FR3044152A1 - Station de reception de signaux pour un systeme de surveillance ads-b - Google Patents

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Julien Ducroux
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Abstract

Une station de réception de signaux (10) pour un système de surveillance ADS-B mis en œuvre dans le contrôle du trafic aérien comprend un boîtier (20) destiné à être fixé à un mât. Le boîtier (20) comprend une antenne de réception de signaux ADS-B (30), une antenne de réception de signaux GPS (40) et un module électronique de réception et de traitement (50) de signaux ADS-B et de signaux GPS, les antennes de réception de signaux ADS-B (30) et de signaux GPS (40) étant connectées au module électronique de réception et de traitement (50) à l'intérieur du boîtier (20).

Description

La présente invention concerne une station de réception de signaux pour un système de surveillance ADS-B.
De manière générale, la présente invention concerne le contrôle du trafic aérien mettant en œuvre un système de surveillance coopératif, par diffusion de surveillance dépendante automatique ADS-B (acronyme du terme anglais "Automatic Dépendent Surveiiiance-Broadcast').
La mise en œuvre d'un système de surveillance ADS-B pour le contrôle du trafic aérien a vocation à se développer, notamment dans les régions du monde non ou mal équipées de radar.
Dans son principe, la surveillance ADS-B permet de connaître la position des aéronefs grâce à des moyens de calcul équipant chaque aéronef.
Chaque aéronef détermine sa position grâce au système existant de positionnement par satellites du type GPS ou par centrale inertielle, puis envoie régulièrement par liaison radio la position ainsi déterminée ainsi que d'autres éléments d'information utiles dans le contrôle du trafic aérien tels que des informations d'altitude, de vitesse, de trajet. Une station au sol (en anglais "ground station" est adaptée à recevoir et traiter les signaux ADS-B ainsi diffusés par chaque aéronef.
On connaît ainsi à titre d'exemple dans le document EP 2 296 128 un système de contrôle aérien mettant en œuvre un système de surveillance ADS-B.
Dans un tel système, plusieurs stations au sol (ground stations) sont prévues, de préférence éloignées les unes des autres.
Plus précisément, les signaux ADS-B sont réceptionnés par une antenne. Généralement, l'antenne de réception de signaux ADS-B est omnidirectionnelle et placée en haut d'un mât (ou pylône).
Les mâts des stations de réception sont généralement de grande hauteur, de l'ordre de 20 à 30 m, et nécessitent de relier l'antenne par un câble coaxial à la station au sol (ground station) placée à la base du mât. L'atténuation des signaux transmis par le câble coaxial est importante. Elle peut correspondre à un rapport signal/bruit de 3 dB et nuit à la bonne réception des signaux ADS-B et ainsi à la portée effective de l'antenne.
La présente invention a pour but d'améliorer une station de réception de signaux pour un système de surveillance ADS-B. A cet effet, la présente invention concerne une station de réception de signaux pour un système de surveillance ADS-B mis en œuvre dans un contrôle du trafic aérien.
Selon l'invention, la station de réception comprend un boîtier destiné à être fixé à un mât, le boîtier comprenant une antenne de réception de signaux ADS-B, une antenne de réception de signaux GPS et un module électronique de réception et de traitement de signaux ADS-B et de signaux GPS, les antennes de réception de signaux ADS-B et de signaux GPS étant connectées audit module électronique de réception et de traitement à l'intérieur du boîtier.
Ainsi, l'antenne de réception de signaux ADS-B et l'antenne de réception de signaux GPS sont co-implantées avec le module électronique de réception et de traitement de signaux ADS-B et de signaux GPS à l'intérieur du boîtier destiné à être placé en haut d'un mât.
La station de réception permet ainsi de s'affranchir des câbles coaxiaux de transmission entre chaque antenne et un dispositif de réception de signaux placés à la base du mât.
On obtient ainsi un meilleur rapport signal sur bruit, améliorant la réception et le traitement du signal ADS-B.
Par ailleurs, la connexion de chaque antenne au module électronique de réception et de traitement des signaux à l'intérieur d'un boîtier évite des paramétrages fastidieux du système pour tenir compte à la fois de longueurs de câbles coaxiaux et de la distance séparant l'antenne de réception de signaux GPS et l'antenne de réception de signaux ADS-B.
La co-implantation de l'antenne de réception de signaux GPS avec l'antenne de réception de signaux ADS-B dans un même boîtier permet de dater chaque événement de réception d'un signal ADS-B au lieu exact de sa réception.
