EP0789419A1 - Dispositif et procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant - Google Patents

Dispositif et procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant Download PDF

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EP0789419A1
EP0789419A1 EP97400236A EP97400236A EP0789419A1 EP 0789419 A1 EP0789419 A1 EP 0789419A1 EP 97400236 A EP97400236 A EP 97400236A EP 97400236 A EP97400236 A EP 97400236A EP 0789419 A1 EP0789419 A1 EP 0789419A1
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EP
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mobile
resonant cavity
information
resonant
energy
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EP97400236A
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Marc GEC Alsthom Transport SA Heddebaut
Jean GEC Alsthom Transport SA Rioult
Marion Inrets Berbineau
Denis Duhot
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Alstom Transport SA
Original Assignee
GEC Alsthom Transport SA
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Publication date
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    • H01Q21/0037—Particular feeding systems linear waveguide fed arrays
    • H01Q21/0043—Slotted waveguides

Definitions

  • the present invention relates to devices and methods for transmitting information, in general, and relates more particularly to a device and method for transmitting information for a radiating waveguide system.
  • This system is capable of locating mobiles moving along the radiating waveguide.
  • This location is based on the use of specific location slots.
  • These locating slots are complementary to the slots regularly arranged continuously along the radiating waveguide and are perpendicular to these regular slots.
  • the regular slots allow high speed transmission of information as well as the measurement of the speed of mobiles.
  • Information relating to the location of the mobiles is, however, only accessible during flight, that is to say when the mobile moves along the radiating waveguide.
  • the mobile is in the workshop garage area or in the parking area or at the station entrance.
  • An object of the invention is therefore an information transmission device for a radiating waveguide system.
  • Another object of the invention is a method of transmitting information for a radiating waveguide system.
  • the information transmission device for a radiating waveguide system of the invention also satisfies any of the features according to the attached subclaims.
  • the method of transmitting information for a radiating waveguide system of the invention also satisfies any of the features according to the attached subclaims.
  • the information transmission device for a radiating waveguide system of the invention can, for example, be entirely produced using a cross section of short radiating waveguide, dimension close to the wavelength in air of the signals propagated in the radiating waveguide.
  • An advantage of the device and the method of transmitting information for a radiating waveguide system of the invention is that it takes only a very reduced energy, approximately 0.02 dB, from the radiating waveguide and therefore to be able to have transmission devices as frequently as the operation of the mobiles along the radiating waveguide requires.
  • Another advantage of the device and the method of transmitting information for a radiating waveguide system of the invention is to produce a simple assembly, autonomous and provided with a minimum of components and connections.
  • Another advantage of the device and of the information transmission method for a radiating waveguide system of the invention is that it does not require a continuous energy source.
  • Another advantage of the device and the method of transmitting information for a radiating waveguide system of the invention is that it is capable of providing a precise pulse signal of location.
  • Another advantage of the device and the method of transmitting information for a radiating waveguide system of the invention is that it is capable of indicating the direction of movement of the mobile without ambiguity.
  • the IAGO system uses the large bandwidth of a microwave waveguide operating in TE 01 mode to particularly authorize the transmission of high-speed information between ground and mobiles.
  • This large bandwidth also makes it possible to transmit an additional unmodulated carrier wave into the radiating waveguide.
  • Such an unmodulated carrier wave is emitted at low level and is propagated all along the radiating waveguide.
  • This unmodulated carrier wave undergoes little attenuation and is amplified by means of the same online repeaters as those used to regenerate the other signals transmitted in the radiating waveguide.
  • the unmodulated carrier wave is therefore present over the entire length of the waveguide radiating essentially inside the guide.
  • This unmodulated carrier wave is not discernible from the mobile and also does not carry the origin of identifiable information or signature.
  • the device and the method for transmitting information for a radiating waveguide system are such that they consist in taking along the radiating waveguide and in strategic places for the exploitation of mobiles part of the energy propagating in the waveguide in an indistinguishable way in the global energy balance.
  • the energy withdrawn is radiated to the mobile.
  • a local modulation signal is applied to the unmodulated carrier wave, a signal which it is desired to deliver to the mobile moving along the waveguide.
  • FIG. 1 is a general view of the information transmission device for a radiating waveguide system according to the preferred embodiment of the invention.
  • the mobile (not shown) is a railway vehicle.
  • the mobiles can be trolleys or any other mobile means.
  • a resonant cavity 1 is arranged on one side of the radiating waveguide 2.
  • the radiating waveguide 2 and the resonant cavity 1 each have, on their opposite sides, a directional coupler, respectively 3 and 4.
  • the directional couplers consist, for example, of two circular openings of large sizes compared to the period of the unmodulated carrier wave.
