FR2525775A1 - Circuit d'emission et de reception de rayonnement electromagnetique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN CIRCUIT D'EMISSION ET DE RECEPTION DE RAYONNEMENT ELECTROMAGNETIQUE CE CIRCUIT COMPORTE UN DISPOSITIF DE COMMANDE 38 QUI REAGIT AU SIGNAL DE SORTIE D'UN DISPOSITIF DE RECEPTION 22B ET D'UN DISPOSITIF DE COMPARAISON 32, 34 EN MODIFIANT LE SPECTRE DU RAYONNEMENT EMIS DE MANIERE QUE LA DIFFERENCE DE FREQUENCE PERSISTE SI L'UNE DES FREQUENCES COMPAREES EST LA FREQUENCE DU RAYONNEMENT RECU PAR REFLEXION DU RAYONNEMENT EMIS PAR UN OBJET MOBILE, TENDANT VERS ZERO DANS LE CAS CONTRAIRE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A UN DISPOSITIF DE DETECTION D'INTRUSION.

Description

a présente invention se rapporte aux circuits

électriques faisant intervenir L'ét iission et la récep-

tion d'un rayonnement éLectromagnétique, et concerne plus particulièrement un circuit électrique destiné à éviter Les effets sur un récepteur d'une interférence

indésirable entre les sorties de deux émetteurs.

L'invention peut être appliquée par exemple à

des dispositifs de détection d'intrusion du type à rayon-

nement d'hyperfréquences, dans Lesquels un rayonnement hyperfréquence est éhis dans une ou plusieurs zones sous

surveillance par un certain nombre d'émetteur d'hyper-

fréquences différents, et L'effet de ces rayonnements sur un intrus est contrôlé en traitant Le rayonnement

reçu par un ou plusieurs récepteurs d'hyperfréquences.

1 Dans un exemple spécifique d'un tel dispositif de détec-

tion d'intrusion utilisant plusieurs unités d'émetteur-

récepteur d'hyperfréquences, chaque unité comporte une antenne qui rayonne un rayonnement d'hyperfréquences coimmue en forme pulsée dans la zone sous surveillance et qui reçoit un rayonnement réfléchi par des objets dans

la zone sous surveillance Chaque unité compare le rayon-

nement émis et le rayonnement reçu afin de détecter la présence d'un intrus par le décalage Doppler provoqué

par Le mouvement de l'intrus sur la fréquence du rayonne-

2 j ment réfléchi Dans un tel dispositif, il importe qu'il n'y it aucune confusion entre les signaux provoqués par le mouvement d'un intrus et les signaux produits par i'effet, su, une antenne particuiière, du rayonnement

reçu non pas par réflexion d'un rayonnement émis par cet-

$ O te antenne, mais reçu de l'antenne d'une autre unité d'é,iretteurrécepteur Un rayonnement peut être reçu d'une

autre unité d'émetteur-récepteur directement ou par ré-

flexion, par exemple par réflexion sur un objet station-

naire dans la zone sous surveillance Ce ra-onneitient re-

çu peutentra Iner la production par cette unité d'une dif-

férence de fréquence et dans ce cas, il importe que cette différence de fréquence ne soit pas mlai interprétée comme

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La présence d'un intrus déclenchant une source d'alarme.

invention concerne donc un circuit électrique comprenant un dispositif d'émission de rayonnement, un

dispositif de réception de rayonnement ayant pour fonc-

tion de comparer la fréquence du rayonnement émis, reçu directement, avec la fréquence d'un autre rayonnement reçu, afin de produire un signai de sortie en réponse à La différence, si elle existe, entre les fréquences des

rayonnement comparés et un dispositif réagissant au sig-

nal de sortie cen modifiant la fréquence, ou La fréquence

d'une composante du rayonnement émis de manière que la-

dite différence d Ce fr;-quence persiste si l'une des fré-

quences comparées est la fréquence du rayonnement reçu

par réflexion du rayonnement émis par un objet en mouve-

ment, mais t E ndant autrement vers zéro.