La co-implantation des antennes de réception de signaux GPS et de signaux ADS-B est ainsi particulièrement avantageuse pour la mise en œuvre des calculs de positionnement d'un aéronef par multilatération.
En effet, la co-implantation des antennes de réception de signaux GPS et de signaux ADS-B et la suppression de câbles coaxiaux de transmission entre chaque antenne et le module électronique de réception et de traitement suppriment les risques d'erreur lors de la mise en œuvre de calculs par multilatération, à partir de plusieurs stations de réception de signaux, pour déterminer la position d'un aéronef par multilatération. A titre d'exemple de réalisation pratique, le module électronique de réception et de traitement de signaux comprend des moyens de calcul adaptés à dater les signaux ADS-B reçus et/ou à vérifier le positionnement géographique de ladite antenne de réception de signaux ADS-B à partir des signaux GPS reçus.
Dans une configuration permettant d'intégrer les fonctionnalités d'une station au sol (ground station) dans le boîtier fixé à un mât, le module électronique de réception et de traitement comprend des moyens de génération de messages selon le standard d'échange ASTERIX catégorie 21.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le module électronique de réception et de traitement est incorporé dans un étui fixé de manière détachable à l'intérieur du boîtier.
Ainsi, bien que placé dans un boîtier destiné à être fixé en hauteur à un mât, le module électronique de réception et de traitement peut être démonté en cas de panne ou de changement souhaité du module électronique.
En pratique, l'étui comporte deux prises de connexion adaptées respectivement à être connectées à une sortie coaxiale de l'antenne de réception de signaux ADS-B et à une sortie coaxiale de l'antenne de réception de signaux GPS.
De même, l'étui comporte de préférence un connecteur d'un câble réseau adapté à relier le module électronique de réception et de traitement à une station de traitement de signaux déportée.
Ainsi, le traitement des signaux ADS-B reçus peut en partie être réalisé par le module électronique de réception et de traitement intégré dans le boîtier avec l'antenne de réception de signaux ADS-B, et en partie réalisé par une station de traitement de signaux déportée pour leur exploitation dans le système de surveillance ADS-B.
Dans un mode de réalisation pratique de l'invention, le boîtier comprend deux parties, une première partie étant destinée à être fixée à un mât et une deuxième partie étant fixée de manière démontable sur la première partie, l'étui étant accessible dans le boîtier lorsque cette deuxième partie de boîtier est démontée de la première partie de boîtier.
Dans une configuration avantageuse, la première partie du boîtier comporte un filetage adapté à coopérer avec un pas de vis monté libre en rotation sur l'étui et monté fixe en translation selon une direction longitudinale de l'étui et de la première partie de boîtier.
Il est ainsi possible de fixer par vissage l'étui dans la première partie de boîtier tout en provoquant un mouvement de translation de l'étui à l'intérieur du boîtier selon la direction longitudinale de ces éléments.
La connexion à l'intérieur du boîtier de l'étui aux antennes de réception de signaux ADS-B et de réception de signaux GPS peut ainsi être réalisée par enfichage des sorties coaxiales des antennes dans les prises de connexion de l'étui.
Dans un mode de réalisation, l'antenne de réception de signaux ADS-B est montée au centre d'un plan de masse incorporé dans le boîtier. L'utilisation d'un plan de masse permet avantageusement d'améliorer le fonctionnement et la réception des signaux ADS-B par l'antenne, et ainsi la portée effective de l'antenne de réception de signaux ADS-B.
En pratique, l'antenne de réception de signaux GPS est fixée sur le plan de masse.
Cette disposition permet d'assurer un positionnement fiable de l'antenne de réception des signaux GPS par rapport à l'antenne de réception de signaux ADS-B.
De préférence, l'antenne de réception de signaux GPS est montée à la périphérie du plan de masse afin de ne pas nuire à l'homogénéité du plan de masse et perturber la réception des signaux ADS-B. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs : - la figure 1 est une vue en perspective d'un mât équipé de deux stations de réception de signaux conformes à un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle en perspective d'un mât équipé d'une station de réception de signaux conforme à un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue partielle en perspective de la station de réception de signaux de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue tronquée en perspective du mât équipé d'une station de réception de signaux de la figure 2 ; - la figure 5 est une vue en perspective du détail agrandi A de la figure 4 ; et - la figure 6 est une vue tronquée en perspective du mât équipé d'une station de réception de signaux de la figure 2, illustrant le changement et/ou le montage d'un module électronique de réception et de traitement de signaux.
On va décrire tout d'abord en référence à la figure 1 une station de réception de signaux pour un système de surveillance ADS-B, mis en œuvre dans le contrôle du trafic aérien selon un mode de réalisation de l'invention.