  • Figure 2 shows the radiating waveguide of the Figure 1 transmission device and its directional coupler.
  • FIG. 3A represents the resonant cavity of the transmission device of FIG. 1 and its directional coupler.
  • the radiating waveguide operates in TE 01 mode. There is therefore practically no electric field on the lateral sides of this radiating waveguide.
  • Such an embodiment makes it possible to repeatedly obtain coupling coefficients of the order of -40 dB relative to the power level transmitted in the radiating waveguide.
  • the length of the resonant cavity 1 is as small as possible so that the internal volume of this resonant cavity resonates in the cavity according to a fundamental mode TE 011 .
  • all directivity is eliminated and the coupling coefficient remains identical whether the radiating waveguide is supplied upstream or downstream.
  • the TE 011 fundamental mode resonant cavity is short-circuited at its ends and has a resonant half-wave slot 5.
  • the half-wave resonant slot is formed on the large outer face of the resonant cavity facing the rail vehicle.
  • the resonant half-wave slot is oriented perpendicular to the slots 6 of the radiating waveguide.
  • This half-wave resonant slot radiates the coupled energy from the radiating waveguide to the resonant cavity in TE 011 mode.
  • the radiation from the half-wave resonant slit takes place in linear polarization perpendicular to the regular slits of the radiating waveguide.
  • These regular slots are called transmission and speed measurement slots of the waveguide.
  • This radiation thus allows decoupling of the order of 15 dB with respect to the signals transmitted by the transmission and speed measurement slots of the waveguide.
  • the carrier wave propagating in the waveguide which is a pure sinusoidal signal, is locally coupled to the rail vehicle by means of the resonant cavity and its resonant half-wave slot.
  • This sinusoidal signal is locally modulated.
  • a modulation device for example a diode of the Schottky type, is arranged between the edges of the resonant half-wave slot at a point of high impedance at the desired frequency.
  • FIG. 3B represents the resonant cavity and its modulation device.
  • This diode is polarized by means of a direct current applied to its terminals and is capable of short-circuiting the resonant slit in half-wave at the rate of the polarization, the slot having at this point and for the working frequency considered a point of high impedance.
  • the coupling coefficient existing between the radiating waveguide and the resonant cavity being of the order of -40 dB, the mismatch linked to this short-circuit at the rate of the modulation cannot be detected in the waveguide radiant.
  • the modulated signal is only reinjected at best at -80 dB below this reference level towards the radiating waveguide , ie - 40 dB in the direction of the radiating waveguide towards the resonant cavity and -40 dB in the direction of the resonant cavity towards the radiating waveguide.
  • the modulated signal produced in the resonant cavity is therefore neither transmitted along the radiating waveguide, nor passed on upstream or downstream of the resonant cavity.
  • a device 8 generates the signal representing the information to be transmitted to the rail vehicle.
  • This signal representing the information to be transmitted is for example a signal composed of a binary sequence.
  • the possible bit rate is high and is only limited by the switching times of the Schottky diode and the frequency of the pure sinusoidal signal.
  • the device 8 generating the signal representing the information to be transmitted may comprise a device of the picocontroller type memorizing on a memory of the EEPROM type a frame and generating this frame repeatedly for the Schottky diode as soon as energy is supplied to him.
  • the energy present in the resonant cavity being very low, of the order of 40 dB below the power level present in the radiating waveguide, it is possible to judiciously arrange the device 8 generating the signal representing the information to be transmit inside the resonant cavity without significantly disturbing either the operation of this electronic circuit or the fundamental mode resonance of the resonant cavity.
  • FIG. 3C represents the resonant cavity and its device generating the signal representing the information to be transmitted.
  • the power supply of this device 8 generating the signal representing the information to be transmitted can advantageously be supplied by remote power supply by means of a low frequency signal operating at a few hundred kilo hertz or even a few mega hertz.
  • Figure 4 is a general view of the information transmission device and its remote power device.
  • This low frequency signal is magnetically coupled to the resonant cavity by means of two resonant loops 9, 10A or 10B.
  • a first resonant loop 9 of the series type is associated with the emission of energy and a second resonant loop 10A, 10B of the parallel type is associated with the reception of energy, emission and reception of energy being performed at the remote power frequency.
  • the energy emission loop 9 is integral with the rail vehicle (not shown) and permanently generates a little energy, for example of a value less than a watt, intended for at least one loop energy receiver 10A, 10B integral with the resonant cavity 1.
  • the energy reception loop 10A, 10B remotely supplies the device 8 generating the signal representing the information to be transmitted when the rail vehicle passes.