l'invention concerné également un dispositif

d'alarme d'intrusion comprenant plusieurs unités d'émet-

teur-récepteur de rayonnement d'hyperfréquences, compre-

nant chacune un dispositif d'émission d'hyperfréquences qui émet un rayonnement hyperfréquence dans une zone

sous surveillance, un dispositif de réception d'hyper-

fréquence qui reçoit le rayonnement hyperfréquence émais par réflexion par un objet dans la zone sous surveillance, et mélangeant ce rayonnement reçu avec le rayonnement émis, et avec un rayonnement reçu d'une autre desdites unités de manière à produire un signal de sortie si une différence de fréquence entre les rayonnements mélangés se situe dans une plage de fréquences prédéterminée, et un dispositif de commande qui réagit au siena L de sorties s'il existe, en modifiant le spectre du rayonnement hyperfréquence émis de manière que le signal de sortie persiste si Ledit objet est un intrus en mouvement, mais s'annu Le si l'objet est immobile, et un dispositif d'a Larme qui produit un signal d'alarme d'intrusion si

le signal de sortie persiste.

D'autres caractéristiques et avantages de

l'invention seront mieux compris à la Lecture de la des-

cription qui va suivre d'un exemple de réalisation et y

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en se référant au dessin annexé sur Lequel:

a Figure 1 est un schéma simp Lifié d'un dispo-

sitif de détection d'intrusion, et

la Figure 2 est un schéma du circuit correspon-

dant.

iua Firure 1 est purement schématique et repré-

sente une zone 5 sous surveillance par des unités de dé-

tectior d'intrusion 6 (,, 10, 12 et 14 qui sont destinées à détecter la présence d'un intrus dans La zone Chaque unité o-14 de détection d'intrusion se présente sous la forme d'un émetteur-récepteur d'hyperfréquences, qui sera

décrit plus en détai L par la suite, et comporte une an-

tenne d'hyperfréquences qui émet un rayonnement hyperfré-

quence à une fréquence particulière dans la zone 5 ue 1 rayonnement hyperfréquence est réfléchi par tout objet dans la zone, comme les murs formant les limites de cette zone Le rayonnement réfléchi est capté par l'antenne de

l'unité d'émission et comparé avec le rayonnement émis.

Dans des conditions normales, le rayonnement reçu est pra-

tiquerument identique au rayonnement émis hais si un in-

trus se déplace dans le trajet du rayonnement hyperfré-

quence émis par l'une quelconque des unités, réfléchis-

sant ainsi le rayonnement vers cette unité, son mouvement entraine un décalage Doppler de la fréquencede rayonnement reçu à cette unité, comnparativement avec la fréquence de son rayonnement émis Ce décalage Doppler de fréquence peut donc être détccté, et il indique la présence d'un intrus l ais il est également possible que le rayonnement

hyperfréquence émis par une unité soit capté par inadver-

tance par l'antenne d'une autre unité A cette autre uni-

té, ce rayonnement est mélangé avec le rayonnement reçu

par réf Lexion du rayonnement émis par cette unité Ce ié-

Lange peut produire un signal en raison de la différence

de fréquence du signal reçu à cette unité avec le rayonne-

ment qu'elle émet itant donné que ce mélange par inadver-

tance et le signal résultant peuvent se produire sans qu' un intrus soit présent, il importe d'éviter qu'une fausse

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a Larme soit produite.

a Figure 2 montre le schéma de Liune des uni-

tés dt,,ietteur-récepteur Dans cet exemple particulier, le rayonnement hyperfréquence est transmis en impulsions i ayant une fréquence de répétition prédéterminée Une source d'hyperfréquences 20 est connectée pour attaquer une anteri e 22 comi-enant une section d'émission 22 A et e L Le est pulsée par un modulateur 24,e modulateur 24 émet donc des signaux de commaiande sur une ligne 25 a la

fréquence de réi;tition voulue des impulsions, et cha-

cune des impulsions commute L'émetteur d'hyperfréquence de maniero que L'antenne 22 émette une impulsion de

rayonnement hyperfréquence comie indiqué en A Le modula-

teur 24 n'a pas une fréquence de sortie fixe, mais une fréquence de sortie variable qui est commandée par un signal de commande sur une lit- ne 28 {Le modulateur 24

peut 8 tre par exemple un oscillateur commandé par ten-

sion dont la fréquence est variable autour d'une valeur

nominale, par exemple 50 k Iz.

