Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
~13~2'~~~
1
BALISE D'INITIALISATION D'UN VEHICULE A L'ARRET
La présente invention concerne les systèmes
automatiques, au sol et embarqués, de contrôle du trafic sur
les réseaux de transports urbains, en générale, et porte,
plus particulièrement, sur une balise d'initialisation d'un
véhicule à l'arrêt notamment pour système d'aide à la
conduite, à l'exploitation et à la maintenance.
Un système d'aide à la conduite, à l'exploitation et à
la maintenance de l'état de la technique est par exemple
décrit dans la Revue Générale des Chemins de Fer de juin
1990.
Les articles, de la revue ci-dessus, intitulés "SALEM:
objectifs et spécifications" pages 13 à 18, "Principes et
fonctionnement du Système d'Aide à la Conduite, à
l'Exploitation et à la Maintenance (SALEM)" pages 23 à 28 et
"L'installation du système SALEM sur la ligne A du RER"
pages 47 à 51, fournissent la description détaillée de ce
système.
Le systëme SALEM est un système de contrôle de trafic
destiné aux systèmes de transport ferroviaires à grand
débit.
Les équipements embarqués se compose d'un calculateur
associé à des antennes. Les antennes recoivent les signaux
électriques de transmission continue (circulant dans les
rails) qui fournissent aux trains la description d'une
portion de ligne. Ces antennes permettent également de lire
le contenu de messages émis par des balises ponctuelles.
Les balises employées par le Système d'Aide à la
Conduite,_ à l'Exploitation et à la Maintenance sont
utilisées pour fournir au train un repëre géographique
précis dans la description de la voie en sa possession.
Trois catégories de balises sont employées actuellemnt
pour remplir cette fonction.
La première catégorie est appelée balise
d'initialisation au vol. Cette balise fournit au train les
~I~~2'~~l
2
informations nécessaires à sa première localisation. Le
train est auparavant non initialisé.
La seconde catégorie de balise, appelée balise de
relocalisation, est destinée à recaler périodiquement (tous
les 500 mètres environ) la mesure de déplacement du train.
La troisième catégorie de balise fournit au train une
information de localisation d'un point de sortie d'une zone
contrôlée par le Système d'Aide à la Conduite, à
l'Exploitation et à la Maintenance.
l0 De part leur structure, ces trois catégories de
balises ne peuvent être lues que lorsque le train est en
mouvement.
La transmission n'est pas entravée par la présence de
neige, glace, eau et même par des limailles de fer ou de
minerai sur les balises.
Le système de contrôle de la vitesse décrit comporte
des balises ponctuelles, c'est à dire des balises de sol
passives, permettant d'obtenir une référence spatiale.
Chaque balise d'initialisation définit une zone
d'initialisation à l'arrêt. L'entrée dans l'une de ces zones
de contrôle s'effectue par la lecture d'une balise
d'initialisation alors que le train roule. I1 est ici
important de noter que l'initialisation se fait au vol.
Pour permettre une initialisation à l'arrêt et donc un
contrôle du train dès la mise sous tension de son équipement
embarqué, il faut pouvoir transmettre les informations de
localisation du train alors que ce dernier est à l'arrêt.
Cette transmission doit s'effectuer en toute sécurité par
transmission_continue.et permettre au train de se localiser
dans la description de la voie qui lui est fournie.
Aussi un but de l'invention est-il une balise
d'initialisation d'un véhicule à l'arrêt, notamment pour
système d'aide à la conduite, à l'exploitation et à la
maintenance, permettant une initialisation à l'arrêt et donc
un contrôle du véhicule dès la mise sous tension de son
équipement embarqué.
~13627r~
3
Un autre but de l'invention est une balise
d'initialisation d'un véhicule à l'arrêt permettant
d'utiliser les équipements déjà embarqués sur le train.
Un autre but de l'invention est une balise
d'initialisation d'un véhicule à l'arrêt dont la
transmission d'informations est indépendante, d'un point de
vue informationnelle, des zones d'initialisation à l'arrêt
adjacentes.
Un autre but de l'invention est une balise
d'initialisation d'un véhicule à l'arrêt dont le niveau de
sécurité est compatible avec les objectifs de sécurité du
système d'aide à la conduite, à l'exploitation et à la
maintenance.