  • the signal representing the information to be transmitted to the vehicle rail will only be generated when the device 8 generating the signal representing the information to be transmitted is powered by remote power.
  • the microwave radiation coming from the energy transmission loop 9 is a low frequency signal whose amplitude decreases in accordance with the laws of magnetostatics, that is to say due to the inverse of the cube of the distance between transmitter and receiver.
  • a first energy reception loop 10A is arranged upstream of the resonant cavity 1 and supplied, when approaching or when moving away from the railway vehicle, a continuous supply voltage V 1
  • a second energy reception loop 10B is arranged downstream of the resonant cavity 1 and supplied when moving away from or when approaching the rail vehicle a continuous supply voltage V 2 .
  • the device 8 generating the signal representing the information to be transmitted can thus be continuously remotely supplied during the passage of the rail vehicle from upstream to downstream of the resonant cavity or vice versa.
  • the transition from DC voltage V 1 to DC voltage V 2 or vice versa can be used to provide a signal for the rail vehicle to pass over the resonant cavity.
  • the transition from DC voltage V 1 to DC voltage V 2 can also be used to provide a signal indicating the direction of passage upstream to downstream of the rail vehicle.
  • the transition from DC voltage V 2 to DC voltage V 1 can also be used to provide a signal indicating the direction of passage downstream to upstream of the rail vehicle.
  • FIG. 5 represents an embodiment of the device for receiving the modulated carrier wave arranged on the mobile.
  • This reception device 11 consists of an antenna 12 connected to a chain 13 for amplification, filtering at the frequency of the pure sinusoidal signal and amplitude detection and has the function of restoring the information transmitted.

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Abstract

La présente invention porte sur un dispositif et un procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant (2), guide d'ondes le long duquel se déplace un mobile. Le dispositif de transmission est caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens pour injecter une onde porteuse non modulée dans ledit guide d'ondes rayonnant, des moyens de prélèvement ponctuel (3,4), le long dudit guide d'ondes rayonnant (2), d'une partie de l'énergie de ladite onde porteuse non modulée, des moyens de modulation (7,8) pour appliquer à ladite onde porteuse non modulée un signal de modulation local représentant l'information destinée audit mobile, et des moyens (5) pour rayonner, à destination dudit mobile, ladite onde porteuse modulée. <IMAGE>

Description

  • La présente invention concerne les dispositifs et les procédés de transmission d'informations, en général, et porte, plus particulièrement, sur un dispositif et un procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant.
  • Le système IAGO, pour informatisation et automatisation par guide d'ondes rayonnant, de la demanderesse est par exemple décrit dans le document "THE USE OR RADIATING WAVEGUIDES IN GUIDED TRANSPORTATION SYSTEMS" de Marc HEDDEBAUT et Marion BERBINEAU numéro spécial N°8, édité par l'Institut National de Recherche sur les Transports et leur Sécurité.
  • Ce système est susceptible de localiser des mobiles circulant le long du guide d'ondes rayonnant.
  • Cette localisation est basée sur l'utilisation de fentes spécifiques de localisation.
  • Ces fentes de localisation sont complémentaires aux fentes régulièrement disposées continûment le long du guide d'ondes rayonnant et sont perpendiculaires à ces fentes régulières.
  • Les fentes régulières permettent la transmission à grand débit d'informations ainsi que la mesure de la vitesse des mobiles.
  • L'information relative à la localisation des mobiles n'est cependant accessible qu'au vol, c'est à dire lorsque le mobile se déplace le long du guide d'ondes rayonnant.
  • Dans certaines applications, le mobile est en zone de garage atelier ou en zone de stationnement ou en entrée de station. Pour de telles applications, il est nécessaire de disposer d'un dispositif de transmission d'informations pouvant être lu lorsque le mobile est arrêté voire stationné au-dessus de ce dispositif de transmission d'informations.
  • Pour des applications dans lesquelles le mobile se déplace le long du guide d'ondes rayonnant, il est nécessaire de disposer d'un dispositif de transmission d'informations à haut débit.
  • Un but de l'invention est donc un dispositif de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant.
  • Un autre but de l'invention est un procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant.
  • Conformément à l'invention, le dispositif de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant, guide d'ondes le long duquel se déplace un mobile, est caractérisé en ce qu'il comporte:
    • des moyens pour injecter une onde porteuse non modulée dans ledit guide d'ondes rayonnant,
    • des moyens de prélèvement ponctuel, le long dudit guide d'ondes rayonnant, d'une partie de l'énergie de ladite onde porteuse non modulée,
    • des moyens de modulation pour appliquer à ladite onde porteuse non modulée un signal de modulation local représentant l'information destinée audit mobile, et
    • des moyens pour rayonner, à destination dudit mobile, ladite onde porteuse modulée.
