FR2873341A1 - Dispositif de couplage electromagnetique, vehicule incorporant ledit dispositif - Google Patents
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Abstract
Un dispositif couplage électromagnétique est amélioré pour optimiser un lobe principal d'émission et atténuer des lobes secondaires. Des bobines secondaires 15 et 16 sont ajoutées de part et d'autre d'une bobine de puissance 6 pour réduire l'amplitude des lobes secondaires en les étalant. Le dispositif de couplage comporte une bobine de puissance 6 et au moins une bobine secondaire 15 ou 16 ayant un axe sensiblement parallèle à l'axe de la bobine de puissance 6. Un axe de la bobine secondaire 15 et/oul6 est situé en dehors d'un périmètre défini par la bobine de puissance 6. Les bobines secondaire 15 ou 16 et de puissance 6 sont parcourues par un courant de même sens afin que la bobine secondaire 15 ou 16 crée un champ qui s'oppose au champ de la bobine de puissance 6 réduisant ainsi un lobe secondaire.
Description
DISPOSITIF DE COUPLAGE ÉLECTROMAGNÉTIQUE, VEHICULE
INCORPORANT LEDIT DISPOSITIF
L'invention se rapporte à un dispositif de couplage électromagnétique et à un véhicule incorporant ledit dispositif. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un dispositif de communication entre un véhicule et un transpondeur télé-alimenté à l'aide du dispositif de couplage électromagnétique.
Les matériels roulants circulant sur une voie dédiée, par exemple des trains, métros, tramways ou éventuellement des bus autoguidés, échangent parfois des informations avec la voie sur laquelle ils circulent. C'est notamment le cas des véhicules à conduite automatique. L'échange d'informations peut être de différents types.
On s'intéresse plus particulièrement à l'échange d'informations entre un matériel roulant 1 et une balise 3 à transpondeur télé-alimenté par ledit matériel roulant, ladite balise étant par exemple placée entre deux rails 2. Un circuit de traitement d'informations 4 placé dans le matériel roulant 1 échange des informations avec la balise 3 par l'intermédiaire d'une unité d'échange 5. Un tel système est représenté par exemple sur la figure 1 et en partie détaillée sur la figure 2.
L'unité d'échange 5 comporte généralement une bobine d'émission de puissance 6, par exemple une bobine plate, couplée à un circuit d'alimentation 7 qui fournit une tension sinusoïdale à une fréquence d'alimentation par exemple de 128 kHz. Une bobine de réception de message 8 est couplée à un circuit de réception 9 pour recevoir un message provenant de la balise 3.
La balise 3 comporte une bobine de réception de puissance 301 couplée à un circuit de récupération d'alimentation 302. Le circuit de récupération d'alimentation 302 alimente un circuit d'envoi de messages 303 couplée à une bobine d'émission de message 304. Ainsi, le champ, rayonné par la bobine d'émission de puissance 6 de l'unité d'échange 5, est un champ électromagnétique variable récupéré à l'aide de la bobine de réception de puissance 301 et du circuit de récupération d'alimentation 302 de la balise 3.
2873341 -2- L'énergie ainsi fournie à la balise 3 permet donc d'envoyer un message à l'aide du circuit d'envoi de messages 303 et de la bobine d'émission de message 304 de ladite balise 3.
Le message envoyé par la balise 3 est envoyé sous forme de modulation d'un rayonnement électromagnétique à une fréquence de communication qui peut être différente de la fréquence d'alimentation, par exemple de 10 MHz. La bobine de réception de message 8 de l'unité d'échange 5 récupère un champ électromagnétique modulé par ladite balise 3. Le circuit de réception 9 va ensuite amplifier et démoduler le signal reçu par la bobine de réception de message 8 afin de fournir un message au circuit de traitement d'informations 4.
Pour plus de détails sur ce type de communication, l'homme du métier peut par exemple se reporter à la demande de brevet européen n 0 570 289 ou au brevet américain n 5,457,941.
Un tel système de communication entre matériel roulant et balise est communément utilisé pour localiser le matériel roulant par rapport à la voie sur laquelle il circule. La balise doit être alimentée afin que celle-ci puisse permettre une certaine précision de localisation sur une distance prédéfinie. A titre d'exemple, on souhaite que la balise 3 puisse communiquer avec un taux d'erreur quasi nul lorsque l'écart entre l'axe de la bobine d'émission de puissance 6 et l'axe de la bobine de réception de puissance 301 est inférieur à 50 mm, avec un taux d'erreur acceptable lorsque l'écart est inférieur à 150 mm et que la communication soit impossible lorsque l'écart est supérieur à 250 mm. Pour être sur de ne pas recevoir de message, il convient de ne pas alimenter la balise.