Une telle station de réception de signaux a pour objet de réceptionner des signaux ADS-B en provenance d'un ou plusieurs aéronefs.
Dans un système de surveillance coopératif du type ADS-B, les informations de positionnement des aéronefs sont générées directement au niveau de chaque aéronef, équipé d'un système de positionnement par satellites (ou par centrale inertielle).
Ainsi, l'aéronef calcule sa propre position et l'envoie régulièrement par radio.
Dans le système de surveillance ADS-B, la station de réception de signaux est une station passive adaptée à recevoir en permanence les signaux diffusés par l'aéronef, sans requérir l'établissement d'une connexion dédiée entre chaque aéronef et la station de réception de signaux.
Les signaux ADS-B sont des signaux de fréquence égale à 1090 MHz, qui peuvent être émis par les transpondeurs radar mode S qui équipent généralement les avions commerciaux.
Une telle station de réception de signaux est prévue pour équiper, de manière non limitative, les aéroports dans les zones qui ne sont pas équipées en radar.
Dans son principe, une station de réception de signaux comprend principalement une antenne de réception de signaux ADS-B destinée à être positionnée en hauteur.
Comme bien illustré à la figure 1, la station de réception de signaux 10 est adaptée à être fixée à l'extrémité d'un mât 11. A titre d'exemple, le mât 11 peut atteindre une hauteur de 20 à 30 m.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, le mât 11 comporte deux bras 11a, 11b à son extrémité supérieure, destinées respectivement au montage de deux stations de réception de signaux 10 identiques.
Le montage de deux stations de réception de signaux 10 permet une redondance de fonctionnement en procurant une station de réception de secours en cas de dysfonctionnement, permettant ainsi de différer l'intervention de maintenance sur la station de réception de signaux 10 défectueuse.
On va décrire ci-après une station de réception de signaux 10 destinée à être fixée à l'extrémité d'un mât 11.
La station de réception de signaux 10 comprend un boîtier 20 destiné à être fixé au mât 11.
Dans ce mode de réalisation, le boîtier 20 est maintenu par un collier de serrage 12 à une extrémité d'un bras 11a, 11 b du mât 11.
Tout type de fixation fiable et démontable peut convenir pour le montage d'un boîtier 20 sur l'extrémité d'un mât 11.
Comme bien illustré à la figure 2, le boîtier 20 comprend une antenne de réception de signaux ADS-B 30. L'antenne de réception de signaux ADS-B est une antenne omnidirectionnelle, se présentant par exemple sous la forme d'une tige métallique d'une longueur suffisante pour capter les signaux ADS-B diffusés par les aéronefs. L'antenne de réception de signaux ADS-B est adaptée à s'étendre selon une direction longitudinale Y, sensiblement verticale dans l'espace. A titre d'exemple non limitatif, l'antenne de réception de signaux ADS-B 30 peut avoir une longueur comprise entre 30 et 90 cm, et par exemple entre 50 et 60 cm.
Dans ce mode de réalisation, et de manière non limitative, l'antenne de réception de signaux ADS-B 30 est formée de trois brins verticaux reliés par des spires 31.
La jonction des brins verticaux par les spires 31 a pour but de déphaser le signal reçu du quart de la longueur d'onde permettant de sommer les niveaux de signal ADS-B reçu sur les brins verticaux.
Comme visible à la figure 3, dans ce mode de réalisation, l'antenne de réception de signaux ADS-B 30 est montée sensiblement au centre d'un plan de masse 32.
Un tel plan de masse permet de manière connue d'améliorer la réception des signaux par l'antenne de réception de signaux ADS-B 30.
Dans ce mode de réalisation, le plan de masse 32 est en forme de disque au centre duquel est fixée l'antenne de réception de signaux ADS-B 30. Le plan de masse 32 est formé d'un circuit imprimé époxy-cuivre. L'antenne de réception de signaux ADS-B 30 comporte à une extrémité de connexion une sortie coaxiale 33 permettant de connecter l'antenne de réception de signaux ADS-B 30 à un système de traitement d'information comme cela sera décrit ultérieurement.
Le boîtier 20 comporte ici principalement deux portions tubulaires allongées 21, 22 s'étendant dans l'axe l'une de l'autre selon une direction longitudinale parallèle à la direction longitudinale Y de l'antenne ADS-B 30.
Une portion tubulaire supérieure 21 est conçue pour loger l'antenne de réception de signaux ADS-B 30.
Les portions tubulaires 21, 22 sont couplées l'une à l'autre par une portion élargie 23 destinée à loger le plan de masse 32.
