FR2750257A1 - RADIATION METHOD AND DEVICE WITH HIGH DIRECTED FORWARD / REAR RATIO - Google Patents
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Abstract
Dispositif de rayonnement d'une émission radioélectrique, comportant un système aérien d'antennes constitué d'au moins un couple d'antennes élémentaires décalées verticalement d'une certaine hauteur et horizontalement de lambda/4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un répartiteur de puissance variable (6) permettant d'ajuster l'amplitude du champ rayonné par chacune des antennes élémentaires de manière à obtenir un champ résultant nul dans une zone déterminée à l'arrière du groupe d'antennes et un dispositif de correction de phase (7, 8) sur chacune des antennes élémentaires afin de déterminer la zone arrière du groupe d'antennes où le champ résultant doit être nul.Device for radiating a radioelectric emission, comprising an aerial system of antennas consisting of at least one pair of elementary antennas offset vertically by a certain height and horizontally by lambda / 4, characterized in that it further comprises a variable power distributor (6) making it possible to adjust the amplitude of the field radiated by each of the elementary antennas so as to obtain a resulting zero field in a determined area behind the group of antennas and a device for correcting phase (7, 8) on each of the elementary antennas in order to determine the rear zone of the group of antennas where the resulting field must be zero.
Description
SLeLaJ eJ4ua aouaeJajlauL,p auoz eL saj4om ap sauLe4uao sanbLanb e aJLnpgJSLeLaJ eJ4ua aouaeJajlauL, p auoz eL saj4om ap sauLe4uao sanbLanb e aJLnpgJ
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ESZ0SEZ XESZ0SEZ X
2 27502572 2750257
Toutefois, l'annulation des champs vers However, canceling fields to
l'arrière n'est vraiment effective que sur l'horizon. the rear is only really effective on the horizon.
Dans le cas ou l'antenne de réception est située à une autre hauteur que celles de l'émetteur, le rayonnement arrière de chacune des antennes, situées à un niveau différent, arrive sous un angle différent à l'antenne réceptrice dans la zone d'interférence avec le In the case where the receiving antenna is located at a height other than that of the transmitter, the rear radiation from each of the antennas, located at a different level, arrives at a different angle to the receiving antenna in the area d interference with the
rayonnement de l'émetteur précédent, zone de quasi- radiation from the previous transmitter, near zone
égalité de champ pour deux relais consécutifs. equal field for two consecutive relays.
Notamment, les antennes de réception placées sur les véhicules sont situées à une hauteur bien plus basse que celles des antennes de l'émetteur. Le rayonnement arrive sous un certain angle, certes petit mais dont les effets ne sont pas négligeables dans un système o l'on veut obtenir un champ nul. A cela, s'ajoute le rayonnement réfléchi par le sol qui n'arrive pas sous le même angle à l'antenne réceptrice. Ce rayonnement réfléchi est théoriquement déphasé de 180 par rapport au rayonnement direct. Toutefois, en raison de l'effet Brewster, l'angle de réflexion n'est pas absolument égal à l'angle d'incidence et le déphasage n'est pas exactement de 180 . Malgré cela, on pourra négliger In particular, the receiving antennas placed on vehicles are located at a much lower height than those of the antennas of the transmitter. The radiation arrives at a certain angle, admittedly small but whose effects are not negligible in a system where one wants to obtain a zero field. To this is added the radiation reflected by the ground which does not arrive at the same angle at the receiving antenna. This reflected radiation is theoretically 180 phase out of phase with direct radiation. However, due to the Brewster effect, the angle of reflection is not absolutely equal to the angle of incidence and the phase shift is not exactly 180. Despite this, we can neglect
l'effet Brewster par la suite.the Brewster effect afterwards.
