EP0817146A1 - Dispositif pour la détection d'intrusions du type utilisant des câbles rayonnants - Google Patents

Dispositif pour la détection d'intrusions du type utilisant des câbles rayonnants Download PDF

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EP0817146A1
EP0817146A1 EP97401544A EP97401544A EP0817146A1 EP 0817146 A1 EP0817146 A1 EP 0817146A1 EP 97401544 A EP97401544 A EP 97401544A EP 97401544 A EP97401544 A EP 97401544A EP 0817146 A1 EP0817146 A1 EP 0817146A1
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    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22—Electrical actuation
    • G08B13/24—Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
    • G08B13/2491—Intrusion detection systems, i.e. where the body of an intruder causes the interference with the electromagnetic field
    • G08B13/2497—Intrusion detection systems, i.e. where the body of an intruder causes the interference with the electromagnetic field using transmission lines, e.g. cable

Definitions

  • the subject of the present invention is a device for detecting intrusions, of the type using radiating cables, arranged overhead, about a few dozen distant from each other centimeters to a few meters and extending parallel to each other along the area to monitor.
  • the device uses a principle known operating in transceiver under a appropriate frequency of a few tens of megahertz emitting an intrusion detection signal when, under the effect of an intrusion, the field electromagnetic outside and in the vicinity of cables is disturbed.
  • the device is of the type comprising a transmitter connected by a coaxial cable to a first transmission line of the device and a receiver connected by a second coaxial cable to a second transmission line of the device as well a computer connected to the transmitter and the receiver to analyze the results of the detected signals and thus allow to indicate the appearance of an intrusion and locate it.
  • the applicant has already described an installation for intrusion detection operating according to the general principle described above and using radiant cables embedded in the ground, in order to limit and attempt to eliminate problems related to false alarms generated when the installation works in aerial, with parasitic variations of the environment, such as changes in humidity, water supply on the ground or in the basement, etc.
  • the disadvantage of this kind of cable installation buried detection is that it entails an additional cost important due to the civil works it takes sometimes over very long lengths.
  • the object of the invention is to provide a device of the aerial detector fence type, operating on a similar principle and providing a higher detection volume, circumscribed in a well demarcated area near the fence, allowing much lower installation cost than buried versions, with good reliability and elimination of parasitic alarms such as for example those due to the swinging of the foliage of a tree located outside the area under intrusion surveillance but close to him.
  • the device according to the invention is characterized in that that the detection cables are made up of at at least two metal tubes arranged in parallel to each other and forming, with a third conductor electric, connected to the ground of the coaxial cables power / receive device, both lines transmission devices which are charged at their free end on their impedance feature.
  • the third electrical conductor consists of a third metal tube placed between the other two.
  • the third conductor electric consists of a grid or plane equivalent metal arranged on one side of the two tubes connected respectively to the transmitter and the receiver; in this case, the device works by being able detect only intrusions occurring from a side of the wire mesh or metal surface in question, a such installation being particularly suitable when it is a boundary fence with a public or passing place such as a road.
  • end reflection may cause the appearance of a strong standing wave regime which prevent detection periodically along the line for all half wavelengths and which prevent a location of the position of the intrusion.
  • the invention implements these principles of in a practical way, by conforming the detection cables in the form of two metal tubes suitably coupled with a third conductor connected to ground coaxial power / receive cables.
  • Figure 1 shows schematically how can be realized a fence allowing the detection intrusions according to the invention.
  • Figure 2 is a view similar to that of Figure 1 relative to a variant.
  • Figure 3 is a diagram showing the connections between the fence and the device allowing the location of intrusions.
  • Support posts are advantageously made of a material insulating dielectric, such as for example a composite glass-resin.
  • Metal conductive tubes 1 and 3 are connected respectively by the coaxial conductors 4 and 5, to the transmitter E and to the receiver R of the device (figure 3).
  • the mass of coaxial cables in other words their outer sheath, is connected to the third central conductor referenced 2 in the drawing.
  • the tubes metallic 1 and 3 which together with the conductor central 2 the two coupled transmission lines of the device, are loaded at their free end on their characteristic impedance, respectively 6 and 7.
  • the three conductors may consist of metal tubes of diameter approximately 40 mm and are arranged respectively 0.5 m, 1.25 m and 2 m from the ground.
  • the support posts are arranged every 2 to 3 m.
  • the length of tubes 1, 2 and 3 corresponds to the length of the perimeter to monitor.
  • the detection volume has a shape section close to an ellipse having a width of the order of 3 4 m (either on each side of the fence in the order of 1.50 to 2 m), and a height of the order of 2.5 to 3 m.
  • the monitored volume is therefore clearly delimited all around this fence.
  • the conductive tube 2 has been replaced by a plane or wire mesh 12 connected to the ground of the cables supply coaxials 4 and 5.
  • D the distance between tubes 1 and 3
  • d the diameter of these tubes.
  • Tubes 1 and 3 can be kept at a distance for example of approximately 100 mm from the plane of the mesh 12, by means of dielectric supports suitable, arranged every 2 to 3 m, for example as referenced in 9.
  • detection is demarcated only on the side of the grid which carries the tubes and the detection volume concerns a height of around 2.5 to 3 m, over a width of 1.5 to 2 m, beyond the plane of the wire mesh.
  • the detection is obtained by measuring and analyzing the transmission coefficient obtained between the two coupled lines 1 and 3 (in cooperation with the line of mass 2 or 12).
  • the operating frequency is usually from a few tens to 100 MHz.
  • the location of the intrusion along the line can be obtained by means of measurements successive at several frequencies, a calculation of Fourier transform allowing to obtain a time pulse whose delay gives the position intrusion, using the known radar method synthetic impulses.
  • Signal modifications detected between transmitter E and receiver R are addressed to the computer C which performs the measurements and thus indicates if an intrusion occurs, the location being made by comparison of measurements successive, for example sinusoidal frequencies transmitted between 60 and 70 MHz, depending on the length of sections and the desired precision of localization.
  • the phase and amplitude of signals received at the receiver are analyzed, sent to the computer, which at its turn controls the transmitter and acquires the results.
  • the invention is not limited to the embodiments illustrated and described.
  • the diameter of the tubes used, as well as working frequencies can be changed according to needs.
  • the transmission lines one above others by spreading them above the ground at intervals for example of the order of 40 cm to 1 m.
  • the diameter of metal tubes for reasons manufacturing savings will advantageously be a few tens of millimeters, the example of 40 mm given is of course in no way limiting.