Dans ce mode de réalisation, la portion élargie 23 est formée de deux coques en forme de disque, fixées chacune à une portion tubulaire 21,22 du boîtier 20.
Les portions tubulaires 21, 22 du boîtier 20 et la portion élargie 23 sont réalisées par exemple dans un matériau plastique rigide, et par exemple en PVC, et sont solidaires les unes des autres dans la station de réception de signaux 10.
Les portions tubulaires 21, 22 et la portion élargie 23 constituent ainsi une première partie de boîtier 20 destinée à être fixée au mât 11.
Dans ce mode de réalisation, la fixation au mât 11 est réalisée par le collier de serrage 12 fixé autour d'une portion tubulaire inférieure 22 s'étendant sous la portion élargie 23 lorsque la station de réception de signaux 10 est montée sur le mât 11.
La station de réception de signaux 10 comprend également une antenne de réception de signaux GPS 40 comme visible aux figures 2 et 3.
Dans ce mode de réalisation, l'antenne de réception de signaux GPS 40 est fixée sur le plan de masse 32.
Afin de limiter la perturbation apportée par l'antenne de réception de signaux GPS 40 vis-à-vis de la réception des signaux ADS-B, l'antenne de réception de signaux GPS 40 est de préférence montée à la périphérie du plan de masse 32.
Dans ce mode de réalisation où le plan de masse 32 est formé d'un disque, l'antenne de réception de signaux GPS 40 est de préférence disposée à proximité de la périphérie du disque. L'antenne de réception de signaux GPS 40 est ainsi logée avec le plan de masse 32 dans le boîtier 20, et ici dans la portion élargie 23 du boîtier 20.
Comme bien illustré à la figure 3, l'antenne de réception de signaux GPS 40 comporte une sortie coaxiale 41 destinée au raccordement de l'antenne de réception de signaux GPS 40 à un système de traitement d'information décrit ci-après. L'antenne de réception de signaux ADS-B 30 et l'antenne de réception de signaux GPS 40 sont connectées à un module électronique de réception et de traitement 50 directement à l'intérieur du boîtier 20.
Ainsi, le module électronique de réception et de traitement 50 de signaux ADS-B et de signaux GPS est intégré au boîtier 20, dans la station de réception de signaux 10 destinée à être fixée en haut du mât 11.
En pratique, le module électronique de réception et de traitement 50 est réalisé à partir d’un circuit imprimé comportant l’ensemble des moyens d’acquisition, d’amplification, et de traitement des signaux reçus par les antennes de réception des signaux ADS-B 30 et de signaux GPS 40.
En pratique, le circuit imprimé du module électronique de réception et de traitement 50 peut être réalisé sur une carte.
Il peut également être réparti sur plusieurs cartes de circuit imprimé, permettant la séparation des fonctionnalités du module électronique de réception et de traitement 50.
La séparation des fonctionnalités du module électronique de réception et de traitement 50 permet notamment de séparer la partie réception de signaux, plus sensible aux parasites, des autres parties de traitement des signaux.
Un tel module électronique de réception de traitement de signaux 50 n’a pas besoin d’être décrit plus en détail dans sa structure : il peut se présenter sous la forme d’une ou plusieurs cartes de circuit imprimé comportant des composants usuels pour le traitement de signaux, et notamment un microprocesseur adapté à coopérer avec une mémoire de masse, du type carte micro SD (Micro Secure Digital Card en terminologie anglo-saxonne) et une mémoire vive pour la mémorisation des logiciels de calcul et de traitement et des données acquises en cours de traitement.
Le module électronique de réception et traitement 50 est incorporé dans un étui 60 destiné à être logé dans le boîtier 20. A titre d'exemple, l’étui 60 est réalisé à partir d’un bloc d’aluminium formant une armature logeant le module électronique de réception et de traitement 50.
Comme bien illustré à la figure 3, l’étui 60 comporte à une première extrémité 61 deux prises 62 destinées à connecter les sorties coaxiales 33, 41 respectivement de l’antenne de réception de signaux ADS-B 30 et de l’antenne de réception de signaux GPS 40 au module électronique de réception et de traitement 50.
Les prises 62 peuvent être des prises SMB (acronyme des termes "Sub Miniature Version B") utilisées classiquement pour la connexion de câbles coaxiaux.
Comme bien illustré à la figure 4, l’étui 60 comporte à une seconde extrémité 63 une prise de sortie formant un connecteur 64 d’un câble réseau.