Ces objectifs de sécurité sont que le dispositif
d'initialisation doit fournir une information contraire à la
sécurité avec une probabilité d'occurence inférieure à un
seuil donné de panne minimum de l'ordre de 10-9 à l0-12
. panne par heure, soit une panne tous les un million
d'années.
Le dispositif d'initialisation à l'arrêt pour système
d'aide à la conduite, à l'exploitation et à la maintenance
comporte des équipements embarqués et des installations au ,
sol, de manière â permettre la transmission de messages.
Conformément à l'invention, la balise d'initialisation
d'un véhicule à l'arrêt se caractérise en ce que:
- les noeuds magnétiques Nij d'une structure à croisillons
Si donnée sont répartis, selon une période spatiale, le
long de la structure à croisillons; et
- les structures à croisillons Si sont alimentées
successivement par paire Mn et successivement à une
fréquence FH d'horloge et à une fréquence FD de données.
L'invention a également pour objet une balise
. d'initialisation satisfaisant à l'une des caractéristiques
suivantes:
- les paires Pmn de structures à croisillons se composent
d'une première structure à croisillons Sm et d'une seconde
4
structure à croisillons Sn décalée par rapport à la
première structure à croisillons Sm d'une demi-période
spatiale entre noeuds magnétiques Nij d'une même structure
à croisillons Si;
- l'émission d'un 1 binaire est obtenue en appliquant, aux
structures à croisillons Sm, Sn composant une paire Pmn
donnée de structures à croisillons:
- un signal d'horloge à la fréquence FH successivement à
la première structure à croisillons Sm, à la seconde
structure à croisillons Sn et à la première structure à
croisillons Sm; puis
- un signal de données à la fréquence FD successivement à
la première structure à croisillons Sm, â la seconde
structure à croisillons Sn et à la première structure à
croisillons Sm; et
- un signal d'horloge à la fréquence FH successivement à
la première structure à croisillons Sm, à la seconde
structure à croisillons Sn et à la première structure à
croisillons Sm;
- l'émission d'un 0 binaire est obtenue en appliquant, aux
structures à croisillons Sm, Sn composant une paire Pmn
donnée de structures à croisillons:
- un signal d'horloge à la fréquence FH successivement à
la première structure à croisillons Sm, à la seconde
structure à croisillons Sn et à la première structure à
croisillons Sm; puis
- un signal de données à la fréquence FD à la première
structure à croisillons Sm; et
- un signal d'horloge à la fréquence FH successivement à
la première structure à croisillons Sm, à la seconde
structure à croisillons Sn et à la première structure à
croisillons Sm.
Conformément à une autre caractéristique de
l'invention, des structures à croisillons virtuelles S'1
sont générées en alimentant une première structure à
~~.:~62'~'~
croisillons réelle S1-1 et une seconde structure à
croisillons réelles S1+1.
L'invention a également pour objet une balise
d'initialisation satisfaisant à l'une des caractéristiques
5 suivantes:
- les structures à croisillons réelles Si sont alimentées
successivement par double paires et successivement à une
fréquence d'horloge FH et à une fréquence de données FD;
- l'émission d'un 1 binaire est obtenue en simulant, sur les
l0 noeuds virtuels d'une paire virtuelle de structures à
croisillons virtuelles, un premier signal d'horloge suivi
d'un signal de données et enfin d'un second signal
d'horloge;
. - l'émission d'un 0 binaire est obtenue en simulant, sur les
noeuds virtuels d'une paire virtuelle de structures à
croisillons virtuelles, un premier signal d'horloge suivi
d'un second signal d'horloge sans qu'un signal de données
n'apparaisse entre lesdits deux signaux d'horloge;
- la boucle est parcourue par le signal d'horloge â la
fréquence d'horloge FH lorsque l'une des deux structures à
croisillons Sm, Sn de la paire Pmn de structures à
croisillons est parcourue par le signal de données et est
parcourue par le signal de données à la fréquence de
données FD lorsque l'une des deux structures à croisillons
Sm, Sn de la paire Pmn de structures à croisillons est
parcourue par le signal d'horloge.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de
l'invention apparaitrons à la lecture de la description du
. mode de réalisation préféré du dispositif d'initialisation â