La section de réception 22 B de l'antenne reçoit un certain rayonnement hyperfréquence directement de la

section d'émetteur 22 A par un trajet direct indiqué sché-

matiquemaent en B I ais en outre, le rayonnement émis par ta section d'émetteur 22 A est réfléchi par tout objet dans la zone de surveillance, et est reçue conmme Le montre La f Leche C Fe signal résultant sur La ligne 30 est donc produit en mwélangeant les deux composantes de

rayonnement indiquées par les f Leches B et U dans un mé-

langeur 3 '2 Ce signal est appliqué à un amplificateur Dopp Ler 34 L'amplificateur Doppler est un amplificateur

ayant une oande passante de fréquence basse Si les rayon-

nements reçus par les trajets B et C ont la même fréquence, comble c'est bien entendu le cas o tout est immobile dans Le trajet du rayonnement hyperfréquence émis par l'unité,

il n'y a pratiquement aucun signal sur la ligne 30.

i-lais si un intrus se déplace dans le trajet du rayonnei cnt émis A, Le rayonnement que cet intrus réf Léchit comme L'indique l a flèche C, est légèrement décalé en

fréquence par L'etffet Doppler et lc mélange dans le mné-

Lanreur 32 de cette fréquence déca Lée avec le rayonnement à la fréquence ém;ise reçue par le trajet indiqué par la flèche lJ, produit une composante à basse fréquence dans Le signal sur la Ligne JO Cette composante est amplifiée par L' amp Lificateur Doppler 34 et produit un signai de sortie résu Ltant sur la ligne 35, e sipnal sur La ligne g Jo est appliqué à une unité de détection 38 qui peut 6 tre par exemple un sim ple ci rcuit de détection de crête et qui produit donc un signal de commande sur une ligne 28 en fonction de L'amplitude du signal sur La ligne 3 b Ce

signal de commande modifie le spectre du rayonnement hyper-

fréquence émis en modifiant la sortie de fréquence de mo-

dulation du modu Lateur 24.

Si l'on suppose que l'intrus est encore présent

et se déplace dans le trajet du rayonnement émis, le ray-

onnement qui est réfléchi vers la section de réception 22 83 coimre l'indique la flèche C est non seulement modifié par le chane,,e;nt de fréquence de modulation produit sur le rayonnement émis par le changement du signa L de commande

sur la ligne 28, mais il subit également un léger décala-

ge de fréquence par l'effet Doppler L'effet de mélange dans le mélangeur 32 est tel que le signal sur la ligne

30 n'est pas affecté Par lc décalage de fréquence de modu-

lation, mais seulement par le décalage voppler et l'ampli-

ficatour Doppler 34 continue donc à produire un signal de sortie sur la ligne 36 Ce signal peut avoir ou non la nilalle valeur que le signal appliqué initialement sur cette ligne, suivant que l'intrus se déplace ou non dans le meme sens et à la mnmre vitesse que précédemimient S'il y a un changement de sa direction ou de sa vitesse, il est bien entendu que le signal sur la ligne 3 R a une amprlitude

différente ec le détecteur J 8 entraîne un décalage corres-

pondant de la fréquence de modulation appliquée au rayonne-

trient transmis iais à nouveau, cela ne produit aucun chan-

ge'uent du signal sur la ligne 30 Si l'intrus se déplace dans La mêrme direction et la même vitesse, le signal sur

La ligne 30 est inchangé et i L n'y a pas d'autres change-

hent de modulation de fréquence.

IL en risulte donc que la présence d'un intrus

qui se déplace dans le trajet du rayonnement é tis A pro-

duit un signal sur La ligne 36 qui persiste et ce signal

est appliqué a une unité d'alarme 40 par une unité de re-

tard 42 pour indiquer qu'un intrus est présent.