Le connecteur 64 peut être typiquement un connecteur RJ 45 ("Registered Jack 45') utilisé dans le câblage réseau du type Ethernet. L’étui 60 comporte ainsi un connecteur 64 adapté à relier le module électronique de réception de traitement 50 à une station de traitement de signaux déportée (non illustrée). L’étui 60 se présente dans ce mode de réalisation sous la forme d’une structure sensiblement parallélépipédique allongée selon la direction longitudinale Y, comportant les extrémités 61,63 décrites précédemment. L’étui 60 est destiné à être fixé de manière détachable à l’intérieur du boîtier 20.
Ainsi, le module électronique de réception et de traitement 50 peut être démonté de la station de réception de signaux 10 en vue de son changement ou réparation.
Afin de rendre possible l’accès et le démontage de l’étui 60, le boîtier 20 comporte une deuxième partie 24 fixée de manière démontable sur la première partie de boîtier 20.
Dans ce mode de réalisation, la deuxième partie 24 est fixée de manière démontable à une extrémité libre de la portion tubulaire inférieure 22 de la première partie de boîtier 20. L’étui 60 est destiné à être logé dans le boîtier 20 dans la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20.
Ainsi, lorsque l'étui 60 est logé dans le boîtier 20, l’étui 60 s’étend sous le plan de masse 32 duquel débouchent les sorties coaxiales 33, 41 des deux antennes 30, 40.
Dans ce mode de réalisation, comme illustré à la figure 4, la deuxième partie 24 de boîtier 20 comporte une portion filetée 24a destinée à coopérer avec une portion filetée complémentaire 22a de la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20.
La portion filetée complémentaire 22a est localisée à proximité de l'extrémité libre de la portion tubulaire inférieure 22, opposée à l'autre extrémité raccordée à la portion élargie 23 du boîtier 20.
La deuxième partie 24 de boîtier 20 est adaptée au montage étanche d’un câble réseau 70 muni à son extrémité d’une prise de connexion 71 destinée à coopérer avec la prise de sortie formant connecteur 64 prévu à la seconde extrémité 63 de l’étui 60.
De manière classique, le câble réseau 70 est monté de manière étanche grâce à un presse-étoupe 72 au niveau d’un orifice aménagé pour le passage du câble réseau 70 dans la deuxième partie 24 de boîtier 20.
Comme illustré schématiquement à la figure 1, le câble réseau 70 peut être fixé en plusieurs points le long du mât 11 pour permettre son retour au sol et la liaison avec une station au sol {ground station) déportée.
La deuxième partie 24 de boîtier 20 forme un capot de protection autour de la connexion du câble réseau 70.
Dans ce mode de réalisation où le boîtier comprend deux portions tubulaires 21, 22, la deuxième partie 24 de boîtier est formée d’une troisième portion tubulaire 24 s’étendant dans le prolongement de la portion tubulaire inférieure 22.
Le boîtier 20 peut présenter une longueur comprise entre 60 et 100 cm selon la direction longitudinale Y.
Par ailleurs, afin de réaliser le montage en translation selon la direction longitudinale Y de l’étui 60 à l’intérieur du boîtier 20, et permettre notamment la connexion des sorties coaxiales 33, 41 avec respectivement les prises 62, l’étui 60 comporte un pas de vis 66 monté libre en rotation sur l’étui 60 et monté fixe en translation selon la direction longitudinale Y de l’étui 60, correspondant à la direction longitudinale Y de la première partie de boîtier 20.
La première partie du boîtier 20 comporte un filetage complémentaire 22b, adapté à coopérer avec le pas de vis 66 de l’étui 60.
Dans ce mode de réalisation, le filetage complémentaire 22b est situé sur une paroi interne de la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20.
Ainsi, l’étui 60 peut être monté par vissage à l’intérieur de la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20. Grâce au montage libre en rotation du pas de vis 66, le vissage de l’étui 60 a pour effet de déplacer en translation l’étui 60 à l’intérieur du boîtier 20 pour réaliser la connexion par enfichage des prises 62 dans les sorties coaxiales 33, 41.
Des moyens de détrompage peuvent en outre être prévus entre l’étui 60 et le boîtier 20 afin d’assurer un positionnement correct de l’étui autour de la direction longitudinal Y du boîtier 20.
Les moyens de détrompage peuvent être classiques et réalisés par tous types de rainures ou encoches complémentaires prévues sur l’étui 60 et la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20.
Dans ce mode de réalisation, et de manière non limitative, l'étui 60 comporte à proximité de la première extrémité 61 une nervure 68 destinée à coopérer avec une rainure complémentaire (non illustrée) prévue sur une face interne du boîtier 20, et plus particulièrement sur une face interne de la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20.