La figure 3 représente le diagramme de rayonnement de l'amplitude du champ magnétique d'une bobine plate selon un axe parallèle au déplacement du matériel roulant 1 et passant par le centre de ladite bobine.
Le diagramme de rayonnement comporte un lobe principal 11 centré autour de l'axe central 13 de la bobine d'émission de puissance 6. De part et d'autres du lobe principal 11, il existe deux lobes secondaires 12 dont le signe de l'amplitude du champ électromagnétique est inversé par rapport au lobe 2873341 -3- principal 11, il s'agit en fait d'une opposition de phase du signal. Cependant, étant donné que l'on récupère l'énergie rayonnée, cette énergie peut être récupérée aussi bien dans le lobe principal 11 positif que dans les lobes secondaires 12 négatifs . La présence des lobes secondaires 12 ne permet pas de contrôler de manière précise la distance efficace sur laquelle on contrôle l'alimentation de la balise 3 depuis l'unité d'échange 5. En effet, la balise peut être alimentée sur une portion de lobe secondaire située au-delà de la zone efficace souhaitée tout en présentant une zone non alimentée entre ladite portion et le lobe principal. Cela est assez gênant lorsque la balise o permet au véhicule de se localiser en fonction de messages identifiant chaque balise.
L'invention propose de réaliser un dispositif de couplage électromagnétique dont le diagramme de rayonnement se trouve être beaucoup plus atténué au niveau des lobes secondaires que pour une simple bobine plate. Selon l'invention, des bobines secondaires sont ajoutées de part et d'autre de la bobine d'émission de puissance afin de réduire l'amplitude des lobes secondaires par étalement desdits lobes.
A cet effet, l'invention est un dispositif de couplage électromagnétique comportant une bobine de puissance ayant un axe sensiblement perpendiculaire à une direction de référence. Le dispositif comporte en outre au moins une bobine secondaire ayant un axe sensiblement parallèle à l'axe de la bobine de puissance et décalé selon la direction de référence. L'axe de la bobine secondaire est situé en dehors d'un périmètre défini par la bobine de puissance. Les bobines secondaire et de puissance sont agencées pour être parcourues par un courant de même sens.
Préférentiellement, deux bobines secondaires sensiblement identiques sont utilisées. Chaque bobine secondaire est parcourue par un courant proportionnel au courant circulant dans la bobine de puissance Afin d'améliorer encore l'atténuation des lobes secondaires, et selon un mode de réalisation particulier, une partie des enroulements des bobines secondaires est recouverte d'un blindage. Des bobines tertiaires peuvent être ajoutées. Les conducteurs latéraux de la bobine de puissance peuvent être 2873341 -4- décalés selon l'axe de ladite bobine de puissance. La direction de référence est une direction de déplacement relatif entre ledit dispositif et un dispositif de couplage complémentaire.
L'invention est également un système de télé-alimentation électrique par rayonnement électromagnétique d'un demi transformateur rayonnant un champ vers un demi transformateur recevant ledit champ lorsque les deux demi transformateurs sont placés en vis-à-vis à une certaine distance l'un de l'autre. L'un des demi transformateurs est un dispositif de couplage électromagnétique comme précédemment décrit.
Plus particulièrement, l'invention est un véhicule communiquant avec la voie sur laquelle il se déplace selon une direction de déplacement et comportant un moyen de télé-alimentation électrique pour alimenter un transpondeur placé dans ladite voie lors du passage dudit véhicule. Le moyen de télé-alimentation comporte un dispositif de couplage électromagnétique comme précédemment décrit.
Dans le cas d'un véhicule disposant d'une direction principale de déplacement, la direction de référence est sensiblement la direction de déplacement dudit véhicule.
Pour améliorer la réception d'un message provenant du transpondeur téléalimenté, une solution peut être d'ajouter du bruit au signal reçu. Ainsi, selon un autre aspect, l'invention est un dispositif de réception d'un message provenant d'un transpondeur qui comporte un circuit résonnant accordé sur une fréquence de transmission, un moyen de lecture du courant traversant ledit circuit résonnant, un moyen d'amplification de la lecture du courant, des moyens pour démoduler un message à partir du signal de lecture amplifié, et au moins un moyen d'ajout de bruit placé entre le circuit résonnant et les moyens de démodulation.