l'arrêt pour système d'aide à la conduite, à l'exploitation
et à la maintenance, description faite en liaison avec les
dessins dans lesquels:
- la figure 1 est une vue générale d'un système d'aide
à la conduite, à l'exploitation et à la maintenance de
l'état de la technique comprenant un équipement embarqué
dans un véhicule ferroviaire et une installation au sol;
~~362~~
6
- les figures 2A à 2C montrent l'agencement entre une
structure à croisillons de l'installation au sol et une
antenne de l'équipement embarqué conforme au système de la
figure 1;
- la figure 2D représente, en liaison avec les figures
2A à 2C, le signal logique binaire délivré par l'antenne en
fonction de la position de l'antenne par rapport à une
structure à croisillons;
- la figure 3 représente un chronogramme des signaux
d'horloge et de données issus de deux structures à
. croisillons de l'état de la technique, ainsi que l'état des
bits du signal de message déduit de ces signaux;
- la figure 4 représente une balise de l'installation
au sol d'un dispositif d'initialisation à l'arrêt conforme à
un premier mode préféré de réalisation de l'invention;
- la figure 5 représente une balise de l'installation
au sol d'un dispositif d'initialisation à l'arrêt conforme à
un second mode préféré de réalisation de l'invention; et
- la figure 6 représente un schéma de principe de
l'électronique de commande d'une balise de l'installation au
sol d'un dispositif d'initialisation à l'arrêt conforme à
l'invention.
La figure 1 est une vue générale d'un système d'aide à
la conduite, à l'exploitation et à la maintenance de l'état
de la technique.
Le système comprend des installations au sol 1,2 et
des équipements embarqués 3,4 dans un véhicule ferroviaire
5.
Les installations au sol se composent d'une balise 1
et de leur électronique de commande 2.
La balise 1 est fixée sur les traverses, dans l'axe de
voie ferroviaire 6.
Les équipements embarqués se composent principalement
d'une antenne 3 et d'une unité d'évaluation 4.
~.1 ~ f 2 '~ '~
L'unité d'évaluation 4, qui peut étre un ordinateur,
est alimentée par son propre convertisseur et est connecté à
l'antenne 3.
L'antenne 3 est située sous le véhicule ferroviaire 5,
de préférence à l'avant de celui-ci.
Les figures 2A à 2C montrent l'agencement entre une
structure à croisillons de la balise constituant
l'installation au sol et les capteurs de l'antenne de
l'équipement embarqué conforme au système de la figure 1.
l0 La structure à croisillons S est constituée d'un
premier câble électrique C1 et d'un second câble électrique
C2.
Le premier câble êlectrique C1 est parallèle au second
câble électrique C2 sur la majeure partie de sa longueur.
Toutefois, le premier câble électrique C1 de la
structure à croisillons S est croisé avec le second câble
électrique C2 de telle manière que la structure à
croisillons S se compose d'une série de croisements entre
câbles formants des noeuds magnétiques N.
Les noeuds magnétiques N ainsi obtenus se répartissent
le long de l'axe longitudinal central de la structure à
croisillons S.
La structure à croisillons S a donc l'apparence d'une
bande délimitée radialement par un premier C1 et un second
C2 câble électrique, le long de laquelle sont répartis des
noeuds magnétiques N.
Les câbles électriques sont parcourus par un courant
électrique dont la fréquence est représentative de
l'information à transmettre.
L'antenne 3 est constituée d'un premier 3a et d'un
second 3b capteurs destinés à se déplacer le long de l'axe
de la voie, plus particulièrement à la vertical de la
structure à croisillons S.
Les capteurs sont espacés longitudinalement l'un de
l'autre de manière à être disposés sur l'axe de la voie
ferroviaire.
~13~2'~°~
Les capteurs sont par exemple des bobines espacées
d'une distance de l'ordre de 4 cm.
Le positionnement des capteurs 3a,3b de l'antenne à la
verticale d'une structure à croisillons S crée dans chacun
des capteurs de l'antenne un premier et un second champ
magnétique. Ces champs magnétiques sont utilisés au moyens
de circuits électroniques connus (non représentés) pour
fournir un signal logique binaire transmis vers l'unité
d'évaluation.
La figure 2D montre, en liaison avec les figures 2A à
2C, le signal logique binaire délivré par l'antenne en
fonction de sa position par rapport â la structure à
croisillons.