Par ailleurs, comme visible à la figure 6, un joint 67 est prévu pour assurer l'étanchéité entre l'étui 60 et la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20. A cet effet, la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20 comporte sur sa face interne un épaulement 22c, au-delà du filetage complémentaire 22b.
Le joint 67 est alors comprimé contre cet épaulement 22c lors du montage par vissage de l'étui 60 dans la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20.
Comme bien illustré à la figure 5, la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20 comporte ainsi sur une face interne le filetage complémentaire 22b, adapté à coopérer avec le pas de vis 66 de l’étui 60, et la portion filetée complémentaire 22a disposée à l’extrémité terminale inférieure de la portion tubulaire inférieure 22, adaptée à coopérer avec la portion filetée 24a de la deuxième partie 24 de boîtier 20.
Comme bien illustré à la figure 5, le pas de vis 66 monté libre en rotation sur l’étui 60 comporte dans ce mode de réalisation une première partie filetée 66a s’étendant sur l’intégralité de la périphérie de l’étui 60 et se prolongeant sur une partie crénelée 66b permettant un vissage manuel.
Dans ce mode de réalisation, la partie crénelée 66b comporte, de manière non limitative, quatre créneaux 66b portant le filetage du pas de vis 66 et adaptés à coopérer avec le filetage complémentaire 22b prévu dans la première partie de boîtier 20.
Les quatre créneaux 66b sont disposés symétriquement sur la périphérie de l'étui 60.
De manière complémentaire, la deuxième partie 24 de boîtier 20 comporte des crans 24b montés de manière rétractable à une extrémité de la deuxième partie 24 du boîtier 20 destiné à être fixé de manière démontable sur la première partie du boîtier 20.
Tout type de mécanisme permettant le montage en position rétractée des crans 24b, jusqu'à ce qu'un opérateur agisse sur le mécanisme pour positionner les crans 24b en saillie, peut être utilisé pour équiper la deuxième partie 24 de boîtier 20 de crans rétractables 24b.
De manière analogue, dans ce mode de réalisation, et comme visible à la figure 6, la deuxième partie 24 de boîtier comporte quatre crans rétractables 24b. Les crans rétractables 24b peuvent occuper une position rétractée dans la deuxième partie 24 de boîtier 20, ou une position en saillie telle qu’illustrée à la figure 6, s’étendant au-delà de la portion filetée complémentaire 24a de la deuxième partie 24 du boîtier 20.
Les crans rétractables 24b sont destinés à coopérer avec les créneaux 66b de l’étui 60 afin d’exercer une force dans le sens de dévissage pour le démontage de l’étui 60, notamment en cas de collage du joint 67.
On va décrire à présent une opération de changement du module électronique de réception et de traitement 50 de la station de réception de signaux 10 décrite précédemment.
On notera que cette opération de changement du module électronique de réception et de traitement 50 peut être réalisée par un opérateur directement en hauteur, la station de réception de signaux 10 restant fixée à l'extrémité du mât 11. L’opérateur dévisse tout d’abord le presse-étoupe 72 de la deuxième partie 24 de boîtier 20 pour libérer le câble 70 et la deuxième partie 24 du boîtier 20 est dévissée de la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20.
La connexion du câble 70 au niveau du connecteur 64 est ainsi apparente, la deuxième partie 24 du boîtier 20 pouvant coulisser le long du câble 70. L'opérateur procède ensuite au dévissage de l'étui 60 monté à l'intérieur du boîtier 20.
Pour cela, les crans rétractables 24b sont, si nécessaire, placés en saillie pour coopérer avec les créneaux 66b et faciliter le dévissage de l'étui 60 en exerçant une force en rotation sur le pas de vis 66.
La fin de l'extraction de l'étui 60 peut ensuite s'effectuer en dévissant à la main.
On notera que pour éviter toute chute du module électronique de réception et de traitement 50 logé à l'intérieur de l'étui 60, ce dernier reste connecté au câble 70 en permanence.
Une fois l'étui 60 placé dans la sacoche de l'opérateur, ce dernier débranche la prise de connexion 71 du connecteur 64 de l'étui 60.
On notera qu'à cette étape, si l'opérateur ne remplace pas immédiatement le module électronique de réception et de traitement 50, il est possible de revisser la deuxième partie 24 de boîtier 20 sur la première partie de boîtier 20 et de maintenir ainsi l'ensemble étanche dans l'attente du remplacement du module électronique de réception et de traitement 50.
