Language selection

Search

Patent 2077049 Summary

Third-party information liability

Some of the information on this Web page has been provided by external sources. The Government of Canada is not responsible for the accuracy, reliability or currency of the information supplied by external sources. Users wishing to rely upon this information should consult directly with the source of the information. Content provided by external sources is not subject to official languages, privacy and accessibility requirements.

Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 2077049
(54) English Title: SYSTEME DE LOCALISATION PAR ONDES ELECTROMAGNETIQUES HYPERFREQUENCES
(54) French Title: MICROWAVE LOCATING SYSTEM
Status: Expired and beyond the Period of Reversal
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • G01S 11/06 (2006.01)
  • B61L 3/22 (2006.01)
  • B61L 25/02 (2006.01)
  • H01Q 1/32 (2006.01)
  • H01Q 21/00 (2006.01)
(72) Inventors :
  • HEDDEBAUT, MARC (France)
  • BERBINEAU, MARION (France)
  • LASSALLE, STEPHANE (France)
  • DEGAUQUE, PIERRE (France)
(73) Owners :
  • GEC ALSTHOM S.A.
(71) Applicants :
  • GEC ALSTHOM S.A. (France)
(74) Agent: ROBIC AGENCE PI S.E.C./ROBIC IP AGENCY LP
(74) Associate agent:
(45) Issued: 1996-08-06
(22) Filed Date: 1992-08-27
(41) Open to Public Inspection: 1993-03-01
Examination requested: 1992-08-27
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
91 10 787 (France) 1991-08-30

Abstracts

French Abstract


Système de localisation, par ondes électromagné-
tiques hyperfréquences, d'un élément mobile, comportant un
tube creux formant guide d'ondes, des éléments d'alimenta-
tion de ce guide d'ondes en ondes hyperfréquences, une
balise de localisation rayonnant dans l'espace libre une
onde électromagnétique obtenue à partir de l'onde hyper-
fréquences et une antenne dite de localisation, solidaire
dudit élément mobile et apte à recevoir l'onde électro-
magnétique rayonnée par ladite balise. La balise de
localisation est telle qu'elle permette la transmission
entre cette balise et l'antenne d'un seul signal de champ
électrique permettant la transmission d'un message de
localisation.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


-14-
REVENDICATIONS
1) Système de localisation, par ondes électromagnétiques
hyperfréquences, d'un élément mobile, comportant un tube creux (1)
formant guide d'ondes, des moyens (2) d'alimentation de ce guide
d'ondes en ondes hyperfréquences, une balise de localisation (3)
rayonnant dans l'espace libre une onde électromagnétique obtenue à
partir de l'onde hyperfréquence se propageant dans le guide et une
antenne dite de localisation (5), solidaire dudit élément mobile et
apte à recevoir l'onde électromagnétique rayonnée par ladite
balise, caractérisé en ce que ladite balise de localisation est
telle qu'elle permette la transmission entre cette balise et ladite
antenne d'un seul signal de champ électrique permettant la
transmission d'un message de localisation.
2) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit
message de localisation est gravé sur ladite balise , laquelle
comporte à cet effet un certain nombre de fentes rayonnantes
percées sur ledit guide d'ondes et agencées de manière à former un
symbole ou une succession de symboles reconnaissables
individuellement par analyse de l'évolution de l'un au moins des
paramètres dudit signal de champ électrique reçu par ladite antenne
de localisation au cours du passage dudit élément mobile au-dessus
de ladite balise.
3) Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit
paramètre est l'amplitude.
4) Système selon la revendication 2 caractérisé en ce que ledit
paramètre est la phase.
5) Système selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un
symbole est formé d'une (F11) ou de plusieurs fentes axiales (F11,
F12) disposées d'un même côté du guide par rapport à l'axe de ce
guide.
6) Système selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un
symbole est formé de deux ensembles (E1, E2) d'une ou de plusieurs
fentes axiales disposées d'un même côté du guide par rapport à
l'axe de ce guide, lesdits ensembles étant disposés symétriquement
par rapport à l'axe du guide.

-15-
7) Système selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un
symbole est formé de deux groupes (G1, G2) formés chacun d'un ou de
deux ensembles d'une ou de plusieurs fentes axiales disposées d'un
même côté du guide par rapport à l'axe de ce guide, lesdits
ensembles étant disposés symétriquement par rapport à l'axe du
guide, et lesdits groupes étant disposés symétriquement par rapport
à un axe orthogonal à l'axe du guide, et étant espacés d'un
multiple entier de ?? , où ? g désigne la longueur d'onde guidée.
8) Système selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un
symbole est formé de deux groupes (G'1, G'2) formés chacun d'un ou
de deux ensembles d'une ou de plusieurs fentes axiales disposées
d'un même côté du guide par rapport à l'axe de ce guide-, lesdits
ensembles étant disposés symétriquement par rapport à l'axe du
guide, et lesdits groupes étant disposés symétriquement par rapport
à un axe orthogonal à l'axe du guide, et étant espacés d'un
multiple entier de ? g, où?g désigne la longueur d'onde guidée.
9) Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un
symbole est formé d'une fente axiale Fo disposée à une abscisse,
sur un axe parallèle à l'axe du guide, négative par rapport à une
abscisse déterminée z'o servant de référence et correspondant à un
instant d'échantillonnage dudit signal de champ électrique.
10) Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite
fente axiale est en outre disposée à une abscisse positive ou
négative par rapport à une abscisse déterminée y'o servant de
référence sur un axe transversal du guide.
11) Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un
symbole est formé d'une fente axiale F'o disposée à une abscisse,
sur un axe parallèle à l'axe du guide, positive par rapport à une
abscisse déterminée z'o servant de référence et correspondant à un
instant d'échantillonnage dudit signal de champ électrique.
12) Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite
fente axiale est en outre disposée à une abscisse positive ou
négative par rapport à une abscisse y'o servant de référence sur un
axe transversal du guide.