Préférentiellement le moyen d'ajout de bruit est une résistance placée en série entre le moyen de lecture de courant et le moyen d'amplification de ladite lecture de courant.
L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre. La description fait -5-référence aux figures annexées parmi lesquelles: - la figure 1 représente un matériel roulant sur une voie munie de balise à transpondeur, - la figure 2 représente schématiquement une unité d'échange du matériel roulant couplé à une balise, - la figure 3 représente un exemple de diagramme de rayonnement d'une bobine plate, - la figure 4 représente un premier mode de réalisation de dispositif de couplage électromagnétique selon l'invention, - la figure 5 représente le schéma électrique associé au dispositif de la figure 4, - la figure 6 représente différents diagrammes de rayonnement des expliquant le fonctionnement du dispositif de la figure 4, - la figure 7 représente un dispositif de couplage électromagnétique amélioré disposant de bobines de compensation tertiaires, - la figure 8 représente le schéma électrique du dispositif de la figure 7, - la figure 9 représente une amélioration du dispositif de la figure 4 utilisant un blindage, - la figure 10 représente une autre amélioration du dispositif de la figure 4, - la figure 11 représente le schéma fonctionnel mis en oeuvre pour une communication entre la balise et le matériel roulant, - la figure 12 illustre un problème pouvant se poser lorsque deux matériels roulants se trouvent sur deux voies adjacentes, la figure 13 montre un schéma fonctionnel de communication modifié afin de résoudre le problème lié à la figure 12.
La présente demande fait état de diagrammes de rayonnement donnés de manière purement indicative afin d'expliquer le fonctionnement du dispositif, objet de l'invention. Ces diagrammes de rayonnement sont relativement 2873341 -6- simplifiés par rapport aux diagrammes de rayonnement réels. L'homme du métier comprendra que c'est dans un but didactique que cela a été fait et qu'ils ne doivent nullement être interprétés comme étant des diagrammes exacts.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, on fait référence à présent à la figure 4 qui montre un dispositif de couplage électromagnétique incluant la bobine d'émission de puissance 6 et à laquelle on juxtapose de part et d'autre, selon la direction d'avancement du matériel roulant, des bobines secondaires 15 et 16 destinées à compenser les lobes secondaires 12. Les bobines secondaires 15 et 16 sont placées, par exemple, de manière symétrique par rapport à l'axe central de la bobine d'émission de puissance 6. Pour effectuer une telle compensation, les bobines secondaires 15 et 16 sont disposées afin d'avoir leur axes centraux sensiblement parallèle à l'axe 13 de la bobine d'émission de puissance 6. L'axe central des bobines secondaires 15 et 16 est positionné en dehors du périmètre défini par la bobine d'émission de puissance. Par axe central d'une bobine, il faut comprendre l'axe tangent aux lignes de champ crées par la bobine et passant dans la bobine par un point correspondant au flux maximal. Les bobines secondaires 15 et 16 étant parcourues par un courant de même sens que la bobine d'émission de puissance 6, celles-ci créent un champ qui s'oppose au champ de la bobine de puissance 6 au niveau d'un lobe secondaire 12 de ladite bobine de puissance 6 prise de manière isolée.
Les bobines secondaires 15 et 16 sont, par exemple, identiques et produisent un champ de préférence proportionnel au champ produit par la bobine d'émission de puissance 6. Pour avoir un champ réellement proportionnel, les bobines secondaires 15 et 16 vont disposer, par exemple, d'un nombre d'enroulement n' inférieur au nombre d'enroulement n de la bobine d'émission de puissance 6, et sont parcourues par un même courant i.
La figure 5 illustre le schéma électrique correspondant à la figure 4 sur lequel les bobines d'émission de puissance 6 et secondaires 15 et 16 sont connectées en série avec un générateur de tension variable 17 et une capacité 18. La capacité 18 couplée à la bobine d'émission de puissance 6 et aux bobines secondaires 15 et 16 créent un circuit résonnant accordé sur la 2873341 -7- fréquence de sélection du générateur 17. La fréquence du générateur est, par exemple, de 128 kHz.