:.mais comme cela a déjà été indiqué, il est éga-

lu leient possible que la section de réception 22 A reçoive

un certain rayonnement d'une autre des unités d'émetteur-

récepteur comme indiqué par laf Lèche D Lbe mélangeur 32 mélange donc les si naux B, C et D i,èrme si aucun intrus n'est présent dans le trajet du rayonnement émis A, un signai sur la Ligne 30 peut néanmoins être produit, ce

signal étant provoqué par le mélange des trois rayonne-

ments 1-, C et D dans le mélangeur '32, en supposant que le rayonnement par le trajet D contienne une ou plusieurs composantes de fréquence proche S de celle des rayonnements 13 et C Si Le signal résultant sur la li,-ne 30 tombe dans

La largeur de bande de L'amplificateur 3 14, un signal cor-

respondant est produit sur la Ligne 36 même si aucun in-

trus n'est présent dans le trajet du rayonnement émis A.

Le signal sur la ligne 3 b est traité par le dé-

tecteur 38 pour produire un cihangement de valeur du signa L

de co:mmande sur La ligne 28 et par conséquent, un change-

ment de 'a fréquence de modulation du rayonnement émis A. Un changemont correspondant du rayonnement reçu B et C a donc lieu, tandis que bien entendu, le rayonnement reçu D n'est pas modifié Il se produit donc un changement de fréquence du signal sur la ligne 30 Si le signal sur la

Ligne 30 est encore dans la largeur de bande de l'ampli-

ficateur Dopplor 34, le sifgna L sur la Ligne 36 persisto et La sortie du détecteur 38 change, provoquant un autre

glissement de fréquence de modu Lation, qui affecte à nou-

veau La fréquence des rayonne ments reçus B et C mais non

du rayonnement reçu l).

Ce processus se poursuit jusqu'a ce que La fréaurnce du signal sur La ligne 30 chane suffisamment pour passer à l'extérieur de La largeur de bande de L'amplificateur Doppler 314, amenant ainsi à zéro le signal sur la Ligne jb (si avant cela te détecteur de crête 38 atteint la limite de sa plarae, il peut être ramené au repos) Le circuit se rèpló donc automatiquement sur cette situation Il s'est

avéré que pour des valeurs pratiques de la plage des fré-

quences d'élictteur d'hyperfréquence et de fréquence de mo-

du Lation utiliséesdans un dispositif particulier, il exis-

te un certain nombre de valeurs de fréquence de modulation

qui peuvent faire passer la fréquence du sig al sur la lig-

ne o O à l'extérieur de La largeur de bande de l'amplifica-

teur Doppler 34, et l'unité règle automatiquement la fré-

quence de modu Lation sur une telleva Leur.

Le signai sui' la ligne 30) est donc amené rapide-

ment A zéro dans ce cas, le circuit d'alarme 40 n'est pas

activé et toute fausse alarme est évitée.

Il faut noter que l'effet d'annulation décrit

se fait pratiquement instantanément et le retard du cir-

cuit à retard 42 est suifisamtment court Poui' éviter qu'il n'affecte de façon nuisible la détection d'un intrus Bien que Le circuit a été décrit ci-dessus en se référant à une

source de radar hyperfréquence puisée, il n'est pas essen-

tiel qu'il en soit ainsi Ce circuit peut être par exemple un radar à onde permtaanenteet dans un tel cas, le signal de cosm iande sur la ligne 28 modifie La fréquence porteuse

réelle, mais Le fonctionnement est le même par ailleurs.

Il n'est pas nécessairo que le détecteur 38 soit

un détecteur de crête, car il peut être tout autre détec-

teur approprié Il peut ètre par exempte une unité de gé-

nérateur en escalier, qui est déclenché par la présence

d'un signal sur la ligne 36 de manière à produire un sig-

nal de sortie en esca Lier sur la ligne 28 qui change La fréquence de modulation (ou la fréquence porteuse) dans ta plage prédéterminée, mais qui est amenée à l'arrêt

quand Ie signal sur la Ligne j 39 disparaît.