-16-
13) Système selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce
que ladite antenne de localisation comporte deux antennes (10, 11)
disposées symétriquement par rapport à l'axe du guide, sensiblement
à l'aplomb desdits ensembles au passage au-dessus dudit symbole,
des moyens (13) de déphasage de 180° l'un par rapport à l'autre des
signaux reçus par lesdites antennes, et des moyens (12) de
sommation des signaux ainsi déphasés.
14) Système selon la revendication 9, caractérisé en
ce que ladite antenne de localisation comporte deux antennes
disposées symétriquement par rapport à un axe orthogonal à l'axe du
guide, de façon à ce que cet axe orthogonal se trouve sensiblement
à l'aplomb de ladite abscisse déterminée z'o par rapport auxdits
instants d'échantillonnage au passage au-dessus dudit symbole, et
un détecteur (16) de signe de la différence de phase des signaux
reçus par ces antennes.
15) Système selon la revendication 10 ou 12,
caractérisé en ce que ladite antenne de localisation comporte en
outre deux antennes disposées symétriquement par rapport à un axe
parallèle à l'axe du guide, de façon à ce que cet axe se trouve
sensiblement à l'aplomb de ladite abscisse déterminée y'o au
passage au-dessus dudit symbole, et un détecteur de signe de la
différence de phase des signaux reçus par ces deux antennes.
16) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite
balise (3) comporte des moyens pour prélever, sur le guide d'onde,
de l'énergie hyperfréquence à une fréquence déterminée, qui
constitue une fréquence porteuse d'un message de localisation, des
moyens (4) pour rayonner dans l'espace libre l'énergie ainsi
prélevée, et en aval de ladite antenne de (5) localisation, des
moyens (6) de détection dudit message de localisation.
17) Système selon la revendication 16, caractérisé en ce que ladite
fréquence est identique pour différentes balises.
18) Système selon la revendication 16, caractérisé en ce que ladite
fréquence est différente pour différentes balises, et en ce que
chaque balise comporte en outre des moyens de filtrage de la
fréquence correspondante, dans l'énergie hyperfréquence prelevée.

17
19. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce
qu'un symbole est formé d'une fente axiale F'o disposée à
une abscisse, sur un axe parallèle à l'axe du guide,
positive par rapport à une abscisse déterminée Z'o servant
de référence et correspondant à un instant d'échantillonnage
dudit signal de champ électrique.
20. Système selon la revendication 19, caractérisé en ce
que ladite antenne de localisation comporte deux antennes
disposées symétriquement par rapport à un axe orthogonal à
l'axe du guide, de façon à ce que cet axe orthogonal se
trouve sensiblement à l'aplomb de ladite abscisse déterminée
Z'o par rapport auxdits instants d'échantillonnage au
passage au-dessus dudit symbole, et un détecteur (16) de
signe de la différence de phase des signaux reçus par ces
antennes.
21. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce
que ladite antenne de localisation comporte deux antennes
disposées symétriquement par rapport à un axe orthogonal à
l'axe du guide, de façon à ce que cet axe orthogonal se
trouve sensiblement à l'aplomb de ladite abscisse déterminée
Z'o par rapport auxdits instants d'échantillonnage au
passage au-dessus dudit symbole, et un détecteur (16) de
signe de la différence de phase des signaux reçus par ces
antennes.
22. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce
que ladite antenne de localisation comporte deux antennes
disposées symétriquement par rapport à un axe orthogonal à
l'axe du guide, de façon à ce que cet axe orthogonal se
trouve sensiblement à l'aplomb de ladite abscisse déterminée

18
z'o par rapport auxdits instants d'échantillonnage au
passage au-dessus dudit symbole, et un détecteur (16) de
signe de la différence de phase des signaux reçus par ces
antennes.
23. Système selon la revendication 21 ou 22, caractérisé en
ce que ladite antenne de localisation comporte en outre deux
antennes disposées symétriquement par rapport à un axe
parallèle à l'axe du guide, de façon à ce que cet axe se
trouve sensiblement à l'aplomb de ladite abscisse déterminée
y'o au passage au-dessus dudit symbole, et un détecteur de
signe de la différence de phase des signaux reçus par ces
deux antennes.
24. Système selon la revendication 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,
9, 10, 11, 12, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 21 ou 22, caractérisé
en ce que ladite balise comporte des moyens pour prélever,
sur le guide d'ondes, de l'énergie hyperfréquence à une fré-
quence déterminée, qui constitue une fréquence porteuse d'un
message de localisation, des moyens pour rayonner dans
l'espace libre l'énergie ainsi prélevée, et en aval de
ladite antenne de localisation, des moyens de détection
dudit message de localisation.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


