FR2859561A1 - Capteur combine - Google Patents

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Michinori Noguchi
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Abstract

L'invention concerne un capteur combiné (1) comprenant un capteur hyperfréquence (3) et un capteur infrarouge (4), dans lequel la différence de fréquence de deux ondes hyperfréquence transmises par le capteur hyperfréquence (3) est définie de façon que la différence de phase entre des signaux à fréquence intermédiaire reçus par le capteur (3) soit approximativement égale à 180° lorsqu'un objet est présent au niveau de la distance intermédiaire entre la distance de détection maximale à l'intérieur de la zone de détection cible et la distance de détection maximale dans le cas d'une déviation de la zone de détection, imputable à une erreur de montage du capteur infrarouge (4).

Description

La présente invention concerne un capteur combiné pourvu d'un capteur
hyperfréquence (ci-après appelé "capteur MW", qui est un capteur actif utilisant une
onde électromagnétique basse fréquence au lieu d'un rayonnement visible, et d'un capteur infrarouge (capteur infrarouge passif, par exemple, ciaprès appelé " capteur PIR").
On connaît un capteur combiné destiné à être utilisé dans un système de détection d'intrus (système anti-effraction), comme celui décrit, par exemple, dans la demande de brevet japonais publiée avant examen sous le n 11-39574. Ce type de capteur combiné comporte un capteur MW conçu pour émettre des ondes hyperfréquence en direction d'une zone de détection, pour recevoir les ondes réfléchies par un corps humain et pour détecter un intrus grâce à l'effet Doppler, et un capteur PIR conçu pour recevoir un rayonnement infrarouge émanant d'un corps humain présent dans la zone de détection et pour détecter l'intrus à partir de la différence entre la température du corps humain et la température ambiante. Le capteur combiné supplée aux faiblesses des deux capteurs et offre une plus grande fiabilité en matière de fausses alarmes en superposant les zones de détection des capteurs MW et PIR et en soumettant à une opération ET leurs comptages de détection. Une fausse alarme due à un onde radio extérieure pour le capteur MW et une fausse alarme due à la lumière du soleil pour le capteur PIR font partie des faiblesses des deux capteurs.
Dans ce type de capteur combiné, la portée du faisceau du capteur PIR (la plage dans laquelle le rayonnement infrarouge émanant d'un corps humain peut être reçu) est définie sur le sol près du bord extérieur de la zone de détection, pour ainsi établir une distinction entre une zone de détection et une zone de non-détection. C'est la raison pour laquelle, même lorsqu'un objet de grande taille (camion ou train) passe devant le capteur combiné et que l'objet est détecté par le capteur MW (le capteur MW émet une alarme), le capteur combiné peut être réglé pour ne pas détecter l'objet (pour ne pas émettre d'alarme) quand l'objet est situé en dehors de la zone de détection définie par le capteur PIR, c'est-à- dire en dehors de la portée du faisceau.
En effet, étant donné que la zone de détection du capteur combiné mentionné ci-dessus est déterminée par la portée du faisceau du capteur PIR, il peut s'avérer impossible de régler la position du faisceau au sol près du bord extérieur de la zone de détection cible en cas d'erreur de montage du capteur combiné (erreur d'angle de montage). Ainsi, si la position du faisceau n'est pas définie au sol près du bord extérieur de la zone de détection cible, la zone de détection du capteur combiné peut dévier considérablement par rapport à la zone de détection cible. La figure 7 représente une déviation de la zone de détection (position du faisceau) par suite d'une erreur de montage d'un capteur 70 monté sur le mur d'une habitation ou d'un autre local. Supposons, par exemple, que l'on souhaite régler la zone de détection d'objet (zone de détection cible) sur un point situé à une distance allant jusqu'à 30 m. Tant que l'angle de montage du capteur combiné est correct, la position du faisceau est réglée au sol au niveau du point situé à 30 m (point I sur la figure). En revanche, si le capteur est monté en étant trop pointé vers le bas par rapport à l'angle de montage correct, la zone de détection d'objet est plus courte que la distance de 30 m définie par le point (ce qui est représenté par la 2859561 3 ligne en traits longs et courts alternés sur la figure). Inversement, si le capteur est monté en étant trop pointé vers le haut par rapport à l'angle de montage correct, la zone de détection d'objet est plus longue que la distance de 30 m définie par le point (ce qui est représenté par la ligne en traits longs et doubles traits courts alternés sur la figure).
Le Tableau 1 ci-après représente, à titre d'exemple, la relation entre une erreur d'angle de montage du capteur combiné sur la surface d'un mur et la distance jusqu'au bord extérieur de la zone de détection (distance de détection maximale) par suite de l'erreur. En supposant que la hauteur de montage du capteur combiné soit de 3 m, que la zone de détection cible s'étende jusqu'au point situé à 30 m et que l'angle de montage approprié du capteur combiné soit de 84,3 , le Tableau 1 montre les effets résultant d'une erreur d'angle de montage de 3% (le signe positif s'appliquant à une erreur d'orientation vers le haut) du capteur combiné (erreur maximale). Cette erreur d'angle de montage peut non seulement se produire lors du montage du capteur combiné, mais peut également résulter d'une variation dans le temps.