Le choix d'avoir des bobines secondaires 15 et 16 parcourues par le même courant que la bobine d'émission de puissance 6, est dicté par le fait que si l'une des bobines 6, 15 ou 16 est défectueuse, la totalité du circuit ne fonctionne pas. Ceci est fait pour des raisons de sécurité visant à mettre en panne la totalité du circuit en cas de dysfonctionnement. Si l'on peut se satisfaire d'un dysfonctionnement dans le circuit utilisé, il va de soi qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser des bobines secondaires 15 et 16 en série avec la bobine d'émission de puissance 6.
La figure 6a montre le diagramme de rayonnement de la bobine d'émission de puissance 6. La figure 6b montre le rayonnement de la bobine secondaire 15. La figure 6c montre le diagramme de rayonnement de la bobine secondaire 16. Sur la figure 6d, une sommation de ces diagrammes a été réalisée afin de montrer un exemple de diagramme de rayonnement résultant de l'ensemble constitué, d'une part, de la bobine d'émission de puissance 6 et, d'autre part, des bobines secondaires 15 et 16. Ce diagramme de rayonnement résultant comporte un lobe principal compensé 20 sensiblement d'une amplitude et d'une forme voisine du lobe principal 11 de la bobine d'émission de puissance 6 prise isolément. Si l'on désire être plus proche du lobe principal d'origine, il est possible de rajouter quelques enroulements supplémentaires à la bobine d'émission de puissance 6.
Par contre, de nombreux lobes secondaires 24, 25, 26 et 27 apparaissent. Il est à noter que ces lobes secondaires 24 à 27 ont des amplitudes inférieures à l'amplitude maximale du lobe secondaire 12 créé par la bobine d'émission de puissance 6 prise de manière isolée. L'important est de s'assurer que ces lobes secondaires soient inférieurs à un seuil 21 qui correspond à l'amplitude minimale qui autorise une récupération d'énergie permettant d'alimenter la balise 3.
Comme indiqué précédemment, les diagrammes de rayonnement ne sont pas rigoureusement exacts. Dans la pratique, l'homme du métier pourra remarquer que le nombre de lobes secondaires peut être différents. De même, 2873341 -8- ces lobes secondaires peuvent avoir des amplitudes et des formes qui sont plus dispersées que celles représentées.
Si les contraintes d'alimentation sont telles que le seuil 21 doit être encore rabaissé pour être sûr de ne pas alimenter la balise, il est possible d'atténuer encore plus les lobes secondaires 24, 25, 26 et 27 à l'aide des améliorations qui suivent.
Une première amélioration consiste dans le rajout de bobines tertiaires 31 et 32 symétriquement par rapport à la bobine d'émission de puissance, comme montré sur la figure 7. Les bobines tertiaires 31 et 32 sont, par exemple, des bobines plates ayant un axe central sensiblement parallèle aux axes centraux des autres bobines 6, 15 et 16, et dont l'axe central desdites bobines tertiaires 31 et 32 est situé en dehors du' périmètre défini par les bobines secondaires 15 et 16. Les bobines tertiaires 31 et 32 étant parcourues par un courant de même sens que les bobines secondaires, celles-ci créent des champs qui s'opposent au champ de l'ensemble constitué de la bobine de puissance 6 et de la bobine secondaire 15 et 16 au niveau des bobines tertiaires 31 et 32. A cet effet, les bobines tertiaires sont parcourues préférentiellement par un courant proportionnel au courant qui circule dans les autres bobines 6, 15 et 16.
Ces bobines tertiaires 31 et 32 sont également mises en série avec la bobine d'émission de puissance 6 et les bobines 15 et 16 ainsi que le générateur 17, comme montré sur la figure 8, afin d'être traversée par le même courant i. Une capacité 33 est rajoutée en série sur ce circuit afin d'accorder les bobines d'émission de puissance 6, secondaires 15 et 16 et tertiaires 31 et 32 sur la fréquence du générateur 17. Les bobines tertiaires 31 et 32 créent un champ proportionnel au champ de la bobine d'émission de puissance et également proportionnel au champ des bobines secondaires en utilisant par exemple des bobines disposant d'un nombre d'enroulement n" inférieur au nombre d'enroulement n' des bobines secondaires. L'ajout de bobines tertiaires permet de rapprocher les bobines secondaires 15 et 16 de la bobine d'émission de puissance 6 afin de réduire les lobes secondaires 24 et 25 situé à proximité du lobe principal. Un tel déplacement de bobines secondaires à 2873341 -9- pour effet d'amplifier les lobes secondaires 26 et 27 résultant de la combinaison des seules bobines d'émission de puissance 6 avec les bobines secondaires 15 et 16. L'ajout de bobines tertiaires va ensuite réduire ces lobes secondaires 26 et 27 en créant des lobes supplémentaires d'amplitude moindre et situés à une distance plus importante de l'axe central 13.
