FR2750782A1

FR2750782A1 - DEVICE FOR DETECTING TYPE INTRUSIONS USING RADIANT CABLES

Info

Publication number: FR2750782A1
Application number: FR9608283A
Authority: FR
Inventors: Gerard Collignon
Original assignee: AMP C3C
Current assignee: AMP C3C
Priority date: 1996-07-03
Filing date: 1996-07-03
Publication date: 1998-01-09
Anticipated expiration: 2016-07-03
Also published as: EP0817146A1; DE69711123D1; EP0817146B1; FR2750782B1

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).The subject of the invention is a device for the detection of intrusions of the type using radiating cables arranged overhead. The device comprises a transmitter connected by a coaxial cable (4) to a first transmission line (3) of the device, and a receiver connected by a coaxial cable (5) to a second transmission line (1) of the device, as well as 'a computer connected to the transmitter and to the receiver to analyze the results of the signals detected. The cables consist of at least two metal tubes (1, 3) arranged parallel to one another and forming with a third electrical conductor (2) connected to the ground of the cables (4, 5) the two transmission lines coupled of the device, which are charged at their free end to their characteristic impedance (6-7).

Description

La présente invention a pour objet un dispositif pour la détectionThe present invention relates to a device for the detection

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 intrusions, of the type using radiating cables, arranged in air, distant from each other from about a few tens of centimeters to a few meters and extending parallel to one another along the zone to monitor. The device uses a known principle operating in transmission-reception at a suitable frequency of a few tens of megahertz emitting an intrusion detection signal when, under the effect of an intrusion, the electromagnetic field outside and at the vicinity of the cables is disturbed. The device is of the type comprising an emitter 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 as a calculator connected to the transmitter and to the receiver to analyze the results of the detected signals and thus to indicate the appearance of an intrusion

et de la localiser.and locate it.

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 entraîne un surcoût important dû aux travaux de génie civil qu'il faut The Applicant has already described an installation for the detection of intrusions operating according to the general principle described above and using radiating cables embedded in the ground, in order to limit and try to eliminate the problems related to the false alarms generated when the installation operates overhead, at parasitic variations of the environment, such as modification of humidity, arrival of water on the ground or in the basement, etc. The disadvantage of this type of underground cable detection facilities is that it entails a significant additional cost due to the civil engineering work that is required

effectuer, parfois sur de très grandes longueurs. perform, sometimes on very long lengths.

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 The object of the invention is to provide a device of the airborne detector fence type, operating according to a neighboring principle and providing a higher detection volume, circumscribed in a well-defined region close to the fence, allowing a much lower installation cost. that of buried versions, with good reliability and elimination of parasitic alarms such as those due to the sway of the foliage of a tree located outside the perimeter of intrusions

mais à proximité de lui.but close to him.

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 The device according to the invention, of the general type described above, is characterized in that the detection cables are constituted by at least two metal tubes arranged parallel to one another and forming, with a third electrical conductor, connected to the ground of the coaxial power supply / reception cables of the device, the two coupled transmission lines of the device, which are charged at their free end to their impedance

caractéristique.feature.

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 In one embodiment, the third electrical conductor is constituted by a third metal tube disposed between the other two. In another embodiment, the third electrical conductor is constituted by a mesh or equivalent metal plane disposed on one side of the two tubes respectively connected to the transmitter and the receiver; in this case, the device operates being able to detect only the intrusions occurring on one side of the mesh or metal plane in question, such an installation being particularly suitable when it is a delimiting fence with a

lieu public ou de passage tel par exemple qu'une route. public place or passage such as a road.

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 On a structure with two or more overhead cables, the end reflection may cause a strong standing wave regime to occur which prevents detection periodically along the line for all half-wavelengths and prevents a location of the position of the intrusion. To avoid this operation at high standing wave regime, it is known to load the end of the transmission lines by means of impedances; in this case, to locate the intrusion, it is necessary to work successively at different frequencies, and according to the known method of the synthetic pulse radar, it is possible to determine the position of the intrusion by means of a calculation of

transformée de Fourrier.Fourier transform.