Lorsque l'opérateur procède au branchement d'un nouvel étui 60 logeant un module électronique de réception et de traitement 50, il réalise tout d'abord le branchement du câble réseau 70 au connecteur 64 de l'étui 60. L'opérateur positionne ensuite l'étui 60 à l'intérieur de la première partie de boîtier, en recherchant, par pivotement de l'étui 60, la position adéquate correspondant aux moyens de détrompage.
Puis il procède au vissage de l'étui 60 grâce au pas de vis 66, monté libre en rotation sur l'étui 60, à l'intérieur de la portion tubulaire inférieure 22 de la première partie de boîtier 20.
Le déplacement en translation de l'étui 60, selon la direction longitudinale Y, permet de déplacer l'étui 60 vers le haut à l'intérieur du boîtier 20 et de réaliser la connexion des sorties coaxiales 33, 41 de l'antenne de réception de signaux ADS-B 30 et de l'antenne de réception de signaux GPS 40.
Le montage par vissage de l'étui 60 se poursuit jusqu'à serrage du joint 67 placé à la base de l'étui 60, à proximité du pas de vis 66.
Ainsi, le serrage manuel permet de réaliser l'étanchéité du montage.
Une fois l'étui 60 en place dans la première partie de boîtier 20, l'opérateur visse la deuxième partie 24 de boîtier 20 sur la portion tubulaire inférieure 22 du boîtier 20, puis referme le presse-étoupe 72 pour assurer l'étanchéité et le maintien du câble réseau 70.
Ainsi, il est possible de monter et démonter le module électronique de réception et de traitement 50 disposé à l'intérieur du boîtier 20 fixé au mât 11. L'entretien et la réparation de la station de réception de signaux 10 en sont facilités.
Le module électronique de réception et de traitement 50 comprend des moyens de calcul adaptés à dater les signaux ADS-B reçus et/ou à vérifier le positionnement géographique de l'antenne de réception de signaux ADS-B 30 à partir des signaux GPS reçus par l'antenne de réception de signaux GPS 40.
La station de réception de signaux 10 intègre ainsi les moyens électroniques de traitement du signal ADS-B.
La co-implantation des deux antennes de réception des signaux ADS-B 30 et des signaux GPS 40 ainsi que l'absence de distance entre ces antennes et le module électronique de réception et de traitement 50 des signaux suppriment les risques d'erreurs de mesure contrairement aux installations mettant en œuvre des câbles de transmission entre chaque antenne et leur récepteur.
Ainsi, il n'est pas nécessaire de mesurer les longueurs de câble de transmission, ni les positionnements relatifs des antennes en latitude, longitude et altitude pour les calculs de positionnement d'aéronef par multilatération.
En effet, le calcul par multilatération met en œuvre plusieurs antennes de réception de signaux ADS-B. A partir de la datation de la réception des signaux, et ainsi de la différence des temps de propagation des signaux reçus à chaque antenne, il est possible de calculer le positionnement précis de l'aéronef.
La station de réception de signaux décrite précédemment permet d'obtenir à partir de tous les signaux 1090 MHz (signaux ADS-B et autres signaux issues des transpondeurs) des données synchronisées dans le temps, permettant des calculs simplifiés de positionnement par multilatération.
Le module électronique de réception et de traitement de signaux 50 peut intégrer des fonctions plus ou moins élaborées de traitement des signaux.
En particulier, le module électronique de réception et de traitement 50 peut comporter des moyens de génération de messages selon le standard d'échange ASTERIX catégorie 21, permettant de définir un format des données transportées en vue de leur visualisation sur un écran de contrôle pour le contrôle du trafic aérien.
Alors que les messages sont générés traditionnellement par une station au sol (ground station), cette fonction peut être mise en oeuvre directement au niveau de la station de réception de signaux 10 placée en haut d'un mât.
La station de réception de signaux 10 est ainsi analogue à une ground station dans son fonctionnement et permet d'intégrer l'ensemble des exigences réglementaires pour la génération de messages selon la catégorie ASTERIX, et notamment des messages d'échange ADS-B (catégorie ASTERIX 21) et de supervision (catégorie ASTERIX 23).
En particulier, le module électronique de réception et de traitement 50 permet de vérifier et corriger des erreurs dans les messages reçus, de surveiller différents paramètres (température, humidité, ...), de contrôler le seuil de bruit ainsi que le nombre de pistes reçues, un pourcentage d'erreurs, un pourcentage de corrections,...
Il comporte également des moyens permettant le paramétrage à distance et la mise à jour et configuration de la station de réception de signaux 10.