2077~9
--1--
Système de localisation par ondes élec~,~ agnétiques hyperfréquence~
La présente invention concerne un système de localisation, par
ondes électromagnétiques hyperfréquences.
On conna~t, par le brevet français n2 608 119, un système de
localisation d'un véhicule ferroviaire, comportant un tube creux
parallèle à la voie, formant guide d'ondes, dont une face émissive
est percée d'un réseau d'ouvertures de passage d'un rayonnement
électromagnétique en hyperfréquence, un organe d'alimentation de ce
tube creux en ondes hyperfréquences, et une antenne pour la
10 réception d'ondes hyperfréquences disposée à bord du véhicule
ferroviaire et à proximité de la face du tube percée d'un réseau
d'ouvertures, ce réseau d'ouvertures étant tel qu'il permette la
transmission entre ces ouvertures et ladite antenne de deux signaux
distincts de champ électrique.
Plus précisément, en vue de réaliser une localisation absolue
du véhicule, certaines ouvertures de la face émissive du tube creux
sont perpendiculaires à l'axe de ce tube, et certaines autres
obliques par rapport à cet axe, disposées selon un motif
particulier correspondant à un codage approprié, les ouvertures
20 perpendiculaires à l'axe transmettant une composante axiale et les
ouvertures obliques par rapport à l'axe transmettant en outre une
composante perpendiculaire.
Ce document enseigne également une façon de réaliser
simult~n~ -nt une transmission d'informations entre un véhicule
ferroviaire et un poste de contrôle de trafic, et une localisation
relative de ce véhicule, qui consiste à choisir, pour l'organe
d'alimentation du guide d'onde en ondes hyperfréquences un émetteur
sur deux hyperfréquences différentes, l'une, dédiée à la
transmission, procurant une amplitude constante du signal de champ
30 électrique reçu par une antenne dite de réception disposée à bord
du véhicule, et l'autre, dédiée à la localisation, procurant des
fluctuations d'amplitude importantes du signal de champ électrique
reçu par une antenne dite de localisation également disposée à bord
du véhicule, de façon à permettre par comptage du nombre
35 d'ouvertures la mesure de la vitesse du véhicule et donc sa

20770~9
--2--
localisation relative.
La présente invention a pour but la réalisation d'un système
de localisation par ondes électromagnétiques hyperfréquences, qui
ne nécessite, au moins dans une configuration, que le rayonnement
d'un seul signal de champ électrique pour effectuer une
localisation absolue d'un élément mobile, ceci n'excluant cependant
pas que ce système puisse également être utilisé pour effectuer une
localisation relative de cet élément mobile, ou que ladite
configuration puisse ensuite être complétée, pour réaliser la
10 transmission de plus d'un signal de champ électrique, en vue par
exemple de faire remplir à ce système des fonctions supplémentaires
et distinctes de la fonction de localisation elle-m8me, telles que
la transmission d'informations du ou vers ledit élément mobile, la
mesure de la vitesse de cet élément mobile...etc, ou encore, dans
15 le cas où ledit rayonnement est obtenu au moyen d'un certain nombre
de fentes rayonnantes percées sur le guide d'ondes, de fournir
certaines variantes de réalisation de ce système de localisation.
La présente invention a ainsi pour objet un système de
localisation, par ondes électromagnétiques hyperfréquences, d'un
20 élément mobile, comportant un tube creux formant guide d'ondes, des
moyens d'alimentation de ce guide d'ondes en ondes hyperfréquences,
une balise de localisation rayonnant dans l'espace libre une onde
élec~ gnétique obtenue à partir de 1'onde hyperfréquence se
propageant dans le guide, et une antenne dite de localisation,
25 solidaire dudit élément mobile et apte à recevoir l'onde
élec~L~ ~gnétique rayonnée par ladite balise, ledit système de
localisation étant essentiellement caractérisé en ce que ladite
balise de localisation est telle qu'elle permette la transmission
entre cette balise et ladite antenne d'un seul signal de champ
30 électrique permettant la transmission d'un message de localisation.
Suivant un premier mode de réalisation de l'invention, ladite
balise comporte des moyens pour prélever, sur le guide d'ondes, de
l'énergie hyperfréquence à une fréquence déterminée, qui constitue
une fréquence porteuse d'un message de localisation, des moyens
35 pour rayonner dans l'espace libre l'énergie ainsi prélevée, et en