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 The invention uses these principles in a practical way, by forming the detection cables in the form of two metal tubes suitably coupled with a third conductor connected to ground

des câbles coaxiaux d'alimentation/réception. coaxial power / reception cables.

L'invention et sa mise en oeuvreThe invention and its implementation

apparaîtront plus clairement à l'aide de la description will appear more clearly with the 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 which follows, made with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 shows schematically how can be achieved a fence for the detection

des intrusions conformément à l'invention. intrusions according to the invention.

La figure 2 est une vue semblable à celle Figure 2 is a view similar to that

de la figure 1 relativement à une variante. of Figure 1 relative to a variant.

La figure 3 est un schéma montrant les connections entre la clôture et le dispositif Figure 3 is a diagram showing the connections between the fence and the device

permettant la localisation des intrusions. allowing the location of 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 Referring firstly to FIG. 1, a fence has been shown allowing the detection of intrusions, consisting essentially of three metal tubes referenced 1, 2 and 3, supported by support posts referenced 8. The support posts are advantageously made of an insulating dielectric material, such as for example a glass-resin composite. The metal conductive tubes 1 and 3 are respectively connected by the coaxial conductors 4 and 5 to the emitter E and the receiver R of the device (FIG. 3). The mass of the coaxial cables, in other words their outer sheath, is connected to the third central conductor referenced 2 in the drawing. The metal tubes 1 and 3 which constitute with the central conductor 2 the two coupled transmission lines of the device, are loaded at their free end on

leur impédance caractéristique, respectivement 6 et 7. their characteristic impedance, respectively 6 and 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 In one embodiment, the three conductors may consist of metal tubes with a diameter of about 40 mm and are respectively located at 0.5 m, 1.25 m and 2 m from the ground. The support posts are arranged every 2 to 3 m. Of course, the length of the tubes 1, 2 and 3 corresponds to the length of the

périmètre à surveiller.perimeter to be monitored.

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 With regard to the value of the characteristic impedance of the resistors 6 and 7 which must equip the device, the technique teaches that these resistances are given by the formula: R = 276 log (2 D / d), if we call D the distance between the two lines 1 and 3, and d the diameter of the tubes 1 and 3 (which have the same diameter). In the case considered, these formulas lead to values of the neighboring resistors 6 and 7

de 400 Ohms.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 In the example illustrated in FIG. 1, the detection volume has a section of shape close to an ellipse having a width of the order of 3 to 4 m (ie on each side of the fence of the order of 1 , 50 to 2 m), and a height of the order of 2.5 to 3 m. The monitored volume is well delimited all around

cette clôture.this fence.

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 In the embodiment illustrated in FIG. 2, the conductive tube 2 has been replaced by a metal plane or grid 12 connected to the ground of the cables.

coaxiaux d'alimentation 4 et 5.coaxial feed 4 and 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 ou 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 As in the embodiment of FIG. 1, each of the transmission lines is charged by its characteristic impedance 16, 17, which in this case can be calculated by the approximate formula: R = 138 log (4 D / d) where D is the distance between the tubes 1 and 3, and d is the diameter of these tubes. In the case where metal conductors consisting of 40 mm diameter tubes, placed respectively at approximately 0.5 m and 2 m from the ground, are used, an approximate value of the resistances equal to the characteristic impedance of this installation can be calculated.

voisine de 200 Ohms.close to 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 The tubes 1 and 3 can be maintained at a distance of, for example, approximately 100 mm from the plane of the grid 12, by means of suitable dielectric supports, arranged every 2 to 3 m, for example

tels que référencés en 9.as referenced in 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, In this embodiment, the detection is delimited at the one side of the screen that carries the tubes, and the detection volume is of a height of the order of 2.5 to 3 m, over a width of 1.5 to 2 m,

au-delà du plan du grillage métallique. beyond the plane of the wire mesh.

En relation avec la figure 3, on expliquera In relation with Figure 3, we will explain

rapidement le fonctionnement du système. quickly the operation of the system.