L'ajout de bobines secondaires 15 et 16 et tertiaires 31 et 32 a pour effet d'étaler les lobes secondaires de la bobine d'émission de puissance 6 sur une pluralité de lobes secondaires d'amplitude moindre.
Une autre amélioration du dispositif de la figure 4 est présentée sur la o figure 9. Cette amélioration consiste à rajouter un blindage 35 venant recouvrir une partie des enroulements des bobines secondaires 15 et 16 qui est située à l'opposé de la bobine d'émission de puissance 6. Les conducteurs extérieurs des bobines secondaires 15 et 16 ainsi blindés, permettent de réduire fortement les lobes secondaires extérieurs créés par ces bobines. Le blindage 35, représenté sur la figure 9, est représenté comme un blindage plan sur lequel une ouverture permet au rayonnement de la bobine d'émission de puissance 6 et des bobines secondaires 15 et 16 de passer. II va de soi que ce blindage 35 est complètement fermé sur cinq autres cotés (non représentés) entourant le dispositif de couplage électromagnétique. Le blindage 35 est fermé à une distance telle que le champ créé par lesdites bobines 6, 15, 16 n'est pas neutralisé en dehors des zones que l'on souhaite atténuer. Il est à noter que les bords de l'ouverture dans le blindage 35 doivent être suffisamment éloignés de la bobine d'émission de puissance 6 afin de ne pas nuire à son bon fonctionnement.
Une autre possibilité d'amélioration du circuit de la figure 4 consiste à décaler, par rapport au plan de la bobine, les conducteurs latéraux 36 et 37 de la bobine d'émission de puissance 6 qui se trouvent à proximité des bobines secondaires 15 et 16. Ce décalage des conducteurs 36 et 37 a pour effet, au niveau du plan de la bobine d'émission de puissance 6, de réduire l'amplitude maximale des lobes secondaires en étalant ceux-ci. Ainsi les bobines secondaires 15 et 16 ont besoin de faire une compensation moins importante et peuvent être plus éloignées de la bobine d'émission de puissance 6 que sur -10-le schéma de la figure 4.
Les bobines décrites sont des bobines rectangulaires. Il va de soi que d'autres types de bobines, par exemple circulaires, elliptiques ou hexagonales, peuvent être utilisées suivant la forme de rayonnement que l'on désire réaliser.
On peut également décider, par exemple, de limiter les lobes secondaires non seulement selon une direction de déplacement mais éventuellement selon deux directions si cela s'avère nécessaire voire même plus si la bobine d'émission de puissance n'est pas rectangulaire. Si des conducteurs décalés par rapport au plan sont utilisés avec les modifications suggérées, ceux-ci devront être modifiés en conséquence.
Les différents modes de réalisation montrent un dispositif de couplage électromagnétique symétrique. Cette symétrie n'est pas une obligation si l'on désire limiter l'amplitude des lobes secondaires que d'un seul coté de la bobine d'émission de puissance 6. Ainsi, il est montré une paire de bobines secondaires et de bobines tertiaires, mais il va de soi qu'une seule bobine secondaire peut être utilisée si l'on désire limiter les lobes secondaires que d'un seul coté, par exemple, sur l'arrière du dispositif. Il va de même avec les bobines tertiaires. II est également possible d'avoir une compensation plus forte d'un coté que de l'autre.
Le dispositif de couplage électromagnétique qui vient d'être décrit ne se limite pas à un système de matériel roulant. En effet, celle-ci peut être utilisée dans tous dispositif nécessitant une transmission de puissance localisée ou à tout autre système de télé-alimentation électrique par rayonnement électromagnétique utilisant un demi transformateur d'émission de puissance qui doit se trouver en vis-à-vis avec un deuxième demi transformateur de réception de puissance placé à une certaine distance. Le dispositif de couplage électromagnétique décrit est tout à fait adapté à être utilisé comme demi transformateur dans ce type de dispositif, aussi bien pour l'émission que pour la réception.