Tableau 1
Angle (deg) Distance de détection maxi (m) 81,3 (-3) 19,6 82,3 (-2) 22,2 83,3 (-1) 25,5 84,3 (0) 30 85,3 (+1) 36,5 86,3 (+2) 46,3 87,3 (+3) 63,6 2859561 4 Comme cela ressort du Tableau 1, une erreur de - 3 (pointage vers le bas) de l'angle de montage du capteur combiné entraîne une différence de seulement 10 m environ par rapport à la zone de détection cible, tandis qu'une erreur de +3 (pointage vers le haut) de l'angle de montage du capteur combiné entraîne une différence pouvant aller jusqu'à environ 33 m par rapport à la zone de détection cible. Cela signifie qu'en dépit de l'intention initiale de ne réaliser une détection d'objet que jusqu'au point situé à une distance de 30 m, les objets présents dans la zone s'étendant jusqu'à une distance d'environ 63 m sont soumis à une détection du fait de l'erreur d'angle de montage. Autrement dit, le capteur combiné émet une fausse alarme si un objet est présent dans la zone située à une distance allant jusqu'à environ 63 m, c'est-à- dire au-delà du point situé à 30 m. C'est la raison pour laquelle des perfectionnements supplémentaires sont nécessaires pour accroître la fiabilité du capteur.
La présente invention a été développée à la lumière de ce qui précède et a précisément pour but de proposer un capteur combiné pourvu de capteurs MW et infrarouge, capable de détecter des objets uniquement à l'intérieur d'une zone de détection voulue, même en cas d'erreur de l'angle de montage du capteur.
Pour atteindre le but ci-dessus, la présente invention propose un capteur combiné constitué d'un capteur hyperfréquence à deux fréquences et d'un capteur infrarouge, et capable d'éviter une fausse alarme même dans le cas d'une déviation de la zone de détection du capteur infrarouge, due à une erreur de montage entre autres, grâce à la définition appropriée d'une différence de fréquence entre les deux ondes hyperfréquence émises par le capteur hyperfréquence.
2859561 5 Plus précisément, la présente invention concerne un capteur combiné caractérisé en ce qu'il comprend: un capteur hyperfréquence qui transmet deux ondes hyperfréquence ayant des fréquences différentes, qui reçoit, dans le cas de la présence d'un objet dans la direction de transmission des ondes hyperfréquence, des ondes hyperfréquence respectives réfléchies par l'objet et qui détecte l'objet à partir d'une différence de phase entre des signaux à fréquence intermédiaire après mélange des ondes réfléchies et transmises; et un capteur infrarouge qui reçoit un rayonnement infrarouge émanant d'un objet présent dans la zone de détection et qui détecte l'objet, une alarme étant émise si un objet est détecté par les deux capteurs, et en ce que la différence de fréquence des deux ondes hyperfréquence transmises par le capteur hyperfréquence est définie de façon que la différence de phase entre les signaux à fréquence intermédiaire soit approximativement égale à 180 dans le cas de la présence d'un objet au niveau de la distance intermédiaire entre la distance de détection maximale dans la zone de détection cible ou la zone prédéterminée de détection d'objet, et la distance de détection maximale dans le cas d'une déviation de la zone de détection, imputable à une erreur de montage du capteur infrarouge.
Les capteurs MW à deux fréquences comportent généralement une "erreur due à un repliement du spectre". L'"erreur due à un repliement du spectre" est une erreur qui se produit au niveau du point de différence de phase de 180 (it) sur la ligne montrant la relation entre une différence de phase entre des signaux à fréquence intermédiaire et une distance par rapport à l'objet, comme cela est visible sur la 2859561 6 figure 8. Si la distance par rapport à l'objet est déterminée uniquement en fonction de la différence de phase entre les deux signaux à fréquence intermédiaire, deux points sont obtenus pour la distance par rapport à l'objet repéré grâce à la différence de phase détectée entre les signaux à fréquence intermédiaire. Sur la figure 8, par exemple, si la différence de phase entre les deux signaux à fréquence intermédiaire est de 90 (n/2) , deux points I et II sur la figure sont obtenus pour la distance par rapport à l'objet.
Pour remédier à ce problème, la présente invention propose donc que la différence de fréquence entre les deux ondes hyperfréquence transmises par le capteur hyperfréquence soit telle que la différence de phase entre les signaux à fréquence intermédiaire soit approximativement de 180 , dans le cas de la présence d'un objet au niveau de la position correspondant à la distance intermédiaire (distance intermédiaire entre la distance de détection maximale à l'intérieur de la zone de détection cible et la distance de détection maximale, dans le cas d'une déviation de la zone de détection, imputable à une erreur de montage du capteur infrarouge).