Du fait de ces conditions inévitables, l'effet d'annulation vers l'arrière du rayonnement du groupement d'antennes est perturbé. Par exemple, l'antenne supérieure étant située à 16 m, et l'antenne inférieure 2 m au-dessous, on a une différence de quelques dB entre les deux rayonnements dans la zone d'interférence. Il est donc nécessaire de compenser ces effets indésirables pour qu'un minimum d'énergie As a result of these unavoidable conditions, the effect of canceling the radiation of the array of antennas towards the rear is disturbed. For example, the upper antenna being located 16 m away, and the lower antenna 2 m below, there is a difference of a few dB between the two radiations in the interference zone. It is therefore necessary to compensate for these undesirable effects so that a minimum of energy
parvienne à la zone d'interférence. reaches the interference zone.
Le but de l'invention est donc de diminuer le rayonnement arrière d'un groupement d'antennes d'émission tout en dirigeant cet affaiblissement vers The object of the invention is therefore to reduce the rear radiation of a group of transmitting antennas while directing this attenuation towards
une zone sélectionnée.a selected area.
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Ce but est atteint selon l'invention, en ce que: - on sélectionne l'endroit o le champ résultant doit être nul en ajustant les phases de chacune des antennes élémentaires de telle façon que la valeur O du champ soit obtenue dans une zone déterminée à l'arrière du groupe d'antennes et vue de celui-ci sous un angle déterminé, on égalise les amplitudes des antennes élémentaires en répartissant la puissance de façon que le champ rayonnés résultant soit nul dans la This object is achieved according to the invention, in that: - the place where the resulting field must be zero is selected by adjusting the phases of each of the elementary antennas so that the value O of the field is obtained in a determined area at the rear of the group of antennas and seen from this at a determined angle, the amplitudes of the elementary antennas are equalized by distributing the power so that the resulting radiated field is zero in the
zone choisie.chosen area.
Selon l'invention, l'intervalle vertical entre les antennes élémentaires d'un couple est en relation avec la longueur d'onde et la structure intrinsèque de l'antenne. Selon une forme particulière de l'invention, According to the invention, the vertical interval between the elementary antennas of a pair is related to the wavelength and the intrinsic structure of the antenna. According to a particular form of the invention,
cet intervalle est d'environ 2 m.this interval is about 2 m.
Le dispositif de mise en oeuvre de l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un répartiteur de puissance variable permettant d'ajuster l'amplitude du champ rayonné par chacune des antennes élémentaires de manière à obtenir un champ résultant nul dans une zone déterminée à l'arrière du groupe d'antennes et un dispositif de correction de phase sur chacune des antennes élémentaires afin de déterminer la zone arrière du groupe d'antennes o le champ résultant doit The device for implementing the invention is characterized in that it comprises a variable power distributor making it possible to adjust the amplitude of the field radiated by each of the elementary antennas so as to obtain a resulting field zero in a determined area at the rear of the antenna group and a phase correction device on each of the elementary antennas in order to determine the rear zone of the antenna group where the resulting field must
être nul.be zero.
Selon une forme particulière de l'invention, le répartiteur de puissance est constitué par un volume conducteur de longueur égale à X/4, d'une ligne fixe et de deux lignes mobiles se déplaçant par rapport à la précédente de manière à augmenter le niveau de l'antenne basse et à réduire celui de l'antenne haute tandis que le dispositif de correction de phase est constitué d'une ligne ajustable. Pour ne pas avoir de contact tournant les lignes mobiles sont alimentées par According to a particular form of the invention, the power distributor consists of a conductive volume of length equal to X / 4, of a fixed line and of two mobile lines moving relative to the previous one so as to increase the level of the low antenna and reduce that of the high antenna while the phase correction device consists of an adjustable line. To avoid having rotating contact, the mobile lines are powered by
des lignes série ouvertes à leurs extrémités (court- serial lines open at their ends (short-
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circuit immatériel entre le début de la ligne série intangible circuit between the start of the serial line
ecelui de la ligne mobile).the mobile line).