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Abstract

L'invention a pour objet un dispositif pour la détection d'intrusions du type utilisant des câbles rayonnants disposés en aérien. Le dispositif comprend un émetteur relié par un câble coaxial (4) à une première ligne de transmission (3) du dispositif, et un récepteur relié par un câble coaxial (5) à une seconde ligne (1) de transmission du dispositif, ainsi qu'un calculateur relié à l'émetteur et au récepteur pour analyser les résultats des signaux détectés. Les câbles sont constitués par au moins deux tubes métalliques (1, 3) disposés parallèlement l'un à l'autre et formant avec un troisième conducteur électrique (2) relié à la masse des câbles (4, 5) les deux lignes de transmission couplées du dispositif, lesquelles sont chargées à leur extrémité libre sur leur impédance caractéristique (6 7). <IMAGE>

Description

La présente invention a pour objet un dispositif pour la détection d'intrusions, du type utilisant des câbles rayonnants, disposés en aérien, distants l'un de l'autre d'environ quelques dizaines de centimètres à quelques mètres et s'étendant parallèlement l'un à l'autre le long de la zone à surveiller.
Le dispositif fait appel à un principe connu fonctionnant en émission-réception sous une fréquence appropriée de quelques dizaines de mégahertz émettant un signal de détection d'intrusions lorsque, sous l'effet d'une intrusion, le champ électromagnétique à l'extérieur et au voisinage des câbles est perturbé. Le dispositif est du type comprenant un émetteur relié par un câble coaxial à une première ligne de transmission du dispositif et un récepteur relié par un deuxième câble coaxial à une seconde ligne de transmission du dispositif, ainsi qu'un calculateur relié à l'émetteur et au récepteur pour analyser les résultats des signaux détectés et permettre ainsi d'indiquer l'apparition d'une intrusion et de la localiser.
Le demandeur a déjà décrit une installation pour la détection d'intrusions fonctionnant selon le principe général décrit ci-dessus et utilisant des câbles rayonnants noyés dans le sol, ceci afin de limiter et tenter d'éliminer les problèmes liés aux fausses alarmes engendrées lorsque l'installation fonctionne en aérien, à des variations parasites de l'environnement, telles que modification de l'humidité, arrivée d'eau sur le sol ou dans le sous-sol, etc. L'inconvénient de ce genre d'installations à câbles de détection enterrés est qu'il entraíne un surcoût important dû aux travaux de génie civil qu'il faut effectuer, parfois sur de très grandes longueurs.
L'invention a pour objet de réaliser un dispositif du type clôture détectrice aérienne, fonctionnant selon un principe voisin et procurant un volume de détection plus haut, circonscrit dans une région bien délimitée voisine de la clôture, permettant un coût d'installation beaucoup plus faible que celui des versions enterrées, avec une bonne fiabilité et élimination d'alarmes parasites telles par exemple que celles dues au balancement du feuillage d'un arbre situé à l'extérieur du périmètre surveillé d'intrusions mais à proximité de lui.
Le dispositif conforme à l'invention, du type général précédemment décrit, se caractérise en ce que les câbles de détection sont constitués par au moins deux tubes métalliques disposés parallèlement l'un à l'autre et formant, avec un troisième conducteur électrique, relié à la masse des câbles coaxiaux d'alimentation/réception du dispositif, les deux lignes de transmission couplées du dispositif, lesquelles sont chargées à leur extrémité libre sur leur impédance caractéristique.