Ainsi, même si une différence de phase entre les signaux à fréquence intermédiaire, c'est-à-dire la différence de phase résultant de la détection d'un objet au niveau d'une distance supérieure à la distance de détection maximale (distance de détection maximale à l'intérieur de la zone de détection définie dans le cas de l'erreur de montage maximale du capteur infrarouge), est obtenue comme signal de réception (même si la différence de phase obtenue comme signal de réception est la même que celle obtenue dans le cas de la présence d'un objet au niveau d'une distance proche) dans le cas d'une déviation de la zone de détection, 2859561 7 imputable à une erreur de montage du capteur infrarouge, c'està-dire la zone située en dehors de la zone de détection du capteur infrarouge (zone de détection résultant de l'erreur de montage), le capteur infrarouge ne détecte pas l'objet (n'émet pas d'alarme), pour ainsi empêcher le capteur combiné de détecter l'objet. La présente invention est caractérisée en ce que la différence de fréquence entre les deux ondes hyperfréquence transmises par le capteur hyperfréquence est définie de manière à donner lieu à la situation ci-dessus.
En d'autres termes, si le capteur infrarouge émet une alarme dans le cas d'une différence de phase entre les signaux à fréquence intermédiaire inférieure à celle qui résulterait de la présence d'un objet au niveau d'une distance supérieure à la distance de détection maximale dans le cas d'une déviation de la zone de détection, imputable à une erreur de montage du capteur infrarouge, il est possible de conclure que la différence de phase résulte du fait qu'un objet est présent à l'intérieur de la zone de détection cible, c'est-à-dire de la zone prédéterminée de détection d'objet (zone de détection définie en l'absence d'une erreur de montage du capteur infrarouge).
Une description spécifique va être donnée ci-après en référence à la figure 5. Par exemple, si la différence de phase entre les signaux à fréquence intermédiaire est de 90 (it/2) deux points (a,(3 sur la figure) sont obtenus pour la distance par rapport à l'objet compte tenu de l'"erreur due à un repliement du spectre" mentionnée ci-dessus. Cependant, pour remédier à ce problème conformément à la présente invention, une différence de fréquence est définie entre les deux ondes hyperfréquence, pour ainsi éviter d'avoir à prendre en compte la différence de phase entre les 2859561 8 signaux à fréquence intermédiaire (différence de phase résultant de l'existence d'un objet au niveau d'une position (3) lorsqu'un objet est situé à une distance supérieure à la distance de détection maximale (distance Rpir2 sur la figure) dans le cas d'une déviation de la zone de détection, imputable à une erreur de montage du capteur infrarouge. La raison en est que le capteur infrarouge n'émet pas d'alarme dans ce cas (un objet au niveau de cette position n'est pas détecté par le capteur infrarouge même dans le cas d'une erreur de montage maximale du capteur infrarouge). Cela signifie qu'il n'est plus nécessaire de prendre en compte la différence de phase entre les signaux à fréquence intermédiaire résultant de la présence d'un objet dans la zone conceptuelle hachurée de la figure 5. Par conséquent, s'il existe une telle différence de phase et si le capteur infrarouge détecte un objet (émet une alarme), il est possible de conclure que la distance par rapport à l'objet est a sur la figure (c'est-à-dire qu'il s'agit d'un objet situé à l'intérieur de la zone de détection cible initiale (dans la limite d'une distance Rpir sur la figure)).
Ainsi, le capteur combiné de la présente invention assure une détection précise d'objets uniquement à l'intérieur de la zone de détection souhaitée, même dans le cas d'une erreur de l'angle de montage du capteur infrarouge, sans être affecté par une "erreur due à un repliement du spectre", qui constitue l'inconvénient du capteur hyperfréquence.
La configuration suivante constitue une configuration préférée compte tenu d'un certain degré d'erreur (erreur de différence de fréquence entre des ondes hyperfréquence et de différence de phase entre des signaux à fréquence intermédiaire). Plus précisément, selon une caractéristique particulière de 2859561 9 l'invention, la différence de fréquence de deux ondes hyperfréquence transmises par le capteur hyperfréquence est de préférence définie pour être inférieure à la valeur résultant d'une différence de phase de 180 entre des signaux de fréquence intermédiaire, dans le cas de la présence d'un objet à la distance intermédiaire entre la distance de détection maximale à l'intérieur de la zone de détection cible ou zone prédéterminée de détection d'objet, et la distance de détection maximale, dans le cas d'une déviation de la zone de détection, imputable à une erreur de montage du capteur infrarouge.
