la lentille diélectrique dans le moule avant d'y injecter la mousse.
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