Dans un mode de réalisation, le troisième conducteur électrique est constitué par un troisième tube métallique disposé entre les deux autres. Dans un autre mode de réalisation, le troisième conducteur électrique est constitué par un grillage ou plan métallique équivalent disposé d'un côté des deux tubes reliés respectivement à l'émetteur et au récepteur ; dans ce cas, le dispositif fonctionne en étant capable de ne détecter que les intrusions se produisant d'un côté du grillage ou plan métallique en question, une telle installation étant particulièrement adaptée lorsqu'il s'agit d'une clôture de délimitation avec un lieu public ou de passage tel par exemple qu'une route.
Sur une structure à deux câbles aériens ou plus, la réflexion en extrémité peut provoquer l'apparition d'un fort régime d'ondes stationnaires qui empêchent la détection périodiquement le long de la ligne pour toutes les demi-longueurs d'ondes et qui empêchent une localisation de la position de l'intrusion.
Pour éviter ce fonctionnement à fort régime d'ondes stationnaires, il est connu de charger l'extrémité des lignes de transmission au moyen d'impédances ; dans ce cas, pour localiser l'intrusion, il faut travailler successivement à des fréquences différentes, et selon la méthode connue du radar à impulsions synthétiques, il est possible de déterminer la position de l'intrusion au moyen d'un calcul de transformée de Fourrier.
L'invention met en oeuvre ces principes de façon pratique, en conformant les câbles de détection sous forme de deux tubes métalliques convenablement couplés avec un troisième conducteur relié à la masse des câbles coaxiaux d'alimentation/réception.
L'invention et sa mise en oeuvre apparaítront plus clairement à l'aide de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 montre schématiquement comment peut être réalisée une clôture permettant la détection des intrusions conformément à l'invention.
La figure 2 est une vue semblable à celle de la figure 1 relativement à une variante.
La figure 3 est un schéma montrant les connections entre la clôture et le dispositif permettant la localisation des intrusions.
En se reportant tout d'abord à la figure 1, on a montré une clôture permettant la détection d'intrusions, constituée essentiellement de trois tubes métalliques référencés 1, 2 et 3, supportés par des poteaux-supports référencés 8. Les poteaux-supports sont avantageusement constitués en un matériau diélectrique isolant, tel par exemple qu'un composite verre-résine.
Les tubes conducteurs métalliques 1 et 3 sont reliés respectivement par les conducteurs coaxiaux 4 et 5, à l'émetteur E et au récepteur R du dispositif (figure 3). La masse des câbles coaxiaux, autrement dit leur gaine extérieure, est reliée au troisième conducteur central référencé 2 au dessin. Les tubes métalliques 1 et 3 qui constituent avec le conducteur central 2 les deux lignes de transmission couplées du dispositif, sont chargés à leur extrémité libre sur leur impédance caractéristique, respectivement 6 et 7.
Dans une réalisation, les trois conducteurs peuvent être constitués par des tubes métalliques de diamètre 40 mm environ et sont disposés respectivement à 0,5 m, 1,25 m et 2m du sol. Les poteaux-supports sont disposés tous les 2 à 3 m. Bien entendu, la longueur des tubes 1, 2 et 3 correspond à la longueur du périmètre à surveiller.
En ce qui concerne la valeur de l'impédance caractéristique des résistances 6 et 7 qui doivent équiper le dispositif, la technique enseigne que ces résistances sont données par la formule : R = 276 log (2 D/d), si l'on appelle D la distance séparant les deux lignes 1 et 3, et d le diamètre des tubes 1 et 3 (qui ont le même diamètre). Dans le cas considéré, ces formules amènent à des valeurs des résistances 6 et 7 voisines de 400 Ohms.