Conformément à cette configuration, l'effet susmentionné peut être obtenu de manière fiable même en cas d'erreur. La figure 6 représente une ligne symbolisant la relation entre une différence de phase entre des signaux à fréquence intermédiaire et une distance par rapport à un objet, lorsque les moyens proposés par la présente invention pour remédier au problème sont utilisés. Comme cela ressort de la figure, une extension de la zone conceptuelle permet un chevauchement de la différence de phase entre des signaux à fréquence intermédiaire résultant de la présence d'un objet à l'intérieur de la zone de détection cible initiale (zone allant jusqu'à la distance Rpir sur la figure) et de la différence de phase résultant de la présence d'un objet à l'intérieur de la zone conceptuelle, pour ainsi assurer une détection d'objets uniquement dans la zone de détection voulue.
Le capteur combiné comportant les capteurs MW et infrarouge selon la présente invention est capable d'éviter une fausse alarme même dans le cas d'une déviation de la zone de détection du capteur infrarouge, due à une erreur de montage de celui-ci, ou 2859561 10 à une autre cause, grâce à un réglage approprié d'une différence de fréquence entre deux ondes hyperfréquence émises par le capteur objets présents dans peuvent être détectés accroître la fiabilité du Ce qui précède, caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortira plus clairement de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1(a) est une vue frontale d'une unité de détection anti-effraction selon la présente invention, et la figure 1(b) est une vue en coupe réalisée suivant la ligne B-B de la figure 1(a); la figure 2(a) est une vue latérale montrant l'état dans lequel l'unité de détection anti-effraction selon la présente invention est installée, et la figure 2(b) est une vue en plan de l'unité de détection antieffraction; la figure 3 est un schéma fonctionnel montrant la configuration d'un système anti-effraction selon la présente invention; la figure 4 est un schéma de circuit d'un capteur MW selon la présente invention; la figure 5 montre la relation entre une différence de phase entre des signaux à fréquence intermédiaire et une distance par rapport à un objet, selon la présente invention; la figure 6 est un schéma correspondant à celui de la figure 5, proposé à titre de variante; la figure 7 est une vue destinée à expliquer une déviation d'une zone de détection par suite d'une erreur de montage d'un capteur combiné; et Par conséquent, seuls les zone de détection voulue MW. la avec précision, pour ainsi capteur.
ainsi que d'autres buts, 2859561 11 la figure 8 est une vue destinée à expliquer une "erreur due à un repliement du spectre".
Un mode de réalisation préféré de la présente invention va maintenant être décrit en référence aux dessins annexés. Dans ce mode de réalisation, un capteur combiné selon la présente invention est utilisé pour un système anti-effraction. Dans un premier temps, la description va porter sur la configuration générale du système anti-effraction.
La figure 1 représente une unité de détection antieffraction 1 sous la forme d'un capteur combiné utilisé dans un système anti-effraction selon la présente invention. La figure 1(a) est une vue frontale de l'unité de détection anti-effraction 1, tandis que la figure 1(b) est une vue en coupe réalisée suivant la ligne B-B de la figure 1(a). L'unité de détection antieffraction 1 comporte, logés dans un boîtier 2, un capteur hyperfréquence (MW) 3 et un capteur infrarouge passif (PIR) 4, l'avant du boîtier 2 étant recouvert d'un couvercle 5 laissant passer les ondes hyperfréquence, et une lentille de Fresnel 6 étant formée devant le capteur PIR 4.
La figure 2 représente, en vue de côté pour la figure 2(a) et en vue en plan pour la figure 2(b), la relation entre la position d'installation de l'unité et les zones de détection du capteur MW 3 et du capteur PIR 4, lorsque l'unité de détection anti-effraction 1 est installée, par exemple, sur le mur extérieur d'une habitation. Sur la figure 2, l'unité de détection anti- effraction 1 est installée sur une partie supérieure d'une surface murale W formant le mur extérieur de l'habitation. Une zone de détection A indiquée par des lignes en trait mixte représente une zone d'émission d'ondes hyperfréquence du capteur MW 3. D'autre part, des zones de détection hachurées B représentent des 2859561 12 zones de détection du capteur PIR 4. Les zones de détection B sont définies de manière à couvrir les environs de l'habitation par plusieurs faisceaux à l'aide de la lentille de Fresnel 6. Lorsque l'unité de détection anti-effraction 1 est installée correctement (sans aucune erreur d'angle de montage) sur la surface murale W, la zone de détection A du capteur MW 3 et les zones de détection B du capteur PIR 4 sont superposées les unes aux autres.
La figure 3 représente un schéma fonctionnel de la configuration d'un système anti-effraction équipé de l'unité de détection anti-effraction 1. Comme on peut le voir sur la figure 3, un signal de détection de corps humain m détecté par le capteur MW 3 est fourni en entrée à un premier circuit de détection 82 du système anti-effraction. D'autre part, un signal de détection de corps humain p détecté par le capteur PIR 4 est fourni en entrée à un second circuit de détection 84.