  • Le dispositif de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant de l'invention satisfait également à l'une quelconque des caractéristiques selon les sous-revendications jointes.
  • Conformément à l'invention, le procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant, guide d'ondes le long duquel se déplace un mobile, se caractérise en ce qu'il comporte les étapes principales consistant à:
    • injecter une onde porteuse non modulée dans ledit guide d'ondes rayonnant,
    • prélever ponctuellement, le long dudit guide d'ondes rayonnant, une partie de l'énergie de ladite onde porteuse non modulée,
    • appliquer à ladite onde porteuse non modulée un signal de modulation local représentant l'information destinée audit mobile, et
    • rayonner, à destination dudit mobile, ladite onde porteuse modulée.
  • Le procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant de l'invention satisfait également à l'une quelconque des caractéristiques selon les sous-revendications jointes.
  • Le dispositif de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant de l'invention peut être à titre d'exemple entièrement réalisé à l'aide d'une section droite de guide d'ondes rayonnant de courte longueur, dimension voisine de la longueur d'onde dans l'air des signaux propagés dans le guide d'ondes rayonnant.
  • Une telle technologie a été employée pour la réalisation de la maquette élaborée originellement dans les laboratoires de l'Institut National de Recherche sur les Transports et leur Sécurité.
  • Un avantage du dispositif et du procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant de l'invention est de ne prélever qu'une énergie très réduite, environ 0,02 dB, sur le guide d'ondes rayonnant et donc de pouvoir disposer de dispositifs de transmission aussi fréquemment que l'exploitation des mobiles le long du guide d'ondes rayonnant le nécessite.
  • Un autre avantage du dispositif et du procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant de l'invention est de réaliser un ensemble simple, autonome et muni d'un minimum de composants et de connexions.
  • Un autre avantage du dispositif et du procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant de l'invention est de ne pas nécessiter de source d'énergie continue.
  • Un autre avantage du dispositif et du procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant de l'invention est d'être susceptible de fournir un signal impulsionnel de localisation précis.
  • Un autre avantage du dispositif et du procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant de l'invention est d'être susceptible d'indiquer le sens de marche du mobile sans ambiguïté.
  • D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description du mode de réalisation préféré du dispositif et du procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant, description faite en liaison avec les dessins dans lesquels:
    • la figure 1 est une vue générale du dispositif de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant conforme au mode préféré de réalisation de l'invention,
    • la figure 2 représente le guide d'ondes rayonnant et son coupleur directif du dispositif de transmission de la figure 1,
    • la figure 3A représente la cavité résonante du dispositif de transmission de la figure 1,
    • la figure 3B représente la face supérieure de la cavité résonante et son dispositif de modulation,
    • la figure 3C représente la cavité résonante et son dispositif générant le signal représentant l'information à transmettre,
    • la figure 4 est une vue générale du dispositif de transmission d'informations et de son dispositif de télé-alimentation,
    • la figure 5 représente un mode de réalisation du dispositif de réception de l'onde porteuse modulée disposé sur le mobile.
  • Le système IAGO exploite la grande bande passante d'un guide d'ondes hyperfréquence fonctionnant en mode TE01 pour autoriser notamment la transmission d'informations à grand débit entre sol et mobiles.
  • Cette bande passante importante permet en outre de transmettre dans le guide d'ondes rayonnant une onde porteuse supplémentaire non modulée.
  • Une telle onde porteuse non modulée est émise à bas niveau et est propagée tout le long du guide d'ondes rayonnant.
  • Cette onde porteuse non modulée subit peu d'atténuation et est amplifiée au moyen des mêmes répéteurs en ligne que ceux exploités pour régénérer les autres signaux transmis dans le guide d'ondes rayonnant.
  • L'onde porteuse non modulée est donc présente sur toute la longueur du guide d'ondes rayonnant essentiellement à l'intérieur du guide.
  • Cette onde porteuse non modulée n'est pas discernable depuis le mobile et ne porte pas non plus à l'origine d'informations ou de signature identifiable.
  • Conformément à l'invention, le dispositif et le procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant, par exemple le système IAGO, sont tels qu'ils consistent à prélever le long du guide d'ondes rayonnant et en des endroits stratégiques pour l'exploitation des mobiles une partie de l'énergie se propageant dans le guide d'ondes de manière indiscernable dans le bilan énergétique global.
  • L'énergie prélevée est rayonnée à destination du mobile.
  • Lors de cette étape, on applique sur l'onde porteuse non modulée un signal de modulation local, signal que l'on souhaite délivrer au mobile circulant le long du guide d'ondes.