20770~9
aval de ladite antenne de localisation, des moyens de détection
dudit message de localisation.
Suivant un deuxième mode de réalisation de l'invention, ledit
message de localisation est gravé sur ladite balise, laquelle
comporte à cet effet un certain nombre de fentes rayonnantes
percées sur le guide d'ondes et agencées de manière à former un
symbole ou une succesion de symboles reconnaissables
individuellement par analyse de l'évolution de l'un au moins des
paramètres du signal de champ électrique resu par l'antenne de
10 localisation au cours du passage de l'élément mobile au-dessus de
la balise.
D'autres objets et caractéristiques dè la présente invention
apparaltront à la lecture de la description suivante d'exemples de
réalisation, faite en relation avec les dessins ci-annexés dans
15 lesquels :
- la figure 1 est un schéma d'un système de localisation
suivant ledit premier mode de réalisation de l'invention,
- les figures 2, 3, 4, 5, 6, 7 sont des schémas et des
dia~r- YS destinés à rappeler les principes de fonctionnement
20 d'une ouverture rayonnante percée sur un guide d'ondes,
- les figures 8 à 17 sont des schémas destinés à illustrer,
pour ledit deuxième mode de réalisation de l'invention, différents
agencements de fentes rayonnantes possibles pour le codage d'un
symbole, ces différentes agencements étant donnés à titre
d'exemple, et étant représentés en vue de dessus de la face
émissive du guide d'ondes,
- les figures 18 et 19 sont des schémas destinés à illustrer
des formes possibles de réalisation de l'antenne de localisation
dans le cas de ce deuxième mode de réalisation de l'invention,
30 comportant une analyse de l'un des paramètre du champ électrique
rayonné, ce paramètre étant l'amplitude dans le cas de la figure
18, et la phase dans le cas de la figure 19.
Le système de localisation représenté sur la figure 1
et correspondant au premier mode de réalisation de l'invention
35 comporte :

2077~49
- un tube creux 1 formant guide d'ondes en hyperfréquence,
dont seul un tronson est représenté,
- des moyens 2 d'alimentation de ce guide d'ondes en
hyperfréquence, situés à une extrémité de ce guide,
- au moins une balise de localisation, telle que 3, comportant
des moyens, non représentés, tels qu'un coupleur directif, pour
prélever une partie de l'onde hyperfréquence se propageant à
l'intérieur du guide et des moyens tels qu'une fente résonante 4
pour rayonner dans l'espace libre l'onde hyperfréquence ainsi
10 prélever, éventuellement après filtrage, non représenté, d'une
fréquence déterminée porteuse de message de localisation parmi un
ensemble de fréquences transmises simultanément dans le guide, ou
encore d'une fréquence déterminée particulière porteuse d'un
message de localisation particulier destiné à la balise considérée,
15 parmi un ensemble de fréquences porteuses de messages de
localisation destinés à différentes balises,
- et, à bord de l'élément mobile (non représenté) une antenne
de localisation 5, apte à recevoir l'onde élec~LI ~enétique ainsi
rayonnée, et des moyens 6 de détection du message de localisation
20 porté par l'onde électrl ~Enétique reçue par l'antenne 5.
Ces moyens de détection peuvent comporter de façon classique
un filtre passe-bas 7, suivi d'un amplificateur 8, suivi lui-même
d'une diode de détection 9.
Dans la solution ainsi décrite, la balise de localisation est
25 entièrement réalisée par des moyens hyperfréquences, totalement
passifs.
Une variante pour ce premier mode de réalisation consisterait
à utiliser, en remplacement de certains moyens hyperfréquences, des
moyens électroniques tels qu'une diode faisant office de mélangeur,
30 pour la génération d'une onde UHF à partir de ladite fréquence
déterminée (éventuellement après filtrage comme décrit
précédemment) et d'une autre fréquence transmise simultanément dans
le guide, telle qu'une fréquence permettant une transmission
d'informations vers l'élément mobile, ou une mesure de vitesse de
35 cet élément mobile, au moyen du support de transmission que

20770~9
--5--
constitue le guide d'ondes, auquel cas une face de ce guide serait
percée d'un réseau d'ouvertures rayonnantes disposées régulièrement
sur ladite face. L'onde UHF ainsi obtenue serait alors rayonnée par
une antenne miniature.
Ce premier mode de réalisation présente donc la particularité
de transmettre à débit élevé tplusieurs kbits/s) un message de
localisation complet qui peut ainsi être lu même lorsque l'élément
mobile est arrêté au-dessus de la balise.
On notera que le fait de prévoir différentes fréquences
10 porteuses de messages de localisation autorise une localisation
absolue alors que le fait de n'en prévoir qu'une seule n'autorise
qu'une localisation relative.
Il est maintenant décrit un deuxième mode de réalisation, basé
sur un principe différent, qui nécessite, pour la restitution du
15 message de localisation, un déplacement de l'élément mobile
au-dessus de la balise. Suivant ce mode de réalisation, le message
de localisation est gravé sur le guide lui-même, en l'occurence
sous la forme de fentes rayonnantes comme il sera décrit ci-après,
après avoir dans un premier temps rappelé de façon succincte
20 l'évolution spatiale du champ rayonné au-dessus du guide d'onde, en
se basant sur une méthode dite approchée de calcul du champ
électromagnétique rayonné par une ouverture. Cette méthode s'appuie
sur les hypothèses suivantes :
- le champ magnétique de court-circuit est uniforme sur la
surface de l'ouverture (équiphase-équiamplitude),
- les dimensions transversales des ouvertures pratiquées sur
le guide sont petites par rapport à la longueur d'onde,
- le point d'observation est situé à une distance grande
devant la dimension de l'ouverture.
Dès lors on peut montrer que si une ouverture est éclairée par
une onde élec~,~ a~nétique, le champ diffracté par cette ouverture
est équivalent à ceux émis par un dipôle électrique et par deux
dipôles magnétiques ponctuels.
Les ouvertures, en l'occurence rectangulaires, sont assimil~es
35 à des ouvertures elliptiques ayant les mêmes dimensions e~ cs