En l'absence d'un noeud magnétique N (figure 2A et 2C)
entre les deux capteurs 3a,3b de l'antenne, les premiers et
seconds champs magnétiques créés dans ces capteurs sont en
phase l'un par rapport à l'autre et le signal logique
binaire a pour valeur 0.
En présence d' un noeud magnétique N ( figure 2B ) entre
les deux capteurs 3a,3b de l'antenne, les premiers et
seconds champs magnétiques créés dans ces capteurs sont en
opposition de phase l'un par rapport à l'autre et le signal
logique binaire a pour valeur 1.
Le front montant 7 du signal logique binaire apparaît
lorsque le premier capteur dépasse le noeud magnétique.
Le front descendant 8 du signal logique binaire
apparaît lorsque le second capteur dépasse le noeud
magnétique.
Le franchissement d'un noeud magnétique d'une
structure â croisillons provoque donc l'apparition de deux
champs magnétiques successivement en phase et en opposition
de phase.
I1 peut, par exemple, être fixer la règle suivante:
- la détection d'un noeud magnétique, c'est à dire la
présence d'un croisement entre deux câbles d'une même
structure à croisillons, par les capteurs. de l'antenne,
~1~6~'~'~
g
engendre la transmission d'un signal logique binaire de
valeur 1; et
- la non détection de noeuds magnétiques, c'est à dire
le fait que les capteurs de l'antenne se situent entre deux
noeud magnétiques successifs, engendre la transmission d'un
signal logique binaire de valeur 0.
I1 est évident que la règle inverse peut être
appliquée.
La transmission des signaux logiques binaires, dont il
est question ci-dessus, s'effectuent à partir des structures
à croisillons d'une balise vers l'antenne puis vers l'unité
d'évaluation.
La figure 3 représente un chronogramme d'un signal
d'horloge et d'un signal de donnée issus de deux structures
à croisillons de l'état de la technique.
La figure 3 représente également l'état des bits du
signal de message déduit de ces signaux.
La structure à croisillons SH utilisêe pour la
transmission du signal d'horloge et la structure à
croisillons SD pour la transmission des signaux de données
apparaissent de façon schématique sur la figure 3.
A titre d'exemple, une première structure à
croisillons SH peut être dédiée à l'émission d'un signal
d'horloge. La fréquence du courant électrique parcourant
cette structure peut, par exemple, être de l'ordre de 90 kHz
non modulé.
La période spatiale de répartition des noeuds
magnétiques NH le long de cette structure à croisillons pour
l'émission des signaux d'horloge est, par exemple, de
l'ordre de 16 cm.
Une autre structure à croisillons SD est dédiée à
l'émission de signaux de données. Les fréquences des
courants électriques parcourant ces structures peuvent, par
exemple, être de l'ordre de 110 kHz et 123,7 kHz, non
modulé.
~13~2'~7
La répartition spatiale des noeuds magnétiques ND le
long de cette structure à croisillons pour l'émission des
signaux de données est fonction de la donnée devant être
transmise.
5 Les noeuds magnétiques NH des structures à croisillons
pour l'émission des signaux d'horloge sont répartis
périodiquement le long de la structure à croisillons SH
concernée.
Les noeuds magnétiques ND des structures à croisillons
l0 pour l'émission des signaux de données ne sont pas forcément
répartis périodiquement le long de la structure à
croisillons concernêe, mais apparaissent en fonction de
l'état des bits constituant le message à transmettre.
Pour permettre une détection sans erreur entre noeuds
magnétiques NH destinés aux signaux d'horloge et noeuds
magnétiques ND destinés aux signaux de données, les noeuds
magnétiques ne sont pas superposés les uns par rapport aux
autres.
I1 en résulte que les noeuds magnétiques ND des
structures à croisillons pour l'émission des signaux de
données sont disposés entre les noeuds magnétiques NH des
structures à croisillons pour l'émission du signal
d'horloge.
I1 en résulte également, comme schématisê par les
flèches figurant dans la figure 3, que le message comporte
un 1 binaire lorsqu'un noeud magnétique ND destiné aux
signaux de données apparaît entre deux noeuds magnétiques NH
successifs destinés aux signaux d'horloge.