  • La figure 1 est une vue générale du dispositif de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant conforme au mode préféré de réalisation de l'invention.
  • Dans le mode préféré de réalisation du dispositif de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant de l'invention, le mobile (non représenté) est un véhicule ferroviaire.
  • Il est clair que dans d'autres domaines d'application, les mobiles peuvent être des chariots ou tout autres moyens mobiles.
  • Comme représenté à la figure 1, une cavité résonante 1 est disposée sur un côté du guide d'ondes rayonnant 2.
  • Le guide d'ondes rayonnant 2 et la cavité résonante 1 comportent chacun, sur leurs côtés se faisant face, un coupleur directif, respectivement 3 et 4.
  • Les coupleurs directifs sont constitués, par exemple, de deux ouvertures circulaires de tailles importantes par rapport à la période de l'onde porteuse non modulée.
  • La figure 2 représente le guide d'ondes rayonnant du dispositif de transmission de la figure 1 et son coupleur directif.
  • La figure 3A représente la cavité résonante du dispositif de transmission de la figure 1 et son coupleur directif.
  • Dans le système IAGO, le guide d'ondes rayonnant fonctionne en mode TE01. Il n'existe dés lors pratiquement pas de champ électrique sur les côtés latéraux de ce guide d'ondes rayonnant.
  • La taille des ouvertures doit donc être grande pour autoriser le niveau de couplage requis; de ce fait, cette dimension devient mécaniquement peu critique.
  • Une telle réalisation permet d'obtenir de manière répétée des coefficients de couplage de l'ordre de -40 dB par rapport au niveau de puissance transmis dans le guide d'ondes rayonnant.
  • La longueur de la cavité résonante 1 est la plus réduite possible de manière que le volume intérieur de cette cavité résonante résonne en cavité selon un mode fondamental TE011. Dans un tel mode de réalisation de la cavité résonante, toute directivité est supprimée et le coefficient de couplage reste identique que le guide d'ondes rayonnant soit alimenté en amont ou en aval.
  • La cavité résonante en mode fondamental TE011 est court-circuitée à ses extrémités et comporte une fente résonante en demi-onde 5.
  • La fente résonante en demi-onde est réalisée sur la grande face extérieure de la cavité résonante tournée vers le véhicule ferroviaire.
  • La fente résonante en demi-onde est orientée perpendiculairement aux fentes 6 du guide d'ondes rayonnant.
  • Cette fente résonante en demi-onde rayonne l'énergie couplée depuis le guide d'ondes rayonnant vers la cavité résonante en mode TE011.
  • Le rayonnement de la fente résonante en demi-onde s'effectue en polarisation linéaire perpendiculaire aux fentes régulières du guide d'ondes rayonnant.
  • Ces fentes régulières sont dites fentes de transmission et de mesure de vitesse du guide d'ondes.
  • Ce rayonnement autorise ainsi un découplage de l'ordre de 15 dB par rapport aux signaux transmis par les fentes de transmission et de mesure de vitesse du guide d'ondes.
  • L'onde porteuse se propageant dans le guide d'ondes, qui est un signal sinusoïdal pur, est couplée localement vers le véhicule ferroviaire au moyen de la cavité résonante et de sa fente résonante en demi-onde.
  • Ce signal sinusoïdal est modulé localement.
  • Pour ce faire, un dispositif de modulation, par exemple une diode du type Schottky, est disposé entre les bords de la fente résonante en demi-onde en un point de haute impédance à la fréquence voulue.
  • La figure 3B représente la cavité résonante et son dispositif de modulation.
  • Cette diode est polarisée au moyen d'un courant continu appliqué à ses bornes et est susceptible de court-circuiter la fente résonante en demi-onde au rythme de la polarisation, la fente présentant en ce point et pour la fréquence de travail considérée un point de haute impédance.
  • On produit ainsi une modulation en amplitude du signal sinusoïdal pur prélevé le long du guide d'ondes rayonnant.
  • Le coefficient de couplage existant entre le guide d'ondes rayonnant et la cavité résonante étant de l'ordre de -40 dB, la désadaptation liée à ce court-circuit au rythme de la modulation n'est pas décelable dans le guide d'ondes rayonnant.
  • De même, si l'on considère un niveau de fréquence de puissance hyperfréquence dans le guide d'ondes rayonnant, le signal modulé n'est réinjecté au mieux qu'à -80 dB sous ce niveau de référence vers le guide d'ondes rayonnant, soit - 40 dB dans le sens guide d'ondes rayonnant vers cavité résonante et -40 dB dans le sens cavité résonante vers guide d'ondes rayonnant.