Les différents améliorations montrées sur les figures 7 à 10 peuvent se combiner entre elles afin d'obtenir une compensation maximale. Egalement, il est possible d'avoir un nombre de bobines de compensation 15, 16, 31 et 32 plus élevé que ce qui est montré sur la figure 7. Toutefois, un inconvénient est de complexifier un peu inutilement le dispositif de couplage électromagnétique. Parmi les différentes variantes, il est également possible d'avoir des bobines secondaires 15, 16 qui chevauchent les conducteurs de la bobine d'émission de puissance 6.
A présent, le fonctionnement global du système constitué de l'unité d'échange 5 et de la balise 3, va être décrit en référence avec la figure 11. Tout d'abord, l'unité d'échange 5 comporte le circuit d'alimentation 7 par exemple constitué du générateur 17 mis en série avec les bobines d'émission de puissance 6 et secondaires 15 et 16 et la capacité 18 qui accorde le circuit résonnant ainsi formé. Lorsque le générateur 17 est alimenté, le circuit résonnant se met à résonner à la fréquence du générateur 17 et un champ électromagnétique important est émis en direction de la voie 2 et de la balise 3 lorsque celle-ci se trouve en vis-à-vis dans la zone correspondant au lobe principal 20 du dispositif de couplage électromagnétique formé par lesdites bobines 6, 15 et 16. La bobine de réception de puissance 301, accordée à l'aide d'une capacité 305 sur la fréquence d'alimentation, est couplée à un circuit d'alimentation 302. Le circuit d'alimentation 302 comporte, par exemple, un transformateur suivi d'un redresseur et d'un régulateur pour fournir une tension d'alimentation, selon une technique connue, au circuit d'envoi de messages 303. Tout autre circuit de récupération d'alimentation 302 à partir d'un demi enroulement est possible. Lorsque le circuit d'envoi de messages 303 est alimenté, celui-ci va lire une mémoire et envoyer les bits contenus dans la mémoire (non représentée) sur un transistor 307. Le transistor 307 peut être remplacé par tout autre moyen de commutation connu. Une capacité 308 est couplée à la bobine d'émission de message 304 et forme avec celle-ci un circuit résonnant accordé sur la fréquence de transmission. Le transistor 307 court-circuite ou non, en fonction du bit lu dans la mémoire, la capacité 308 et également la bobine d'émission de message 304. La commutation du transistor 307 a pour effet de désaccorder le circuit résonnant. La lecture des informations se fait dans l'unité d'échange 5 à l'aide de la bobine de réception de message 8. La bobine de réception de message 8 est mise en série avec un générateur de signal de transmission, d'un enroulement primaire d'un 2873341 -12- transformateur de courant 51 et d'une capacité d'accord 52. L'ensemble ainsi constitué forme un circuit résonnant à la fréquence de transmission qui est par exemple de 10 Mhz. Lorsque l'unité d'échange 5 est en face de la balise 3, le circuit résonnant de la balise 3 se met à résonner et interagit avec le champ.
Lorsque le transistor 307 court-circuite le circuit résonnant, cela provoque un effet d'annulation de résonance et diminue l'interaction du circuit résonnant dans le champ. L'action du transistor 307 a pour effet, en agissant sur la résonance du circuit auquel il est connecté, de moduler en amplitude le courant circulant dans la bobine de réception de message 8. Le transformateur de courant 51 mesure la variation de courant résultant de la résonance ou de la non résonance du circuit constitué de la bobine d'émission de message 304 et de la capacité 308. L'enroulement secondaire du transformateur de courant 51 est relié à un circuit d'amplification 53 qui amplifie le signal correspondant à la fréquence porteuse de transmission modulée en amplitude par l'action du transistor 307. La sortie de l'amplificateur 53 est ensuite reliée à un filtre passebande 54 dont la largeur de bande est relativement étroite mais suffisamment large pour laisser passer le signal modulé. A titre d'exemple, cette largeur de bande est, par exemple, de 200 kHz. La sortie du filtre passe-bande 54 est reliée à un amplificateur à gain variable 55. Le rôle de cet amplificateur 55 a gain variable sert à ajuster le niveau du signal à un niveau moyen souhaité. La sortie de cet amplificateur a gain variable est ensuite connectée à un dispositif redresseur 56, par exemple, constitué d'un pont de diodes. Le signal en sortie du redresseur 56 traverse ensuite un filtre passe-bas 57 pour retirer la composante haute fréquence. Le filtre passe-bas dispose d'une fréquence de coupure qui est légèrement supérieure à la moitié de la bande passante du filtre passe-bande 54. En sortie du filtre passe-bas 57, on récupère ainsi un signal démodulé qui est envoyé au circuit de traitement d'informations 4.