2077~49
afin de simplifier le calcul des composantes des dipôles. Ces
ouvertures rectangulaires sont en outre en l'occurence des fentes
beaucoup plus longues que larges de fason à limiter l'énergie
rayonnée dans la direction de l'axe de la fente et à négliger le
moment du dipôle électrique équivalent ainsi que celui d'un des
deux dipôles magnétiques.
Le repère orthonormé direct (O, x, y, z) et les systèmes
d'axes associés au guide et à une fente sont ceux rappelés sur la
figure 2.
Dans le cas d'ouvertures rectangulaires très étroites,
d'inclinaison ~ par rapport à l'axe Oz, comme illustré sur la
figure 3, on considère que le moment du dipôle électrique est
négligeable. Les composantes mz et my du moment du dipôle
magnétique équivalent à l'ouverture sont alors données par :
m = r~ ,cos2 ~+ ~m 'sin ~ Hz + ( ~mz'~ ~my') sin ~cos~ Hy
m = ~ z'- ~ ')sin ~co ~ +( ~ 'sin2 ~+ ~ 'cos2~ H
où les termes ~my' et ~ mz' désignent des polar ~abilités
magnétiques
Si on suppose que seul le mode fondamental TEo1 existe le
long de la structure et se propage suivant l'axe des z positifs et
- si on s'intéresse au rayonnement du guide de l'intérieur vers
l'extérieur les composantes H et H du champ magnétique sont
données par les expressions suivantes :
Hy = Hoj ~ ~ sin bY e jkgz avec kc = T et ~c=2b
kc
H Ho cos Y e-jkgz avec kg = 4 ~ ( ~ 2 ~ 2 ~ c
où Ho désigne une constante d'amplitude, et où j désigne le
nombre complexe tel que j2= -1.
En fonction du rapport de la longueur sur la largeur de la
fente considérée, on peut agir sur les termes ~ my~ etYmz,. En

~ 20770919
-7-
fonction de la position transversale de l'ouverture, on peut faire
varier l'amplitude des composantes de champ magnétique Hz et Hy
illuminant celle-ci. Il est donc possible de modifier l'énergie
rayonnée par une fente transversale en fonction de sa position sur
le guide et de ses dimensions. Les figures 4, 5 et 6 donnent
respectivement l'évolution, à l'intérieur du guide, de la
composante du champ magnétique selon l'axe Oy, de la composante du
champ magnétique selon l'axe Oz et de la composante du champ
électrique selon l'axe Ox, par rapport à la dimension transversale
10 du guide.
Dans le cas d'une fente sectorale, l'angle que fait une telle
ouverture avec l'axe du guide est égal à ~ /2; les moments
magnétiques s'écrivent donc : mz = O~my,Hz et my=~mz,Hy
La géométrie des fentes sectorales permet d'imposer à ~ y,
15 une valeur très petite devant celle de ~ mz' De plus si les fentes
sont placées à l'endroit où le champ magnétique Hy est maximal,
c'est-à-dire en y=b/2, le moment magnétique se réduit à sa seule
composante selon Oy. Chaque fente étant considérée comme un dipôle
élémentaire, le champ Ezi rayonné par une ouverture fi s'écrit
20 donc :
E my k2 zO (xM-xi) ( 1 J ) e j ~i
avec r2 (id z )2 + (y y ) +(x x )
~ i =kri +ikg d si Zi )Zo
. =kri-ikg d si Zi ~Z
ou (xM, yM, zM) désignent les coordonnées du point
d'observation M dans le repère (x, y, z), (xi, yi, zi) les
coordonnées de la fente fi dans ce même repère, "d" le pas
inter-fentes, "i" le rang de la fente fi par rapport à une fente fo
choisie arbitrairement, (xo, yo, zo) les coordonnées de cette fente
fo dans le repère (x, y, z), et avec Z0 = 120 ~ .
Le champ total rayonné en un point par un réseau de fentes
sectorales est égal à la somme des champs rayonn~s Ezi en ce point
35 par chaque dipôle élémentaire comme illustré sur la figure 7.