  • Le signal modulé produit dans la cavité résonante n'est donc ni transmis le long du guide d'ondes rayonnant, ni répercuté en amont ou en aval de la cavité résonante.
  • Un dispositif 8 génère le signal représentant l'information à transmettre vers le véhicule ferroviaire.
  • Ce signal représentant l'information à transmettre est par exemple un signal composé d'une suite binaire.
  • Le débit binaire possible est important et n'est limité que par les temps de commutation de la diode Schottky et la fréquence du signal sinusoïdal pur.
  • A titre d'ordre de grandeur, plusieurs mégabits par seconde peuvent être accessibles.
  • A titre d'exemple, le dispositif 8 générant le signal représentant l'information à transmettre peut comporter un dispositif du type picocontrôleur mémorisant sur une mémoire du type EEPROM une trame et générant cette trame de manière répétitive à destination de la diode Schottky dés lors qu'une énergie lui est fournie.
  • D'autres dispositifs appropriés susceptibles de polariser la diode Schottky au rythme de l'information à transmettre peuvent être utilisés.
  • L'énergie présente dans la cavité résonante étant très faible, de l'ordre de 40 dB sous le niveau de puissance présent dans le guide d'ondes rayonnant, il est possible de disposer judicieusement le dispositif 8 générant le signal représentant l'information à transmettre à l'intérieur de la cavité résonante sans perturber notablement ni le fonctionnement de ce circuit électronique, ni la résonance en mode fondamental de la cavité résonante.
  • La figure 3C représente la cavité résonante et son dispositif générant le signal représentant l'information à transmettre.
  • L'alimentation de ce dispositif 8 générant le signal représentant l'information à transmettre, par exemple au moyen d'une source de tension 5V sous quelques milliampères, peut avantageusement être fournie par télé-alimentation au moyen d'un signal basse fréquence fonctionnant à quelques centaines de kilo hertz voire à quelques méga hertz.
  • La figure 4 est une vue générale du dispositif de transmission d'informations et de son dispositif de télé-alimentation.
  • Ce signal basse fréquence est couplé magnétiquement à la cavité résonante au moyen de deux boucles résonantes 9, 10A ou 10B.
  • A titre d'exemple, une première boucle résonante 9 du type série est associée à l'émission d'énergie et une seconde boucle résonante 10A, 10B du type parallèle est associée à la réception d'énergie, émission et réception d'énergie étant effectuées à la fréquence de télé-alimentation.
  • La boucle d'émission d'énergie 9 est solidaire du véhicule ferroviaire (non représenté) et génère en permanence un peu d'énergie, par exemple d'une valeur inférieure au watt, à destination d'au moins une boucle réceptrice d'énergie 10A, 10B solidaire de la cavité résonante 1.
  • La boucle de réception d'énergie 10A, 10B télé-alimente le dispositif 8 générant le signal représentant l'information à transmettre au passage du véhicule ferroviaire.
  • Dés lors et malgré le fait que le rayonnement hyperfréquence issu de la boucle d'émission d'énergie 9 est mal contrôlé et peut se propager par réflexion ou diffraction relativement loin de la cavité résonante, le signal représentant l'information à transmettre vers le véhicule ferroviaire ne sera généré que lorsque le dispositif 8 générant le signal représentant l'information à transmettre sera alimenté par télé-alimentation.
  • La protection contre la diaphonie est obtenue du fait que le rayonnement hyperfréquence issu de la boucle d'émission d'énergie 9 est un signal de basse fréquence dont l'amplitude décroît conformément aux lois de la magnétostatique c'est à dire en raison inverse du cube de la distance entre émetteur et récepteur.
  • Conformément à un mode de réalisation possible, une première boucle de réception d'énergie 10A est disposée en amont de la cavité résonante 1 et fournie à l'approche ou lors de l'éloignement du véhicule ferroviaire une tension d'alimentation continue V1, une seconde boucle de réception d'énergie 10B est disposée en aval de la cavité résonante 1 et fournie lors de l'éloignement ou à l'approche du véhicule ferroviaire une tension d'alimentation continue V2.
  • Le dispositif 8 générant le signal représentant l'information à transmettre peut ainsi être télé-alimenté continûment lors du passage du véhicule ferroviaire de l'amont à l'aval de la cavité résonante ou inversement.
  • La transition de la tension continue V1 à la tension continue V2 ou inversement peut être utilisée pour fournir un signal de passage du véhicule ferroviaire au-dessus de la cavité résonante.
  • La transition de la tension continue V1 à la tension continue V2 peut également être utilisée pour fournir un signal indiquant le sens de passage amont vers aval du véhicule ferroviaire.