R L'amnlificateur Doppler 34 peut Ztre préc 6 dé par une porte comarmndée a la fréquence de modulation par un

siena; provenant du modulateur 24 afin d'améliorer la pro-

tection contre ies interférences.

B Iien entendu, diverses modifications peuvent être

anportées par l'ho:n:mie de Llart au mnode de réalisation dé-

crit et illustré àa titre d'exemple nullem ent limitatif

sans sortir du cadre de l'inve:ntion.

t EVEN'DICATIO"NS

1 Circuit électrique, comnprenant un disposi-

tif d'émission de rayonnement ( 20, 22 A), un dispositif de réception de rayonnement ( 22 B) et un dispositif de comparaison ( 32, 34) destiné à comparer la fréquence d'un rayonnement émis, reçu directement avec la fréquence d'un autrc rayonnement reçu, de manière àa produire un signal

de sortie en réponse a La différence, si e L Le existe, en-

tre Ltcs fréquences des rayonnements comparés, circuit ca-

ractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de commande

('$F) réa Fissant au signal de sortie pour modifier le spec-

tre du rayonnement émis de manière que ladite différence de fréquence persiste si l'une des fréquences comparées est la fréquence de rayonnement reçue par réflexion du rayonnement émis par un objet mobile mais tend vers zéro

dans le cas contraire.

2 Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de sortie tend vers zéro si aucune des

fréquences comparées n'est la fréquence du rayonnement pro-

duit par réflexion du rayonnement émis par un objet mobile, et au moins l'une des fréquences comparées est la fréquence

de rayonnement qui est émis par un autre d Upositif d'émis-

sion.

3 Circuit selon la revendication 1 ou 2, ca-

ractérisé en ce que le dispositif de comparaison comporte

un amplificateur Doppler ( 34).

4 Circuit selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif d'émis-

sion ( 20) est une source radar à hyperfréquence.

Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce que Le dispositif d'émission est une source radar puisée. b Circuit selon la revendication j 5, caractérisé

en ce que le signal de sortie modifie le spectre du rayon-

nement émis en changeant la fréquence de modulation.

7 Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce que ia source radar est une source à radar à onde permanente.

Circuit selon la revendication 7, caracté-

ris 6 en ce que le sitnal de sortie décale le spectre de fréquence du rayonnem ent émis en modifiant sa fréquence porteuse.

9 Circuit selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à , caractérisé en ce que le dispositif de com-

miande consiste en un détecteur de crte ( 38) qui détecte

Les crêtes dudit sirnal de sortie.

Circuit d'alarlie d'intrusion, compre-

nant plusieurs unités d'élletteur récepteur de rayonnement hyperfréquence (') lti) dont chacure comporte un dispositif

d'émission d'hyperf'réquences ( 20, 22 A) qui émet un rayon-

neiliont hyperfréquence dans une zone ( 5) sous surveillance, et un dispositif de réception d'hyperfréquences ( 221 B) destiné à recevoir Le rayonnement d'hyperfréquence émis par réflexion par un objet dans la zone sous surveillance et à mélaner ce rayonnement reçu avec le rayonnement éi Ls

et avuc tout rayonnement reçu d'une quelconque autre uni-

té, de manière à produire un signal de sortie si une dif-

férence de fréquence entre les rayonnements mélangés se

situe dans une plage de fréquences prédéterminée, disposi-

tif caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de com-

2 j mande ( 38) réagissant au signal de sortie, s'il existe, en modifiant le spectre du rayonnement d'hyperfréquences émis de manière que le signal de sortie persiste si ledit objet est un intrus qui se déplace, mais s'annule si l'ob Jet est imlmo Dile, et un dispositif d'alarme ( 40) étant prévu pour produire un signal d'alarme d'intrusion si le signal de

sortie persiste.

11 Circuit selon la revendication lu O, ca-

ractérisé en ce que Le dispositif de réception comporte un amnp Lificateur Doppler ('i) ayant une largeur de bande

appropriée au mouvement d'intrus à détecter.