Pour des raisons pratiques, il est possible de déporter une partie de la chaîne de démodulation, par exemple à partir de l'amplificateur 53, dans le circuit de traitement d'information. Cela permet de réduire les contraintes thermiques et vibratoires sur les semi-conducteurs utilisés dans cette chaîne de démodulation.
Bien qu'avec l'invention précédemment décrite, on se soit déjà 2873341 -13- affranchi des problèmes de rayonnement liés à une alimentation sur une distance trop importante de la balise 3, il est possible de rencontrer un autre type de problème de communication. Ce problème est illustré à l'aide de la figure 12. Un premier matériel roulant 201 placé sur les rails 202 qui lui sont propres se trouve avoir son unité d'échange 205 positionnée en face d'une balise 203. L'unité d'échange 205 alimente la bobine 203 qui en réponse va moduler le champ magnétique créé par la fréquence de communication. Or, cette modulation a pour effet de rayonner au-delà de ce qu'il est souhaité. Ainsi, ce rayonnement a une portée de quelques mètres voir quelques dizaines o de mètres. Si un deuxième matériel roulant 211 se trouve sur une voie adjacente délimitée par les rails 212, son unité d'échange 215 peut recevoir le rayonnement provoquépar l'échange entre la balise 203 et l'unité d'échange 205. La réception du rayonnement par l'unité d'échange 215 a pour effet de moduler le champ dans la bobine de réception de message 8. Ce champ peut être détecté comme étant une modulation d'une balise située en vis-à-vis de l'unité d'échange 215 malgré qu'aucune balise ne soit présente. Une information captée et démodulée par l'unité 215 peut provoquer un disfonctionnement grave. En effet, le matériel roulant 211 peu se trouver sur la voie adjacente et non sur sa propre voie.
Afin de remédier au problème cité au paragraphe précédent, on se propose d'effacer le signal parasite capté. Ce signal parasite capté est fortement atténué par rapport à un signal normalement reçu d'une balise située en vis-à-vis d'une unité d'échange. Ainsi, on propose d'ajouter du bruit sur le signal reçu afin de noyer tout message correspondant à un signal parasite à l'intérieur de ce bruit. Le signal démodulé deviendra alors un signal de bruit qui sera impossible à interpréter comme un message. Pour ajouter du bruit sur le signal mesuré, on se propose de rajouter une résistance, par exemple, placé entre l'enroulement secondaire du transformateur de courant 51 et l'entrée de l'amplificateur 53. Cette résistance a pour effet d'ajouter un bruit thermique dont l'amplitude est d'un ordre de grandeur comparable à la modulation provoquée par l'émission parasite d'une balise située sur une voie adjacente, de sorte que le rapport signal/bruit est tel que le taux d'erreur soit supérieur à un seuil. Il va de soi que cette résistance peut être placée à un autre endroit du 2873341 -14- circuit, par exemple, dans la boucle résonnante qui contient la bobine de réception de message 8.
Claims (19)
1. Dispositif de couplage électromagnétique comportant une bobine de puissance (6) ayant un axe (13) sensiblement perpendiculaire à une direction de référence, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une bobine secondaire (15 ou 16) ayant un axe sensiblement parallèle à l'axe (13) de la bobine de puissance (6) et décalé selon la direction de référence, l'axe de la bobine secondaire (15 ou 16) étant situé en dehors d'un périmètre défini par la bobine de puissance (6), les bobines secondaire (15 ou 16) et de puissance (6) étant agencées pour être parcourues par un courant de même sens.
2. Dispositif selon la revendication 1, qui comporte en outre deux bobines secondaires (16 ou 15) sensiblement identiques et disposées symétriquement de part et d'autre de la bobine de puissance (6).
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel chaque bobine secondaire (15, 16) est parcourue par un courant proportionnel au courant circulant dans la bobine de puissance (6).
4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel la bobine de puissance (6) et chaque bobine secondaire (15, 16) sont parcourues par un même courant (i), et dans lequel le nombre d'enroulement (n') de chaque bobine secondaire (15, 16) est inférieur au nombre d'enroulement (n) de la bobine de puissance (6).
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel une partie des enroulements de chaque bobine secondaire (15, 16), située à l'opposée de la bobine de puissance (6), est recouverte d'un blindage (35) .