  • La transition de la tension continue V2 à la tension continue V1 peut également être utilisée pour fournir un signal indiquant le sens de passage aval vers amont du véhicule ferroviaire.
  • La figure 5 représente un mode de réalisation du dispositif de réception de l'onde porteuse modulée disposé sur le mobile.
  • Ce dispositif de réception 11 est constitué d'une antenne 12 connectée à une chaîne 13 d'amplification, de filtrage à la fréquence du signal sinusoïdal pur et de détection d'amplitude et a pour fonction de restituer l'information transmise.

Claims (36)

  1. Dispositif de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant (2), guide d'ondes le long duquel se déplace un mobile, caractérisé en ce que le dispositif comporte:
    - des moyens pour injecter une onde porteuse non modulée dans ledit guide d'ondes rayonnant,
    - des moyens de prélèvement ponctuel (3,4), le long dudit guide d'ondes rayonnant (2), d'une partie de l'énergie de ladite onde porteuse non modulée,
    - des moyens de modulation (7,8) pour appliquer à ladite onde porteuse non modulée un signal de modulation local représentant l'information destinée audit mobile, et
    - des moyens (5) pour rayonner, à destination dudit mobile, ladite onde porteuse modulée.
  2. Dispositif selon la revendication 1, comportant une cavité résonante (1) disposée sur un côté dudit guide d'ondes rayonnant (2).
  3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la longueur de ladite cavité résonante (1) est telle que le volume intérieur de cette cavité résonante résonne en cavité selon un mode fondamental TE011.
  4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel ladite cavité résonante (1) en mode fondamental TE011 est court-circuitée à ses extrémités.
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel lesdits moyens de prélèvement (3,4) se composent d'un coupleur directif (3,4)) réalisé sur les côtés se faisant face dudit guide d'ondes rayonnant (2) et de ladite cavité résonante (1).
  6. Dispositif selon la revendications 5, dans lequel lesdits coupleurs directifs (3, 4) se composent d'au moins une ouverture.
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel lesdits moyens pour rayonner (5) comportent une fente résonante en demi-onde réalisée sur ladite cavité résonante (1).
  8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel ladite fente résonante en demi-onde (5) est réalisée sur la grande face extérieure de ladite cavité résonante (1) tournée vers ledit mobile.
  9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, dans lequel ladite fente résonante en demi-onde (5) est orientée perpendiculairement aux fentes (6) dudit guide d'ondes rayonnant (2).
  10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel lesdits moyens de modulation (7,8) comportent un dispositif de modulation (7) disposé entre les bords de ladite fente résonante (5) en demi-onde en un point de haute impédance à la fréquence voulue.
  11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel ledit dispositif de modulation (7) se compose d'une diode Schottky polarisée au moyen d'un courant continu appliqué aux bornes de ladite diode de manière à court-circuiter ladite fente résonante en demi-onde au rythme de la polarisation.
  12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, dans lequel un dispositif (8) générant le signal représentant l'information à transmettre polarise ledit dispositif de modulation (7).
  13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel ledit dispositif (8) générant le signal représentant l'information à transmettre est disposé à l'intérieur de ladite cavité résonante (1).
  14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, dans lequel ledit dispositif (8) générant le signal représentant l'information à transmettre est alimenté par télé-alimentation.
  15. Dispositif selon la revendication 14, dans lequel ladite alimentation dudit dispositif (8) générant le signal représentant l'information à transmettre est réalisée au moyen d'un signal basse fréquence comprise entre quelques centaines de kilohertz et quelques mégahertz.
  16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 et 15, dans lequel ladite télé-alimentation s'effectue au moyen d'une boucle d'émission d'énergie (9), solidaire dudit mobile, à destination d'au moins une boucle réceptrice d'énergie (10A, 10B) solidaire de la cavité résonante (1).
  17. Dispositif selon la revendication 16, dans lequel une première boucle de réception d'énergie (10A) est disposée en amont de ladite cavité résonante (1) et fournie à l'approche ou lors de l'éloignement dudit mobile une tension d'alimentation continue V1, une seconde boucle de réception d'énergie (10B) est disposée en aval de ladite cavité résonante (1) et fournie lors de l'éloignement ou à l'approche dudit mobile une tension d'alimentation continue V2.
  18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un dispositif de réception (11) de l'onde porteuse modulée est disposé sur ledit mobile.
  19. Dispositif selon la revendication 18, dans lequel ledit dispositif de réception (11) comporte une antenne (12) connectée à une chaîne (13) d'amplification, de filtrage à la fréquence dudit signal sinusoïdal pur et de détection d'amplitude.