L'invention sera mieux comprise au moyen d'un exemple non limitatif de réalisation décrit ci-après et représenté sur le dessin annexé dans le cas d'un émetteur radio d'une chaîne d'émetteurs isofréquences The invention will be better understood by means of a non-limiting example of embodiment described below and shown in the accompanying drawing in the case of a radio transmitter of a chain of isofrequency transmitters.
situé sur le bord d'une autoroute.located on the edge of a highway.
La figure i représente schématiquement la propagation du rayonnement des antennes élémentaires Figure i schematically represents the propagation of radiation from elementary antennas
d'un système aérien d'antennes vers l'arrière de celui- of an aerial system of antennas towards the rear of it
ci; La figure 2 représente, dans un repaire X Y, l'addition vectorielle des champs avec un champ résultant non nul; La figure 3 représente schématiquement le montage d'alimentation des antennes élémentaires selon l'invention; La figure 4 représente schématiquement le répartiteur de puissance variable utilisé dans un this; FIG. 2 represents, in a coordinate system X Y, the vector addition of the fields with a non-zero resulting field; FIG. 3 schematically represents the supply arrangement of the elementary antennas according to the invention; Figure 4 shows schematically the variable power distributor used in a
exemple de réalisation de l'invention. exemplary embodiment of the invention.
Comme on le voit sur la figure 1, les antennes élémentaires 1 et 2 du système aérien de rayonnement 3 d'un émetteur radio sont disposées l'une au-dessus de As can be seen in FIG. 1, the elementary antennas 1 and 2 of the aerial radiation system 3 of a radio transmitter are arranged one above
l'autre et décalées horizontalement. the other and shifted horizontally.
Selon l'exemple de réalisation, la hauteur H1 de l'antenne supérieure 2 est de 18 m. et l'antenne inférieure i est située au- dessous à un intervalle AH d'environ 2 m. L'antenne de réception 4 d'un véhicule circulant sur l'autoroute culmine à une hauteur H2 d'environ 2 m. Chaque antenne rayonne un champ V. Du fait du décalage horizontal de X/4 des antennes le champ V1 de l'antenne i et le champ V2 de l'antenne 2 s'ajoutent vers l'avant, de sorte que l'on a en avant de l'émetteur un champ résultant égal à V1 + V2, et se retranchent vers l'arrière, de sorte que le champ résultant en arrière de l'émetteur est V2 - V1. Lorsque l'amplitude des champs des antennes est la même, on a According to the embodiment, the height H1 of the upper antenna 2 is 18 m. and the lower antenna i is located below at an interval AH of about 2 m. The receiving antenna 4 of a vehicle traveling on the highway culminates at a height H2 of approximately 2 m. Each antenna radiates a V field. Due to the horizontal offset of X / 4 of the antennas, the field V1 of the antenna i and the field V2 of the antenna 2 are added towards the front, so that there is in front of the transmitter a resulting field equal to V1 + V2, and are entrenched backwards, so that the resulting field behind the transmitter is V2 - V1. When the amplitude of the antenna fields is the same, we have
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en arrière de l'aérien un champ résultant nul à la hauteur des antennes émettrices: V2 - V1 = O. Par contre, à la hauteur H2 de l'antenne réceptrice 4, le rayonnement de chaque antenne fait un angle avec l'horizontale. Du fait de la différence de hauteur AH des deux antennes élémentaires, ces angles sont différents et le behind the aerial, a field resulting zero at the height of the transmitting antennas: V2 - V1 = O. On the other hand, at the height H2 of the receiving antenna 4, the radiation of each antenna makes an angle with the horizontal. Due to the difference in height AH of the two elementary antennas, these angles are different and the
champ résultant V2 - V1 ne sera pas nul. resulting field V2 - V1 will not be zero.
D'autre part, le rayonnement est également réfléchi sur la chaussée. On néglige l'effet Brewster qui peut toutefois être corrigé par l'invention. Pour les mêmes raisons que précédemment, la réflexion des deux rayonnements ne se fait pas au même endroit et les champs réfléchis, s'ils n'ont pas la même amplitude ne s'annulent donc pas. L'antenne réceptrice capte le On the other hand, the radiation is also reflected on the road. The Brewster effect is neglected, which can however be corrected by the invention. For the same reasons as above, the reflection of the two radiations is not done in the same place and the reflected fields, if they do not have the same amplitude, do not therefore cancel each other out. The receiving antenna receives the
champ réfléchi résultant et ceci perturbe la réception. resulting reflected field and this disturbs reception.