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, qui comporte en outre au moins une bobine tertiaire (31, 32) ayant un axe sensiblement parallèle à l'axe (13) de la bobine de puissance (6), la bobine tertiaire (31, 32) étant décalée par rapport à la bobine secondaire (15, 16) selon la direction de référence à l'opposé de la bobine de puissance (6), et l'axe de la bobine secondaire (15 ou 16) étant situé en dehors d'un périmètre défini par ladite 2873341 -16- bobine secondaire (15, 16), les bobines tertiaire (31, 32) et secondaire (15, 16) étant agencées pour être parcourues par un courant de même sens.
7. Dispositif selon la revendication 6 lorsqu'elle dépend de la revendication 2, qui comporte deux bobines tertiaires (31, 32) sensiblement identiques et disposées symétriquement par rapport à la bobine de puissance (6).
8. Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7, dans lequel chaque bobine tertiaire (31, 32) est parcourue par un courant proportionnel au courant circulant dans chaque bobine secondaire (15, 16).
9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel la bobine de puissance (6), chaque bobine secondaire (15, 16) et chaque bobine tertiaire (31, 32) sont parcourues par un même courant (i), et dans lequel le nombre d'enroulement (n") de chaque bobine tertiaire (31, 32) est inférieur au nombre d'enroulement (n') de chaque bobine secondaire (15, 16).
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel la bobine de puissance (6) est une bobine plate rectangulaire, et dans lequel des conducteurs (36, 37) de ladite bobine de puissance se trouvant à proximité d'une bobine secondaire (15, 16), sont décalés selon l'axe de la bobine de puissance (6).
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la direction de référence est une direction de déplacement relatif entre ledit dispositif et un dispositif de couplage complémentaire.
12. Système de télé-alimentation électrique par rayonnement électromagnétique d'un demi transformateur rayonnant un champ vers un demi transformateur recevant ledit champ lorsque les deux demi transformateurs sont placés en vis-à-vis à une certaine distance l'un de l'autre, caractérisé en ce que l'un des demi transformateurs comprend un dispositif de couplage électromagnétique selon l'une des revendications 1 à 11.
2873341 -17-
13. Système selon la revendication 12, dans lequel le dispositif de couplage électromagnétique est placé au moins du coté de l'émission de la puissance.
14. Véhicule (1) communiquant avec la voie (2) sur laquelle il se déplace selon une direction de déplacement et comportant un moyen de téléalimentation électrique (6, 7) pour alimenter un transpondeur (3) placé dans ladite voie (2) lors du passage dudit véhicule (1), caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de couplage électromagnétique selon l'une des revendications 1 à 10.
15. Véhicule selon la revendication 14, dans lequel la direction de référence est sensiblement la direction de déplacement dudit véhicule.
16. Véhicule selon l'une des revendications 14 ou 15, le véhicule (1) incluant un dispositif de réception de message (8, 9) émis par le transpondeur (3) qui comporte un circuit résonnant (8, 50, 51, 52) accordé sur une fréquence de transmission, un moyen de lecture (51) du courant traversant ledit circuit résonnant, un moyen d'amplification (53, 55) de la lecture du courant, des moyens (56, 57) pour démoduler un message à partir du signal de lecture amplifié, et au moins un moyen d'ajout de bruit (60) placés entre le circuit résonnant (8, 50, 51, 52) et les moyens de démodulation (56, 57).
17. Véhicule selon la revendication 16, dans lequel le moyen d'ajout de bruit est une résistance (60) placée en série entre le moyen de lecture de courant (51) et le moyen d'amplification (53) de ladite lecture de courant.
18. Dispositif de réception d'un message provenant d'un transpondeur (3) qui comporte un circuit résonnant (8, 50, 51, 52) accordé sur une fréquence de transmission, un moyen de lecture (51) du courant traversant ledit circuit résonnant, un moyen d'amplification (53, 55) de la lecture du courant et des moyens pour démoduler (56, 57) un message à partir du signal de lecture amplifié, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un moyen d'ajout de bruit (60) placés entre le circuit résonnant (8, 50, 51, 52) et les moyens de démodulation (56, 57).
2873341 -18-
19. Dispositif selon la revendication 18, dans lequel le moyen d'ajout de bruit est une résistance (60) placée en série entre le moyen de lecture (51) de courant et le moyen d'amplification (53) de ladite lecture de courant.
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