  20. Procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant, guide d'ondes le long duquel se déplace un mobile, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes principales consistant à:
    - injecter une onde porteuse non modulée dans ledit guide d'ondes rayonnant,
    - prélever ponctuellement, le long dudit guide d'ondes rayonnant, une partie de l'énergie de ladite onde porteuse non modulée,
    - appliquer à ladite onde porteuse non modulée un signal de modulation local représentant l'information destinée audit mobile, et
    - rayonner, à destination dudit mobile, ladite onde porteuse modulée.
  21. Procédé selon la revendication 20, dans lequel l'étape consistant à prélever ponctuellement une partie de l'énergie de ladite onde porteuse non modulée, est réalisée au moyen de moyens directifs (3, 4) disposés sur les côtés se faisant face dudit guide d'ondes rayonnant (2) et de ladite cavité résonante (1).
  22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 et 21, dans lequel une étape consiste en ce qu'une cavité résonante (1), disposée sur un côté dudit guide d'ondes rayonnant (2), résonne en cavité selon un mode fondamental TE011.
  23. Procédé selon la revendication 20, dans lequel l'étape consistant à appliquer à ladite onde porteuse non modulée un signal de modulation local est effectuée en appliquant aux bornes d'un dispositif de modulation (7) un courant continu de manière à polariser ledit dispositif de modulation et à court-circuiter une fente résonante en demi-onde (5) au rythme de la polarisation, ladite fente résonante faisant partie de ladite cavité résonante (1).
  24. Procédé selon la revendication 23, dans lequel ledit dispositif de modulation (7) est polarisé au moyen d'un signal représentant l'information à transmettre.
  25. Procédé selon l'une quelconque des revendications 23 à 24, dans lequel une étape consiste à mémoriser, sur une mémoire du type EEPROM, une trame, au moyen d'un dispositif du type picocontrôleur et à générer ladite trame de manière répétitive à destination dudit dispositif de modulation (7) dés lors qu'une énergie lui est fournie.
  26. Procédé selon l'une quelconque des revendications 23 à 25, dans lequel une étape consiste à alimenter un dispositif (8) générant le signal représentant l'information à transmettre par télé-alimentation.
  27. Procédé selon la revendication 26, dans lequel ladite télé-alimentation dudit dispositif (8) générant le signal représentant l'information à transmettre est effectuée au moyen d'un signal basse fréquence de fréquence comprise entre quelques centaines de kilohertz et quelques mégahertz.
  28. Procédé selon la revendication 27, dans lequel une étape consiste à coupler magnétiquement ledit signal basse fréquence à ladite cavité résonante au moyen de deux boucles résonantes (9, 10A ou 10B).
  29. Procédé selon la revendication 28, dans lequel une étape consiste à associer ladite première boucle résonante (9) du type série à l'émission d'énergie et ladite seconde boucle résonante (10A, 10B) du type parallèle à la réception d'énergie.
  30. Procédé selon la revendication 29, dans lequel ladite émission et ladite réception d'énergie sont effectuées à la fréquence de télé-alimentation.
  31. Procédé selon l'une quelconque des revendications 26 à 30, dans lequel ladite télé-alimentation dudit dispositif (8) générant le signal représentant l'information à transmettre est effectuée au passage dudit mobile au moyen de ladite boucle de réception d'énergie (10A, 10B).
  32. Procédé selon la revendication 31, dans lequel une première boucle de réception d'énergie (10A), disposée en amont de ladite cavité résonante (1), fournit à l'approche ou lors de l'éloignement dudit mobile une tension d'alimentation continue V1 et en ce qu'une seconde boucle de réception d'énergie (10B), disposée en aval de ladite cavité résonante (1), fournit lors de l'éloignement ou à l'approche dudit mobile une tension d'alimentation continue V2.
  33. Procédé selon la revendication 32, dans lequel la transition de la tension continue V1 à la tension continue V2 ou inversement fournit un signal de passage dudit mobile au-dessus de ladite cavité résonante.
  34. Procédé selon l'une quelconque des revendications 32 et 33, dans lequel la transition de la tension continue V1 à la tension continue V2 fournit un signal indiquant le sens de passage amont vers aval dudit mobile.
  35. Procédé selon l'une quelconque des revendications 32 et 33, dans lequel la transition de la tension continue V2 à la tension continue V1 fournit un signal indiquant le sens de passage aval vers amont dudit mobile.
  36. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 à 28, dans lequel une étape consiste à restituer l'information transmise au moyen d'un dispositif de réception (11) constitué d'une antenne (12) connectée à une chaîne (13) d'amplification, de filtrage à la fréquence du signal sinusoïdal pur et de détection d'amplitude.
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