Lorsque chacun des signaux de détection de corps humain m et p est supérieur à sa valeur de seuil donnée, des signaux de détection dl et d2 sont délivrés en sortie individuellement à un circuit de détermination 85 par les circuits de détection 82 et 84. Plus précisément, le premier circuit de détection 82 sert à détecter la présence/l'absence d'un intrus à partir du signal de détection de corps humain m. Le premier circuit de détection 82 délivre en sortie le signal de détection dl au circuit de détermination 85, lorsque le niveau du signal de détection de corps humain m est supérieur à la valeur de seuil de celui-ci. D'autre part, le second circuit de détection 84 sert à détecter la présence/l'absence d'un intrus à partir du signal de détection de corps humain p. Le second circuit de détection 84 délivre en sortie le signal de détection d2 au circuit de détermination 85, lorsque le niveau du signal de détection de corps humain p est supérieur à la valeur de seuil de celui-ci.
Le circuit de détermination 85 effectue un calcul sur chacun des signaux de détection dl et d2 reçus en entrée pendant une période de temps prédéterminée et délivre en sortie un signal d'alarme S en déterminant la présence d'un intrus si le résultat du calcul se situe dans les limites d'une valeur donnée déterminée sur la base de données de mesure. Ceci permet d'alerter une société de surveillance par l'intermédiaire d'un dispositif de commande centralisé du système de l'invention.
Le capteur MW 3 caractéristique de la présente invention va maintenant être décrit en détail. La figure 4 représente un schéma de circuit du capteur MW 3 selon la présente invention. Comme cela est visible sur la figure, le capteur MW 3 comporte un module radiofréquence (RF) 31 et une unité de traitement de signaux 32.
Le module RF 31 comporte un oscillateur 31a destiné à générer des ondes hyperfréquence, un modulateur 31b destiné à modifier les fréquences des ondes hyperfréquence générées par l'oscillateur 31a, une antenne émettrice 31c pour émettre les ondes hyperfréquence générées par l'oscillateur 31a en direction de la zone de détection, une antenne réceptrice 31d pour recevoir les ondes hyperfréquence réfléchies par un objet, tel qu'un corps humain, et un mélangeur 31e destiné à mélanger les ondes hyperfréquence reçues et la forme d'onde de tension de l'oscillateur 31a et à délivrer en sortie les signaux résultants. Plus précisément, dans le cas de la présence d'un corps humain, par exemple, dans la zone 2859561 14 de détection, les ondes hyperfréquence émises à partir de l'antenne émettrice 31c en direction de la zone de détection sont réfléchies, et les ondes réfléchies par le corps humain, par exemple, subissent une modulation de fréquence due à l'effet Doppler et sont reçues par l'antenne réceptrice 31d. Les ondes réfléchies reçues sont tout d'abord mélangées avec la forme d'onde de tension de l'oscillateur 31a, puis délivrées en sortie par le module RF 31 sous la,forme de signaux de sortie à fréquence intermédiaire (IFoutO) à l'unité de traitement de signaux 32.
D'autre part, l'unité de traitement de signaux 32 est équipée de première et seconde lignes de sortie L1 et L2, c'est-à-dire une pour chacune des fréquences individuelles des ondes hyperfréquence émises par l'antenne émettrice 31c. Les lignes L1 et L2 comportent des sources d'énergie 32a, 32b et 32c, des amplificateurs à fréquence intermédiaire 32d et 32e et des comparateurs 32f et 32g, une unité de détermination de distance d'objet 33 étant prévue du côté de la sortie des comparateurs 32f et 32g.
Chacun des amplificateurs à fréquence intermédiaire 32d et 32e est relié au côté sortie du module radiofréquence (RF) 31 par l'intermédiaire d'un premier commutateur SW1. Le premier commutateur SW1 est conçu pour basculer entre la première ligne de sortie L1, lorsque l'un des deux types d'ondes hyperfréquence est transmis à partir de l'antenne émettrice 31c, et la seconde ligne de sortie L2, lorsque l'autre type d'ondes hyperfréquence est transmis à partir de l'antenne émettrice 31c. Cela signifie qu'un signal de sortie à fréquence intermédiaire (IFoutl) associé aux ondes réfléchies par le corps humain, lorsque les premières ondes hyperfréquence sont transmises, est fourni en sortie à la première ligne de sortie L1, tandis qu'un signal de sortie à fréquence intermédiaire (IFout2) associé aux ondes réfléchies par le corps humain, lorsque les secondes ondes hyperfréquence sont transmises, est fourni en sortie à la seconde ligne de sortie L2.
Les sources d'énergie 32a et 32b sont reliées au côté entrée du module radiofréquence 31 par l'intermédiaire d'un second commutateur SW2 qui est commandé par une commande jumelée avec le premier commutateur SWi. Le second commutateur SW2 est également conçu pour basculer entre les sources d'alimentation 32a et 32b en fonction de celui des deux types d'ondes hyperfréquence qui est émis par l'antenne émettrice 31c. Cela signifie que, selon que le second commutateur SW2 est relié à la source d'alimentation 32a ou 32b, le modulateur 31b commute la fréquence des ondes hyperfréquence, pour ainsi permettre le changement de la fréquence des ondes hyperfréquence émises à partir de l'antenne émettrice 32c.