Dans l'exemple illustré à la figure 1, le volume de détection possède une section de forme voisine d'une ellipse ayant une largeur de l'ordre de 3 à 4 m (soit de chaque côté de la clôture de l'ordre de 1,50 à 2 m), et une hauteur de l'ordre de 2,5 à 3 m. Le volume surveillé est donc bien délimité tout autour de cette clôture.
Dans la réalisation illustrée à la figure 2, le tube conducteur 2 a été remplacé par un plan ou grillage métallique 12 relié à la masse des câbles coaxiaux d'alimentation 4 et 5.
De même que dans le mode de réalisation de la figure 1, chacune des lignes de transmission est chargée par son impédance caractéristique 16, 17, qui dans ce cas peut être calculée par la formule approchée : R = 138 log (4 D/d), dans laquelle D est la distance séparant les tubes 1 et 3, et d est le diamètre de ces tubes. Dans le cas où l'on utilise des conducteurs métalliques constitués de tubes de diamètre 40 mm, disposés respectivement à environ 0,5 m et 2 m du sol, on peut calculer une valeur approximative des résistances égales à l'impédance caractéristique de cette installation voisine de 200 Ohms.
Les tubes 1 et 3 peuvent être maintenus à une distance par exemple d'environ 100 mm du plan du grillage 12, au moyen de supports diélectriques convenables, disposés tous les 2 à 3 m, par exemple tels que référencés en 9.
Dans cette réalisation, la détection est délimitée au seul côté du grillage qui porte les tubes, et le volume de détection intéresse une hauteur de l'ordre de 2,5 à 3 m, sur une largeur de 1,5 à 2 m, au-delà du plan du grillage métallique.
En relation avec la figure 3, on expliquera rapidement le fonctionnement du système.
Comme pour les câbles détecteurs, la détection est obtenue par la mesure et l'analyse du coefficient de transmission obtenu entre les deux lignes couplées 1 et 3 (en coopération avec la ligne de masse 2 ou 12).
La fréquence de fonctionnement est habituellement de quelques dizaines à 100 MHz.
La localisation de l'intrusion le long de la ligne peut être obtenue au moyen de mesures successives à plusieurs fréquences, un calcul de transformée de Fourrier permettant d'obtenir une impulsion temporelle dont le retard donne la position de l'intrusion, selon la méthode connue du radar à impulsions synthétiques. Les modifications des signaux détectés entre l'émetteur E et le récepteur R sont adressées au calculateur C qui effectue les mesures et indique ainsi s'il se produit une intrusion, la localisation étant faite par comparaison de mesures successives, par exemple de fréquences sinusoïdales émises entre 60 et 70 MHz, selon la longueur des tronçons et la précision désirée de la localisation. La phase et l'amplitude des signaux reçus au récepteur sont analysées, envoyées au calculateur, lequel à son tour pilote l'émetteur et acquiert les résultats.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation illustrés et décrits. En particulier, le diamètre des tubes utilisés, ainsi que les fréquences de travail peuvent être modifiés selon les besoins.
Pour des dispositifs de détection d'intrusions, plus particulièrement humaine, on placera avantageusement les lignes de transmission les unes au-dessus des autres en les répartissant au-dessus du sol à des intervalles par exemple de l'ordre de 40 cm à 1 m. Le diamètre des tubes métalliques pour des raisons d'économie de fabrication sera avantageusement de quelques dizaines de millimètres, l'exemple de 40 mm donné n'étant bien entendu nullement limitatif.