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 As for sensor cables, the detection is obtained by measuring and analyzing the transmission coefficient obtained between the two coupled lines 1 and 3 (in cooperation with the transmission line).

masse 2 ou 12).mass 2 or 12).

La fréquence de fonctionnement estThe operating frequency is

habituellement de quelques dizaines à 100 MHz. usually from a few tens to 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 sinusoidales 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 The location of the intrusion along the line can be obtained by means of successive measurements at several frequencies, a Fourier transform calculation making it possible to obtain a temporal pulse whose delay gives the position of the intrusion, according to the method known from the synthetic pulse radar. The modifications of the signals detected between the emitter E and the receiver R are sent to the calculator C which makes the measurements and thus indicates whether an intrusion occurs, the location being made by comparison of successive measurements, for example of sinusoidal frequencies emitted between 60 and 70 MHz, depending on the length of the sections and the desired accuracy of the location. The phase and amplitude of the signals received at the receiver are analyzed, sent to the computer, which at its

tour pilote l'émetteur et acquiert les résultats. tower driver the transmitter and acquires the results.

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 Of course, the invention is not limited to the embodiments illustrated and described. In particular, the diameter of the tubes used, as well as the working frequencies can be modified according to

les besoins.needs.

Pour des dispositifs de détection d'intrusions, plus particulièrement humaine, on placera For intrusion detection devices, especially human, we will place

avantageusement les lignes de transmission les unes au- advantageously the transmission lines to each other

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 above the others by distributing them above the ground at intervals for example of the order of 40 cm to 1 m. The diameter of the metal tubes for reasons of economy of manufacture will advantageously be a few tens of millimeters, the example of 40 mm

donné n'étant bien entendu nullement limitatif. given being of course in no way limiting.

Claims

1.- Device for the detection of intrusions of the type using radiating cables disposed overhead, distant from each other from about a few tens of centimeters to a few meters, extending parallel to each other along the area to be monitored, the device operating in transmission-reception under a suitable frequency of a few tens of megahertz, emitting an intrusion detection signal when under the effect of an intrusion, the electromagnetic field outside and in the vicinity of the cables is disturbed, said device comprising a transmitter (E) connected by a coaxial cable (4) to a first transmission line (3) of the device, and a receiver (R) connected by a coaxial cable (5) a second transmission line (1) of the device, and a computer (C) connected to the transmitter (E) and the receiver (R) for analyzing the results of the detected signals, said device being characterized in that said c detection cables are constituted by at least two metal tubes (1, 3) arranged parallel to one another and forming with a third electrical conductor (2, 12) connected to the ground of the coaxial cables (4, 5) supply / reception of the device, the two coupled transmission lines of the device, which are loaded at their free end on their impedance

characteristic (6 - 7, 16 - 17).

2.- Device according to claim 1, characterized in that the third electrical conductor is constituted by a third tube

metal (2) disposed between the two others.

3.- Device according to claim 1, characterized in that the third electrical conductor is constituted by a mesh or equivalent metal plane (12) disposed on one side of the two tubes (3, 1) respectively connected to the transmitter (E ) and

to the receiver (R).

4.- Device according to any one of

preceding claims, characterized in that the

metal tubes (1, 2, 3) have diameters of

the order of a few tens of millimeters.

5.- Device according to claim 4, characterized in that the metal tubes have

diameters of the order of 40 mm.

6.- Device according to any one of

claims 1, 2, 4 or 5, characterized in that

comprises, for supporting the metal tubes (1, 2, 3), posts (8) made of a material

dielectric such as glass-resin.

7.- Device according to any one of

claims 1, 4 or 5 taken in combination with the

claim 3, characterized in that it comprises for supporting the metal tubes (1, 3) spacers

(9) fixed to the plane or wire mesh (12).

8.- Device according to any one of

preceding claims, characterized in that the

transmission lines (1, 3) are placed one above the other

above the others by being distributed above the ground at

intervals for example of the order of 40 cm to 1 m.