Ainsi, par suite du basculement des commutateurs SW1 et SW2, une commutation est réalisée à des intervalles de temps donnés entre une première opération de traitement comprenant la transmission des ondes hyperfréquence ayant la première fréquence en direction de la zone de détection à partir de l'antenne émettrice 31c, la fourniture en sortie du signal de sortie à fréquence intermédiaire (IFoutl) à partir des ondes hyperfréquence réfléchies à la première ligne de sortie L1 de l'unité de traitement de signaux 32, et le traitement des signaux au niveau de la première ligne de sortie L1, et une seconde opération de traitement comprenant la transmission des ondes hyperfréquence ayant la seconde fréquence en direction de la zone de détection à partir de l'antenne émettrice 31c, la fourniture en sortie du signal de sortie à fréquence 2859561 16 intermédiaire (IFout2) à partir des ondes hyperfréquence réfléchies à la seconde ligne de sortie L2 de l'unité de traitement de signaux 32, et le traitement des signaux au niveau de la seconde ligne de sortie L2. Au cours de chaque opération de traitement, les signaux de sortie à fréquence intermédiaire fournis par le module radiofréquence 31 sont amplifiés par les amplificateurs à fréquence intermédiaire 32d et 32e. Les sorties de ces amplificateurs à fréquence intermédiaire 32d et 32e sont tout d'abord conformées par les comparateurs 32f et 32g pour adopter une forme d'onde rectangulaire, puis délivrées à l'unité de détermination de distance d'objet 33.
Une description détaillée de chacune des opérations de traitement va maintenant être donnée. En l'absence de corps humain dans la zone de détection, la fréquence des ondes hyperfréquence émises par l'antenne émettrice 31c est identique à celle des ondes hyperfréquence reçues par l'antenne réceptrice 32d, ce qui se traduit par une fréquence intermédiaire "0" dans les signaux de sortie fournis par les amplificateurs à fréquence intermédiaire 32d et 32e. Par conséquent, aucun signal n'est délivré en sortie par les comparateurs 32f et 32g. Au contraire, si un corps humain est présent dans la zone de détection, les ondes hyperfréquence émises par l'antenne émettrice 31c subissent unemodulation de fréquence, puis sont reçues par l'antenne réceptrice 31d, d'où un changement de la forme d'onde des signaux de sortie des comparateurs 32f et 32g. Par conséquent, l'onde rectangulaire résultante est délivrée en sortie à l'unité de détermination de distance d'objet 33.
La description suivante va porter sur l'unité de détermination de distance d'objet 33 qui est destinée à recevoir les formes d'onde de signaux de sortie des comparateurs 32f et 32g. L'unité de détermination de 2859561 17 distance d'objet 33 reçoit les formes d'onde de signaux de sortie des comparateurs 32f et 32g et détecte une différence de phase entre ces formes d'onde de signaux de sortie (signaux à fréquence intermédiaire (IF)).
Ensuite, à partir de la différence de phase détectée entre les formes d'onde de signaux de sortie, l'unité de détermination de distance d'objet 33 mesure la distance par rapport à l'objet détecté (le corps humain) et détermine s'il faut émettre un signal de détection d'objet (émettre une alarme) en fonction de la distance.
En ce qui concerne la différence de fréquence entre les ondes hyperfréquence transmises, la présente invention est caractérisée en ce que cette différence de fréquence est fixée à l'avance à une valeur donnée entre les deux types d'ondes hyperfréquence qui seront transmises en direction de la zone de détection à partir de l'antenne émettrice 31c. La description suivante va porter sur des opérations prédéterminées relatives à la différence de fréquence des ondes hyperfréquence transmises.
Dans le capteur MW 3 selon le présent mode de réalisation, la différence de fréquence des deux types d'ondes hyperfréquence transmises est définie de façon que la différence de phase entre les signaux à fréquence intermédiaire soit approximativement de 180 lorsqu'un objet est présent au niveau de la distance intermédiaire entre la distance de détection maximale à l'intérieur de la zone de détection cible - zone prédéterminée de détection d'objet - et la distance de détection maximale (distance de détection maximale à l'intérieur de la zone de détection, définie dans le cas d'une erreur de montage maximale) en cas de déviation de la zone de détection, imputable à une erreur de montage de l'unité de détection anti-effraction 1 (erreur de montage du capteur PIR 4). L'expression "dans le cas d'une erreur de montage maximale" se réfère au cas dans lequel une erreur de montage maximale est due à un mécanisme interne (mécanisme d'ajustement angulaire, par exemple) de l'unité de détection anti-effraction 1 ou du capteur PIR 4, ou résulte d'une erreur d'angle sur la surface murale sur laquelle l'unité de détection anti- effraction 1 est installée. Une description spécifique va être donnée ci- après de l'opération de définition de différence de fréquence pour les ondes hyperfréquence transmises.