Claims (8)

  1. Dispositif pour la détection d'intrusions du type utilisant des câbles rayonnants disposés en aérien, distants l'un de l'autre d'environ quelques dizaines de centimètres à quelques mètres, s'étendant parallèlement l'un à l'autre le long de la zone à surveiller, le dispositif fonctionnant en émission-réception sous une fréquence appropriée de quelques dizaines de mégahertz, émettant un signal de détection d'intrusions lorsque sous l'effet d'une intrusion, le champ électromagnétique à l'extérieur et au voisinage des câbles est perturbé, ledit dispositif comprenant un émetteur (E) relié par un câble coaxial (4) à une première ligne de transmission (3) du dispositif, et un récepteur (R) relié par un câble coaxial (5) à une seconde ligne (1) de transmission du dispositif, ainsi qu'un calculateur (C) relié à l'émetteur (E) et au récepteur (R) pour analyser les résultats des signaux détectés, ledit dispositif étant caractérisé en ce que lesdits câbles de détection sont constitués par au moins deux tubes métalliques (1, 3) disposés parallèlement l'un à l'autre et formant avec un troisième conducteur électrique (2, 12) relié à la masse des câbles (4, 5) coaxiaux d'alimentation/ réception du dispositif, les deux lignes de transmission couplées du dispositif, lesquelles sont chargées à leur extrémité libre sur leur impédance caractéristique (6 - 7, 16 - 17).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le troisième conducteur électrique est constitué par un troisième tube métallique (2) disposé entre les deux autres.
  3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le troisième conducteur électrique est constitué par un grillage ou plan métallique (12) équivalent disposé d'un côté des deux tubes (3, 1) reliés respectivement à l'émetteur (E) et au récepteur (R).
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tubes métalliques (1, 2, 3) ont des diamètres de l'ordre de quelques dizaines de millimètres.
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les tubes métalliques ont des diamètres de l'ordre de 40 mm.
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend, pour supporter les tubes métalliques (1, 2, 3), des poteaux (8) réalisés en un matériau diélectrique tel que verre-résine.
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 4 ou 5 prise en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend pour supporter les tubes métalliques (1, 3) des entretoises (9) fixées au plan ou grillage métallique (12).
  8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lignes de transmission (1, 3) sont placées les unes au-dessus des autres en étant réparties au-dessus du sol à des intervalles par exemple de l'ordre de 40 cm à 1 m.
EP19970401544 1996-07-03 1997-07-01 Dispositif pour la détection d'intrusions du type utilisant des câbles rayonnants Expired - Lifetime EP0817146B1 (fr)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0272785A1 (fr) * 1986-11-06 1988-06-29 Senstar Corporation Système de détection d'intrusion
FR2709010A1 (fr) * 1993-08-12 1995-02-17 Amp C3C Installation pour la détection d'intrusions du type utilisant des câbles rayonnants noyés dans le sol.

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