Sur la figure 2, on voit la composition des In Figure 2, we see the composition of
vecteurs champ dans le cas d'un système non corrigé. field vectors in the case of an uncorrected system.
L'antenne réceptrice 4 reçoit de l'antenne émettrice 1 un champ direct V1 (X1,Yl) et un champ réfléchi VR1 (X2, Y2); de l'antenne 2 un champ direct V2 (X3, Y3) et un champ réfléchi VR2 (X4, Y4). Y1 et Y3 sont voisins de O. La valeur du champ résultant est égale: R =ZX2 +iy2 Le but de l'invention est d'obtenir R = O. Le dispositif selon l'invention est représenté The receiving antenna 4 receives from the transmitting antenna 1 a direct field V1 (X1, Yl) and a reflected field VR1 (X2, Y2); from antenna 2 a direct field V2 (X3, Y3) and a reflected field VR2 (X4, Y4). Y1 and Y3 are close to O. The value of the resulting field is equal: R = ZX2 + iy2 The aim of the invention is to obtain R = O. The device according to the invention is shown
sur la figure 3.in figure 3.
Le signal de l'émetteur 5 est transmis au répartiteur de puissance variable 6 qui ajuste l'amplitude du signal pour chaque antenne de façon à obtenir un champ nul R 0 en une zone donnée à The signal from the transmitter 5 is transmitted to the variable power distributor 6 which adjusts the amplitude of the signal for each antenna so as to obtain a zero field R 0 in a given area at
l'arrière des antennes.the back of the antennas.
Comme le montre très schématiquement la figure 4, ce répartiteur de puissance est constitué de manière As shown very schematically in Figure 4, this power distributor is constituted so
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connue d'un cylindre comportant une ligne centrale known from a cylinder with a central line
couplée à deux lignes à couplage variable par rotation. coupled to two lines with variable coupling by rotation.
Les lignes mobiles sont excitées par une connexion ligne série ouverte pour réaliser un joint tournant sans contact. La rotation des deux lignes à couplage variable autour de la ligne centrale permet de répartir la puissance Chacune des sorties ajustées du répartiteur est reliée à une ligne ajustable de correction de phase 7 pour le signal de l'antenne 1 et 8 pour le signal de The mobile lines are excited by an open serial line connection to make a contactless rotating joint. The rotation of the two lines with variable coupling around the central line allows to distribute the power Each of the adjusted outputs of the distributor is connected to an adjustable phase correction line 7 for the signal of antenna 1 and 8 for the signal of
l'antenne 2.antenna 2.