207704~
--8--
Dans le cas de fentes axiales, les moments magnétiques
parallèles à l'axe du guide sont les suivants : m ~ 'H et
z mz z
m = ~ 'H
y my y
Leur géométrie impose dans ce cas que ~ y' présente une
valeur très petite devant celle de ~m '. le moment magnétique
selon Oz sera donc cette fois prépondérant, soit mz = ~z'Hz. Compte
tenu de l'évolution spatiale de la composante Hz, il sera judicieux
de percer les fentes en un point y = b/4 ou y = 3b/4 pour assurer
une amplitude maximale du champ rayonné.
Le champ E i rayonné par une fente axiale considérée comme un
dipôle élémentaire s'exprime de la façon suivante :
E i = m 4 ~ ZO (XMr xi) ( - ~ Jk 2 ~ e i ~i
Les différents agencements de fentes, ou motifs, décrits
5 ci-après en relation avec les figures 8 à 17 exploitent
l'évolution, au cours du passage de l'antenne de localisation de
l'élément mobile au-dessus de la balise, de l'un des paramètres du
champ électrique reçu par l'antenne de localisation, qui, suivant
un premier exemple de réalisation (figures 8 à 15), est
20 l'amplitude, et suivant un deuxième exemple de réalisation,
(figures 16, 17) la phase.
Les motifs des figures 8 à 11, 12 et 14, 13 et 15 permettent
respectivement, grâce à des signatures électromagnétiques
spécifiques, de coder trois symboles distincts.
On notera que des motifs peuvent être regroupés de fason à
constituer des séquences de symboles, et à accro~tre ainsi les
possibilités de codage au moyen du code à "n" symboles choisi.
On notera également que le fait de prévoir soit des symboles
distincts, soit des séquences ayant des signatures
~lectromagnétiques distinctes (suivant le nombre de balises à
différencier) autorise une localisation absolue, alors que le fait
de prévoir un symbole, ou une séquence de symboles, identiques pour
toutes les balises, n'autorise qu'une localisation relative.
Un symbole peut ainsi être codé par la présence soit d'une

20770~9
g
seule fente axiale repérée Fl1 (figure 8) soit d'un ensemble E1 de
fentes axiales, disposées d'un même côté par rapport à l'axe du
guide(figure 9, avec à titre d'exemple deux fentes par ensemble
repérées Fll et F~2) soit de deux fentes axiales, repérées F11 et
5 F22 disposées l'une par rapport à l'autre de façon symétrique par
rapport à l'axe du guide (figure lO), soit de deux ensembles E1 et
E2 de fentes axiales, disposés l'un par rapport à l'autre
symétriquement par rapport à l'axe du guide (figure 11, avec à
titre d'exemple deux fentes par ensemble, repérées respectivement
1~ Fl1, F12 et F21' F22)
Si l'on envisage en outre de coder le symbole complémentaire
de celui correspondant aux motifs ainsi décrits, par l'absence de
motif, le système de localisation doit également comprendre des
moyens d'échantillonnage fournissant à l'élément mobile un signal
15 d'horloge indiquant les instants de prise en compte du signal resu
par l'antenne de localisation, pour la détection de ces symboles,
ou de ces symboles complémentaires.
Ces moyens d'échantillonnage peuvent à titre d'exemple être
formés par un réseau de fentes sectorales qui, alimenté par une
20 fréquence déterminée, procure un diagramme de champ électrique
présentant des fluctuations d'amplitude importantes à l'aplomb
desdites fentes sectorales.
Etant donné l'évolution du champ Hz à l'intérieur du guide
(rappelée figure 5), ces fentes axiales seront avantageusement
25 percées en 8b dans le cas de la figure 8, en - et 4 dans le
cas de la figure 9, en 8 et 87b dans le cas de la figure lO,
et en 8 , 4 , 3b , 87b dans le cas de la figure 11.
Il est néanmoins possible d'augmenter l'amplitude du champ
30 rayonné au-dessus du guide en considérant des fentes axiales plus
excentrées; il faut cependant alors tenir compte des possibles
débattements latéraux de l'élément mobile, et donc de son antenne
de localisation, par rapport à l'axe du guide, l'influence de ces

2077~9
--10--
débattements latéraux étant cependant limitée d'une part en
prévoyant un agencement symétrique de ces fentes par rapport à
l'axe du guide (comme illustré en figures lO et 11), d'autre part
en prévoyant plus d'une fente de part et d'autre de cet axe (comme
illustré en figures 9 et 11).
Dans le cas décrit ici où l'on exploite l'évolution de
l'amplitude du champ électrique resu par l'antenne de localisation
au passage de l'élément mobile au-dessus de ces symboles, cette
antenne est avantageusement formée, suivant le cas, d'une, ou de
10 plusieurs antennes ponctuelles, placées dans une région de l'espace
où l'amplitude du champ électrique resu est n~~ le lors du
passage de l'élément mobile à l'aplomb d'un symbole caractérisé par
une présence de fentes axiales.
Dans le cas de fentes axiales présentes de part et d'autre de
15 l'axe du guide, l'opposition de phase de Hz de part et d'autre de
cet axe entraine l'annulation, au centre du guide et à grande
distance, du champ rayonné par le couple de deux dipôles
correspondant à ces deux fentes alimentées en opposition de phase.
Pour pallier les problèmes posés par l'annulation sur l'axe du
20 guide ( Y= 2 ) du champ Ey rayonné par deux fentes axiales
symétriques par rapport à cet axe, on considère, comme illustré sur
la figure 18, une antenne de localisation assimilée à deux antennes
lO, 11 avantageusement ponctuelles et disposées avantageusement de
fason symétrique par rapport à l'axe du guide et espacées d'une
distance inférieure à la largeur du guide, les signaux resus en ces
points étant sommés dans un sommateur 12 après avoir introduit un
déphasage égal à ~ dans l'une des voies, au moyen d'un déphaseur
13. Avec une telle antenne, le champ électrique rayonné par ces
fentes axiales sera maximal lorsque l'axe des points de réception
30 sera situé au-dessus de l'axe du guide.
Il est en outre possible de coder non plus deux symboles
distincts comme il vient d'être vu, que l'on peut noter, suivant
une notation binaire, O et 1, mais quatre symboles distincts que
l'on peut noter, suivant une notation binaire, OO, O1, 11 et lO, en