Le module électronique de réception et de traitement 50 peut également avoir des fonctions de supervision, de sauvegarde des fichiers traces, de cryptage de la liaison de données, de vérification de l'ensemble de la chaîne de réception de signaux, ...
En particulier, le module électronique de réception et de traitement 50 peut incorporer des moyens de test permettant de vérifier le bon fonctionnement de la réception des signaux ADS-B.
Le module électronique de réception et de traitement 50 est ainsi adapté à générer un message de test ADS-B, ce message étant injecté par rayonnement sur l'étage d'entrée du module électronique de réception et de traitement 50.
On évite ainsi, contrairement à l'état de la technique, l'utilisation d'un émetteur extérieur pour adresser un message de test ADS-B à l'antenne de réception de signaux ADS-B 30. Le contrôle de l'ensemble de la chaîne de réception des signaux, en analysant le message en sortie de la station de réception de signaux 10, est ainsi simplifié.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrit précédemment.
En particulier, le mode de réalisation spécifique décrit précédemment du boîtier 20 destiné à loger l'antenne de réception de signaux ADS-B, l'antenne de réception de signaux GPS et le module électronique de réception et de traitement des signaux ADS-B et des signaux GPS n'est pas limitatif.
La présente invention s'étend à tout type de structure et configuration de boîtier permettant de réaliser, à l'intérieur de ce boîtier, la connexion des antennes de réception de signaux ADS-B et de signaux GPS au module électronique de réception et de traitement.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Station de réception de signaux pour un système de surveillance ADS-B mis en œuvre dans le contrôle du trafic aérien, caractérisée en ce qu'elle comprend un boîtier (20) destiné à être fixé à un mât (11), ledit boîtier (20) comprenant une antenne de réception de signaux ADS-B (30), une antenne de réception de signaux GPS (40) et un module électronique de réception et de traitement (50) de signaux ADS-B et de signaux GPS, lesdites antennes de réception de signaux ADS-B (30) et de signaux GPS (40) étant connectées audit module électronique de réception et de traitement (50) à l'intérieur dudit boîtier (20).
  2. 2. Station de réception conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que le module électronique de réception et de traitement (50) de signaux comprend des moyens de calcul adaptés à dater les signaux ADS-B reçus et/ou à vérifier le positionnement géographique de ladite antenne de réception de signaux ADS-B (30) à partir des signaux GPS reçus.
  3. 3. Station de réception conforme à la revendication 2, caractérisée en ce que le module électronique de réception et de traitement (50) de signaux comprend des moyens de génération de messages selon le standard d'échange ASTERIX catégorie 21.
  4. 4. Station de réception conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit module électronique de réception et de traitement (50) est incorporé dans un étui (60) fixé de manière détachable à l'intérieur dudit boîtier (20).
  5. 5. Station de réception conforme à la revendication 4, caractérisée en ce que ledit étui (60) comporte deux prises de connexion (62) adaptées respectivement à être connectées à une sortie coaxiale (33) de ladite antenne de réception de signaux ADS-B (30) et à une sortie coaxiale (41) de ladite antenne de réception de signaux GPS (40).
  6. 6. Station de réception conforme à l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que ledit étui (60) comporte un connecteur (64) d'un câble réseau (70) adapté à relier ledit module électronique de réception et de traitement (50) à une station de traitement de signaux déportée.
  7. 7. Station de réception conforme à l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que ledit boîtier (20) comprend deux parties, une première partie (21, 22, 23) étant destinée à être fixée à un mât (11) et une deuxième partie (24) étant fixée de manière démontable sur ladite première partie (21,22, 23), ledit étui (60) étant accessible dans ledit boîtier (20) lorsque ladite deuxième partie (24) de boîtier (20) est démontée de ladite première partie (21, 22, 23) de boîtier (20).
  8. 8. Station de réception conforme à la revendication 7, caractérisée en ce que ladite première partie (21,22, 23) du boîtier (20) comporte un filetage (22b) adapté à coopérer avec un pas de vis (66) monté libre en rotation sur ledit étui (60) et monté fixe en translation selon une direction longitudinale (Y) dudit étui (60) et de ladite première partie (21,22, 23) de boîtier (20).
  9. 9. Station de réception conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'antenne de réception de signaux ADS-B (30) est montée au centre d'un plan de masse (32) incorporé dans ledit boîtier (20) et l'antenne de réception de signaux GPS (40) est fixée sur ledit plan de masse (32).
  10. 10. Station de réception conforme à la revendication 9, caractérisée en ce que ladite antenne de réception de signaux GPS (40) est montée à la périphérie dudit plan de masse (32).
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