Ainsi, dans une zone donnée, les différences de phase provenant des trajets différents des rayonnements, directs et réfléchis, et des variations de centre de phase d'une antenne à l'autre, sont compensées par les lignes ajustables 7 et 8. Par un réglage adéquat, on peut donc choisir la zone ou ces différences de phase sont compensées. Etant donné que les amplitudes des signaux ont été ajustées afin d'obtenir un champ nul en une zone donnée, on peut créer un champ nul dans une zone choisie. Dans l'exemple de réalisation, cette zone est la zone d'interférence entre le rayonnement arrière de l'émetteur et le rayonnement avant de l'émetteur précédent dans une chaîne de radiodiffusion linéaire isofréquence. sa @ouessLnd ap jnae.L3JiedaJ aL anb ao ua esLaa:aeJeo UOL4eoLpuaaJ eL UOPJLaSJLLsOdsL] - ' Lnu a1A9 Sc qLOp:ue4Lnsai dwe4p aL no sauua4uep adnoJ6 np ajaLpe auoz eL JauLWJ@e;p ap u Lje SaJLEuaWaLga sauualue sap aunoe4D ins ese4d ap uoL4DaGJJO ap =LLsodsLp un qa sauuaquep adnoJ6 np aJGLJJEiL e auLwJa9ap auoz aun suep Lnu 4ue-Lnsai dwe4 un jLuaeqo e aJaLuew 0ú ap saJLe4uaa La sauuaelue sap aun3eq4 Jed euuo eJ dweq4 np apn4LLdweL Ja4snCe,p Lueqsawaad aLqeLJeA a@uessLnd ep Jna -L:JedaJ un aosno ue a:Jodwo Lfnb aD ua L asLJa4eJeu 'p/y ap 4uaw@lLe:uozLJo 4 a Jfnasfne4 auLeJaOD aun,p:uameWLeDL4JGA SaaLeDep saJLeluaeWLa S sauua:ue,p aLdnoD un suLow nelp enfL:suooD sauuasuep U@LJee awa4sAs un 4ueqJodwoD 'anbLeîj: oL[peJ UOLSSLW aun,p luawauuo eJ ap JL4LsOdSL( - ' MU Z UOJLAuap 4sa aLdnoD un,p saJLeluaMaLa seuua4ue xnap aJ4ua LeDL4J9A @LLeAJ4ULL anb ao ua asLJa43eJe3 0 z T uOL:eoLpua^@J eL UOL@S apPooJd - z aLsLoqD auoz eL suep Lnu 1.LOS:ue: lnsaJ souuoAeJ dweqo aL enb uo6eP ap aouessLnd eL 4uessLsjedaJ ua seajLesuaumLa sauuaque sap sapn4LLdwe sel asLLe6a uo - 5 auLwJaqap eL6ue un snos Lo- LnLa3 ap anA qa sauua4uep adno.6 np ajaiLJe,[L e 9auLw@J494p euoz eun suep anueaqo;:os dweq3 np 0 inaLeA eL enb uo5eó aLL@I ap sa9JLteuaueL9 sauua4ue sep aunoe43 ap saseqd seL:ueqsnre ue Lnu aJ4 4,Op 4ueqLnsaJ 01 Thus, in a given area, the phase differences originating from the different paths of the radiation, direct and reflected, and variations in the phase center from one antenna to the other, are compensated by the adjustable lines 7 and 8. By a adequate setting, we can therefore choose the zone where these phase differences are compensated. Since the amplitudes of the signals have been adjusted in order to obtain a zero field in a given area, it is possible to create a zero field in a chosen area. In the exemplary embodiment, this zone is the zone of interference between the rear radiation of the transmitter and the front radiation of the preceding transmitter in an isofrequency linear broadcasting chain. its @ouessLnd ap jnae.L3JiedaJ aL anb ao ua esLaa: aeJeo UOL4eoLpuaaJ eL UOPJLaSJLLsOdsL] - 'Lnu a1A9 Sc qlop: ue4Lnsai dwe4p aL No. sauua4uep adnoJ6 np ajaLpe auoz eL JauLWJ @ e; p u ap LJE SaJLEuaWaLga sauualue sap aunoe4D ins ese4d ap uoL4DaGJJO p = q LLsodsLp a sauuaquep adnoJ6 np e aJGLJJEiL auLwJa9ap auoz aun suep Lnu 4UE-Lnsai dwe4 a jLuaeqo e aJaLuew 0R ap saJLe4uaa The sauuaelue sap aun3eq4 Jed euuo eJ dweq4 apn4LLdweL Ja4snCe np, p Lueqsawaad aLqeLJeA has uessLnd @ ep Jna -L: JedaJ un aosno ue a: Jodwo Lfnb aD ua L asLJa4eJeu 'p / y ap 4uaw @ lLe: uozLJo 4 a Jfnasfne4 auLeJaOD aun, p: uameWLeDL4JGA SaaLeDep saJLeluaeWLa p sauuu uu pau awa4sAs un 4ueqJodwoD 'anbLeîj: oL [peJ UOLSSLW aun, p luawauuo eJ ap JL4LsOdSL (-' MU Z UOJLAuap 4sa aLdnoD un, p saJLeluaMaLa seuua4ue xnap aJ4a LeULAJU4AU3A4AJAQYYYYY @S apPooJd - z aLsLoqD auoz eL suep Lnu 1.LOS: eu: lnsaJ souuoAeJ dweqo aL enb uo6eP ap aouessLnd eL 4u essLsjedaJ ua seajLesuaumLa sauuaque sap sapn4LLdwe sel asLLe6a uo - 5 auLwJaqap eL6ue un snos Lo- LnLa3 ap anA qa sauua4uep adno. I ap sa9JLteuaueL9 sauua4ue sep aunoe43 ap saseqd seL: ueqsnre ue Lnu aJ4 4, Op 4ueqLnsaJ 01