2077049
--11--
observant que :
- un motif tel que ceux représentés en figures 8, 9, 10 ou 11,
donne un ~3Xil unique, ce qui permet de coder un premier symbole,
- un motif formé, comme illustré en figures 12 et 14, de deux
groupes repérés G1 et G2, espacés de ~ (où ~ g désigne la
longueur d'onde guidée) et formés chacun soit d'un ensemble tel que
E2 de fentes axiales (figure 14) soit de deux ensembles tels que
- E1, E2 de fentes axiales, donne deux l^Y; -_ ~ séparés par un
minimum tras accentué, ce qui permet de coder un deuxième symbole,
- un motif formé, comme illustré en figures 13 et 15, de deux
groupes, repérés G'l et G'2, espacés de ~ g et formés chacun soit
d'un ensemble tel que E2 de fentes axiales (figure 15) soit de deux
ensembles tels que E1, E2 de fentes axiales (figure 13), donne
trois maximums consécutifs, ce qui permet de coder un troisiame
symbole.
On peut donc associer par exemple le nombre binaire OO à
l'absence de symbole et les nombres binaires 10, O1 et 11
respectivement au premier, au deuxième et au troisiame des symboles
énumérés ci-dessus. La représentation de l'un de ces nombres
2 binaires par l'absence de symbole implique cependant de prévoir des
moyens d'échantillonnage tels que ceux décrits plus haut à titre
d'exemple.
Une autre façon de coder deux symboles distincts, autrement
que par la présence, ou l'absence d'un motif tel que ceux
représentés en figures 8 à 15, qui ne nécessite pas de tels moyens
d'échantillonnage, consiste à prendre pour l'un de ces symboles
l'un des motifs décrits en relation avec l'une des figures 8, 9,
10, 13 et 15, et pour l'autre de ces symboles l'un des motifs
décrits en relation avec les figures 12 et 14, la figure 14 ne se
distinguant de la figure 12 que par une simplification de la
réalisation au plan mécanique, permettant d'éviter qu'un éventuel
défaut de symétrie du motif de part et d'autre de l'axe du guide ne
nuise à la qualité du minimum enregistré en pareil cas entre deux
maximums,et qui permet de différencier nettement la signature

2077û~9
-12-
électromagnétique des deux symboles considérés ici.
On décrit maintenant, en relation avec les figures 16 et 17,
un autre exemple pour ce deuxième mode de réalisation de la
présente invention, cet exemple étant basé sur une analyse de la
phase du champ électrique reçu par l'antenne de localisation lors
du passage de celle-ci au-dessus d'une balise comportant également
des fentes rayonnantes gravées dans le guide d'ondes.
Suivant cette variante, un symbole est représenté par la
présence d'une fente axiale Fo disposée sur le guide à une abs isse
10 négative par rapport à une abscisse déterminée z'O servant de
référence, et le symbole complémentaire par une fente axiale F'o
disposée sur le guide à une abscisse positive par rapport à ladite
abscisse déterminée z'O servant de référence.
L'antenne de localisation comporte alors, comme illustré sur
15 la figure 19, deux antennes élémentaires 14, 15, avantageusement
des antennes ponctuelles disposées à l'aplomb de l'emplacement
desdites fentes axiales lorsque le centre de symétrie de ces
antennes ponctuelles passe à l'aplomb de ladite abscisse déterminée
z'O servant de référence. Cet instant, dit instant
20 d'échantillonnage, est déterminé grâce à des moyens
d'échantillonnage qui peuvent, à titre d'exemple, comme décrit plus
haut et comme illustré sur les figures 16 et 17, être formés par un
réseau de fentes sectorales telles que "f" qui, alimenté par une
fréquence déterminée, procure un diagramme de champ électrique
présentant des fluctuations d'amplitude importantes à l'aplomb
desdites fentes sectorales.
Ainsi, selon la position desdites fentes axiales, à une
abscisse négative ou positive par rapport auxdites abscisses
déterminées servant de référence, c'est-à-dire avant ou après
30 lesdits instants d'échantillonnage, on relève, au moyen d'un
détecteur 16 de signe de la phase du signal de champ électrique
resu, une différence de phase entre les deux antennes élémentaires
soit positive (avance) soit négative (retard), ce qui permet de
coder de façon distincte deux symboles.
Il est possible de définir par rapport à la position