La formule de calcul de distance de détection pour ce type de capteur MW 3 est donnée par la formule (1) suivante: R-4ÉC/(4itÉAf) ... (1) dans laquelle R est la distance de détection, C la vitesse de la lumière, 4 la différence de phase entre des signaux à fréquence intermédiaire à détecter, et Mf la différence de fréquence des deux ondes hyperfréquence.
La formule (2) suivante est obtenue à partir de la formule (1) : bf=4ÉC/4itÉR (2) ... (2) A partir de la formule (2), la différence de fréquence Mf des deux ondes hyperfréquence transmises est définie à l'avance de façon que la différence de phase soit de 180 (7t) entre les signaux à fréquence intermédiaire lorsqu'un objet est présent au niveau de la distance intermédiaire. En effet, la différence de fréquence des ondes hyperfréquence transmises qui résulte de la différence de phase de 180 (ir) entre les signaux à fréquence intermédiaire est calculée par la substitution de ir à dans la formule (2). En supposant, par exemple, que la distance de détection maximale à l'intérieur de la zone de détection cible soit de 30 m et que la distance de détection maximale à l'intérieur 2859561 19 de la zone de détection, imputable à une erreur de montage du capteur infrarouge soit de 63,6 m (dans le cas d'une erreur de montage de 3 : voir le Tableau 1), la distance intermédiaire entre les distances de détection maximales est approximativement de 47 m soit {(30+63,6)/2}. Par conséquent, à partir de la formule (2), on obtient Afek:1,6 MHz. Plus précisément, des fréquences arbitraires dans la bande de fréquences de 10 GHz (deux fréquences différant l'une de l'autre de 1,6 MHz) sont définies.
En d'autres termes, il s'agit de trouver la différence de fréquence (Of) des deux ondes hyperfréquence transmises de façon que la formule suivante soit valable: Rlim(Rpir+Rpir2)/2... (3) dans laquelle Rlim est la distance de détection maximale lorsque (1)=74 Rpir est la distance de détection maximale en l'absence d'erreur de montage du capteur PIR 4, et Rpir2 est la distance de détection maximale en cas d'erreur de montage du capteur PIR 4.
La figure 5 montre la relation entre une valeur absolue de différence de phase (ci-après appelée simplement "différence de phase") entre des signaux à fréquence intermédiaire, et une distance par rapport à l'objet dans le cas où la différence de fréquence (Af) des deux ondes hyperfréquence transmises est déterminée comme indiqué précédemment.
Comme cela ressort de la figure, deux points sont obtenus pour la distance par rapport à l'objet à partir de la différence de phase détectée entre les signaux à fréquence intermédiaire, du fait du repliement du spectre qui se produit au niveau du point de différence de phase de 180 (it) sur la ligne représentant la relation entre la différence de phase entre les signaux à fréquence intermédiaire et la distance par rapport à l'objet.
Cependant, lorsque la différence de fréquence (ef) des deux ondes hyperfréquence transmises est définie comme dans le présent mode de réalisation, un repliement du spectre se produit dans la ligne susmentionnée au niveau du point intermédiaire entre la distance de détection maximale (Rpir) sans erreur de montage du capteur PIR 4 et la distance de détection maximale (Rpir2) avec une erreur de montage du capteur PIR 4. Etant donné que des distances plus éloignées que la distance de détection maximale (Rpir2) avec erreur de montage du capteur PIR 4 ne font pas partie de la zone de détection, c'est-à-dire ne font pas partie de la zone couverte par le capteur PIR 4 même en cas d'erreur de montage de ce dernier, la réception de signaux à fréquence intermédiaire ayant la même différence de phase que celle obtenue en supposant qu'un objet est présent dans cette zone, permet de conclure que l'objet est situé dans la plage s'étendant jusqu'à la distance de détection maximale (Rpir) sans erreur de montage du capteur PIR 4. Cela signifie qu'il est possible d'arriver à la conclusion que l'objet se trouve à l'intérieur de la zone de détection cible initiale, c'est-à-dire 30 m ou moins.
Le présent mode de réalisation permet par conséquent une détection précise d'objets uniquement à l'intérieur d'une zone de détection souhaitée, même dans le cas d'une erreur de montage du capteur PIR 4, sans être affecté par une "erreur due à un repliement du spectre", qui constitue l'inconvénient du capteur hyperfréquence, pour ainsi offrir une plus grande fiabilité du capteur. Plus précisément, des expériences réalisées sur l'unité de détection anti-effraction 1 selon le présent mode de réalisation ont montré que 2859561 21 l'erreur de détection d'objet se situait dans la plage de 5 m. Cela signifie que l'unité de détection antieffraction 1 ne détecte pas erronément un objet situé au- delà d'une distance de 35 m, même dans le cas d'une erreur de montage considérable.