dwe4q aL no 4LoJpuaL auuoL-4:L9as uo - dwe4q aL no 4LoJpuaL auuoL-4: L9as uo -
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constitué par un volume conducteur de longueur égale à À/4, d'une ligne fixe et de deux lignes mobiles se déplaçant par rapport à la précédente de manière à augmenter le niveau de l'antenne basse et à réduire celui de l'antenne haute. 5. - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de correction de constituted by a conductive volume of length equal to A / 4, of a fixed line and of two mobile lines moving with respect to the previous one so as to increase the level of the low antenna and to reduce that of the high antenna . 5. - Device according to claim 3, characterized in that the device for correcting
phase est constitué d'une ligne ajustable. phase consists of an adjustable line.
6. - Application du procédé selon la revendication i à une chaîne d'émetteurs isofréquences 6. - Application of the method according to claim i to a chain of isofrequency transmitters
le long d'une voie de circulation.along a traffic lane.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| FR9607603A FR2750257B1 (en) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | RADIATION METHOD AND DEVICE WITH HIGH DIRECTED FORWARD / REAR RATIO |
| DE69731582T DE69731582D1 (en) | 1996-06-19 | 1997-06-16 | Method and device for reducing retroreflection and radiation below the horizon in a group antenna |
| EP19970401351 EP0814537B1 (en) | 1996-06-19 | 1997-06-16 | Method and device with lower backwards and under horizon radiations in a group of antennas |
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|---|---|---|---|
| FR9607603A FR2750257B1 (en) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | RADIATION METHOD AND DEVICE WITH HIGH DIRECTED FORWARD / REAR RATIO |
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|---|---|
| FR2750257A1 true FR2750257A1 (en) | 1997-12-26 |
| FR2750257B1 FR2750257B1 (en) | 1998-08-21 |
Family
ID=9493195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (3)
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4196436A (en) * | 1978-11-14 | 1980-04-01 | Ford Motor Company | Differential backlobe antenna array |
| US4423392A (en) * | 1981-11-30 | 1983-12-27 | Wolfson Ronald I | Dual-mode stripline antenna feed performing multiple angularly separated beams in space |
| EP0370915A1 (en) * | 1988-11-23 | 1990-05-30 | Compagnie Financiere Et Industrielle Des Autoroutes | Device and system for isofrequencial broadcasting with reduced interfrequencies |
| US5107273A (en) * | 1981-05-11 | 1992-04-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Adaptive steerable null antenna processor with null indicator |
-
1996
- 1996-06-19 FR FR9607603A patent/FR2750257B1/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-06-16 DE DE69731582T patent/DE69731582D1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-16 EP EP19970401351 patent/EP0814537B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0370915A1 (en) * | 1988-11-23 | 1990-05-30 | Compagnie Financiere Et Industrielle Des Autoroutes | Device and system for isofrequencial broadcasting with reduced interfrequencies |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69731582D1 (en) | 2004-12-23 |
| FR2750257B1 (en) | 1998-08-21 |
| EP0814537A1 (en) | 1997-12-29 |
| EP0814537B1 (en) | 2004-11-17 |
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