2077049
d'échantillonnage correspondant à l'abscisse z'O (précitée dans
l'exemple donné), une avance/retard de phase selon l'axe
longitudinal (axe des z, comme défini dans l'exemple utilisé) et
simultanément une avance/retard de phase selon un axe transversal
S (axe des y) en gravant une fente axiale (telle Fo ou Fo' de
l'exemple cité) avant ou après la position d'échantillonnage z'O
(selon l'axe z) et à gauche ou à droite d'une abscisse y'O servant
de référence, sur l'axe y.
Un symbole est alors associé à quatre états de phase
10 différents. La fente ainsi gravée peut donc occuper 4 positions :
avant/gauche, avant/droite, arrière/gauche, arrière/droite et
permettre ainsi de doubler la capacité de la balise puisqu 'un
symbole gravé peut permettre de coder un des dibits OO, Ol, lO, ou
11 .
La mesure d'avance/retard de phase selon les 2 axes précités
est effectuée par des équipements différents. Les organes de
réception sont donc 4 antennes solidaires :
- 1 couple d'antennes disposé selon l'axe longitu~in~l (cas
identique à l'exemple cité précédemment), un dispositif
électronique associé permettant la mesure du signal de
déphasage entre les signaux recueillis par ces 2 antennes.
- 1 couple d'antennes disposé selon l'axe transversal, associé
à un dispositif similaire au précédent, permettant la mesure
d'avance/retard de phase entre ces 2 antennes.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

2024-08-01:As part of the Next Generation Patents (NGP) transition, the Canadian Patents Database (CPD) now contains a more detailed Event History, which replicates the Event Log of our new back-office solution.

Please note that "Inactive:" events refers to events no longer in use in our new back-office solution.

For a clearer understanding of the status of the application/patent presented on this page, the site Disclaimer , as well as the definitions for Patent , Event History , Maintenance Fee  and Payment History  should be consulted.

Event History

Description Date
Time Limit for Reversal Expired 2010-08-27
Letter Sent 2009-08-27
Inactive: IPC from MCD 2006-03-11
Inactive: IPC from MCD 2006-03-11
Inactive: IPC from MCD 2006-03-11
Inactive: IPC from MCD 2006-03-11
Inactive: Office letter 2005-11-18
Inactive: Reversal of will be deemed expired status 2005-11-18
Letter Sent 2005-08-29
Grant by Issuance 1996-08-06
Application Published (Open to Public Inspection) 1993-03-01
All Requirements for Examination Determined Compliant 1992-08-27
Request for Examination Requirements Determined Compliant 1992-08-27

Abandonment History

There is no abandonment history.

Fee History

Fee Type Anniversary Year Due Date Paid Date
MF (patent, 5th anniv.) - standard 1997-08-27 1997-07-21
MF (patent, 6th anniv.) - standard 1998-08-27 1998-07-20
MF (patent, 7th anniv.) - standard 1999-08-27 1999-07-13
MF (patent, 8th anniv.) - standard 2000-08-28 2000-07-14
MF (patent, 9th anniv.) - standard 2001-08-27 2001-07-16
MF (patent, 10th anniv.) - standard 2002-08-27 2002-07-18
MF (patent, 11th anniv.) - standard 2003-08-27 2003-07-24
MF (patent, 12th anniv.) - standard 2004-08-27 2004-07-15
MF (patent, 13th anniv.) - standard 2005-08-29 2005-07-11
MF (patent, 14th anniv.) - standard 2006-08-28 2006-07-25
MF (patent, 15th anniv.) - standard 2007-08-27 2007-07-23
MF (patent, 16th anniv.) - standard 2008-08-27 2008-07-24
Owners on Record

Note: Records showing the ownership history in alphabetical order.

Current Owners on Record
GEC ALSTHOM S.A.
Past Owners on Record
MARC HEDDEBAUT
MARION BERBINEAU
PIERRE DEGAUQUE
STEPHANE LASSALLE
Past Owners that do not appear in the "Owners on Record" listing will appear in other documentation within the application.
Documents

To view selected files, please enter reCAPTCHA code :



To view images, click a link in the Document Description column. To download the documents, select one or more checkboxes in the first column and then click the "Download Selected in PDF format (Zip Archive)" or the "Download Selected as Single PDF" button.

List of published and non-published patent-specific documents on the CPD .

If you have any difficulty accessing content, you can call the Client Service Centre at 1-866-997-1936 or send them an e-mail at CIPO Client Service Centre.


Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Cover Page 1994-03-12 1 18
Abstract 1994-03-12 1 19
Drawings 1994-03-12 5 80
Claims 1994-03-12 5 197
Description 1994-03-12 13 530
Cover Page 1996-08-06 1 17
Abstract 1996-08-06 1 22
Description 1996-08-06 13 580
Drawings 1996-08-06 5 59
Claims 1996-08-06 5 220
Representative drawing 1999-06-16 1 7
Maintenance Fee Notice 2009-10-08 1 170
Fees 1994-04-22 1 53
Correspondence 2005-11-18 1 15
Fees 1996-04-29 1 69
Fees 1995-04-28 1 63
PCT Correspondence 1996-05-30 1 34
Courtesy - Office Letter 1993-04-20 1 62
Prosecution correspondence 1996-01-26 3 63
Prosecution correspondence 1994-01-13 2 59
Examiner Requisition 1993-07-16 2 67
Examiner Requisition 1995-10-12 2 68