Une variante du présent mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrite. Cette variante prend en compte des erreurs relatives à la différence de fréquence des deux ondes hyperfréquence et à la différence de phase entre les signaux à fréquence intermédiaire, entre autres.
Plus précisément, la différence de fréquence des deux ondes hyperfréquence transmises par le capteur MW 3 est définie pour être légèrement inférieure à la valeur résultant d'une différence de phase de 180 entre les signaux à fréquence intermédiaire, lorsqu'un objet est situé à la distance intermédiaire entre la distance de détection maximale dans la zone de détection cible prédéfinie, et la distance de détection maximale dans le cas d'une déviation de la zone de détection, imputable à une erreur de montage de l'unité de détection antieffraction 1 (erreur de montage du capteur PIR 4). Dans ce cas, par exemple, Af=1,4 MHz au lieu de Af=1,6 MHz.
La figure 6 montre une ligne représentant la relation entre une différence de phase entre des signaux à fréquence intermédiaire et une distance par rapport à l'objet lorsque la différence de fréquence des deux ondes hyperfréquence est définie selon la manière décrite ci-dessus. Comme cela ressort clairement de la figure, l'extension de la zone conceptuelle permet, même dans le cas d'un certain degré d'erreur, un chévauchement de la différence de phase entre signaux à fréquence intermédiaire obtenue à partir d'un objet présent dans la zone de détection cible initiale (zone allant jusqu'à la distance Rpir sur la figure) et de la 2859561 22 différence de phase obtenue à partir d'un objet présent à l'intérieur de la zone conceptuelle, pour ainsi assurer une détection d'objets uniquement à l'intérieur de la zone de détection souhaitée et offrir une plus grande fiabilité du capteur.
Bien que la description précédente ait porté sur un mode de réalisation préféré de la présente invention, celle-ci n'est bien entendu pas limitée à l'exemple particulier décrit et illustré ici, et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
A titre d'exemple, bien que dans le mode de réalisation précédent et dans la variante ci-dessus le capteur combiné de la présente invention soit appliqué à un système anti-effraction, la présente invention n'est évidemment pas limitée à cette application et peut être utilisée sous la forme d'un capteur combiné destiné à d'autres systèmes.
Il convient également de noter que le capteur MW 3 et le capteur PIR 4 n'ont pas nécessairement à être logés à l'intérieur du même boîtier 2. En ce qui concerne le capteur infrarouge, il est également possible d'utiliser, dans certains cas, un capteur infrarouge actif (capteur AIR).
D'autre part, bien que dans le mode de réalisation décrit ci-dessus ainsi que dans les variantes de celui-ci, l'angle de l'erreur de montage maximale ait été fixé égal à 3 , la présente invention n'est pas limitée par cette valeur, de même que les distances indiquées précédemment ne sont en aucune manière limitatives de la présente invention.
2859561 23

Claims (2)

REVENDICATIONS
1. Capteur combiné caractérisé en ce qu'il comprend: un capteur hyperfréquence (3) qui transmet deux ondes hyperfréquence ayant des fréquences différentes, qui reçoit, en cas de présence d'un objet dans la direction de transmission des ondes hyperfréquence, des ondes hyperfréquence correspondantes réfléchies par l'objet et qui détecte l'objet à partir d'une différence de phase entre des signaux à fréquence intermédiaire après mélange des ondes réfléchies et transmises; et un capteur infrarouge (4) qui reçoit un rayonnement infrarouge émanant d'un objet présent dans la zone de détection et qui détecte l'objet, une alarme étant émise si un objet est détecté par les deux capteurs (3, 4), et en ce que la différence de fréquence des deux ondes hyperfréquence transmises par le capteur hyperfréquence (3) est définie de façon que la différence de phase entre les signaux à fréquence intermédiaire soit approximativement égale à 180 lorsqu'un objet est présent au niveau de la distance intermédiaire entre la distance de détection maximale à l'intérieur de la zone de détection cible ou de la zone prédéterminée de détection d'objet, et la distance de détection maximale dans le cas d'une déviation de la zone de détection, imputable à une erreur de montage du capteur infrarouge (4).
2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la différence de fréquence des deux ondes hyperfréquence transmises par le capteur hyperfréquence (3) est définie pour être inférieure à la valeur résultant d'une différence de phase de 180 entre les signaux à fréquence intermédiaire, en cas de présence d'un objet au niveau de la distance intermédiaire entre 2859561 24 la distance de détection maximale à l'intérieur de la zone de détection cible ou de la zone prédéterminée de détection d'objet, et la distance de détection maximale dans le cas d'une déviation de la zone de détection, imputable à une erreur de montage du capteur infrarouge (4).
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