A l'inverse, le message comporte un 0 binaire
lorsqu'un noeud magnétique ND destiné aux signaux de données
n'apparait pas entre deux noeuds magnêtiques NH successifs
destinés aux signaux d'horloge.
Un inconvénient majeur de la structure à croisillons
pour la transmission des signaux de données conformément à
l'état de la technique décrit précédemment est que cette
~. ~. 3 6 2'~ '~
11
structure ne s'applique qu'à un seul message. Un changement
de message impose un changement de structure à croisillons.
La figure 4 représente une balise de l'installation au
sol d'un dispositif d'initialisation à l'arrét conforme à un
premier mode préféré de réalisation de l'invention.
La balise 1 de l'installation au sol se composent de
huit structures à croisillons Si (i étant compris entre 1 et
8). Les structures à croisillons Si sont superposées les
unes aux autres de manière à constituer une structure à
couches multiples de forme géométrique générale plane. En
d'autres termes, les structures à croisillons Si planes sont
disposêes les unes sur les autres dans des plans horizontaux
parrallèles les uns aux autres. La figure 4 n'est donc
. qu'une représentation schématique de la balise, les
structures à croisillons Si qui y sont représentées n'étant
pas dans leur position réelle.
Chacune des structures à croisillons Si est constituée
d'un premier câble électrique Cik (i étant compris entre 1
et 8 et k étant égal à 1) et d'un second câble électrique
2o Cik (i étant compris entre 1 et 8 et k étant égal à 2).
Les premiers et seconds câbles sont parallèles entre
eux sur la majeure partie de leur longueur.
Toutefois, chacun des premiers câbles électriques Cil
de chacune des structures à croisillons Si est croisé avec
le câble électrique Ci2 qui lui est associé de telle manière
que chacune des structures à croisillons se compose d'une
série de croisements entre câbles électriques de manière à
former des noeuds magnétiques Nij (i étant compris entre 1
et 8 et j étant compris entre 1 et le nombre total de noeuds
magnétiques contenu dans une structure à croisillons).
Les noeuds magnétiques Nij ainsi obtenus sont
répartis, selon une période spatiale, le long de l'axe
longitudinal central de la structure à couches multiples.
Chacune des structures à croisillons Si a donc
l'apparence d'une bande délimitée radialement par chacun des
12
premiers Cil et des seconds Ci2 câbles électriques, dans
laquelle des noeuds Nij sont répartis.
Comme indiqué précédemment, pour permettre une
détection sans erreur entre noeuds magnétiques NH destinés
aux signaux d'horloge et noeuds magnétiques ND destinés aux
signaux de données, les noeuds magnétiques ne sont pas
superposés les uns par rapport aux autres.
Ceci a pour conséquence de limiter le nombre de
structures à croisillons pouvant être utilisé.
Les câbles électriques sont parcourus par un courant
électrique dont la fréquence est représentative de
l'information à transmettre.
Une conséquence de la structure géométrique des
balises du dispositif d'initialisation à l'arrêt de
l'invention est que quelle que soit la position d'arrêt du
véhicule ferroviaire sur la voie ferroviaire, les capteurs
de l'antenne sont positionnés de part et d'autre d'un noeud
magnétique.
Pour ce faire et conformément à un mode de réalisation
possible, la distance entre capteurs est de l'ordre de 40
mm. Les noeuds magnétiques d'une structure à croisillons
sont décalés par rapport à la structure à croisillons
suivante d'une valeur de l'ordre de 20 mm.
A titre d'exemple, une période spatiale minimum de 160
mm entre noeuds magnétiques d'une même structure à
croisillons permet l'utilisation de huit structures à
croisillons décalées.
Une réduction de la valeur de la période spatiale des
noeuds magnétiques, par exemple à 120 mm ou 80 mm, impose de
réduire la position en hauteur des deux capteurs de
l'antenne.
Pour une période spatiale de l'ordre de 160 mm, la
position en hauteur des deux capteurs de l'antenne est de
l' ordre de 200 mm. Pour une période spatiale de l' ordre de
80 mm ou de 120 mm, la position en hauteur des deux capteurs
213~~'~~r
13
de l'antenne est de l'ordre de 100 mm et 150 mm,
respectivement.
L'antenne disposé sur le véhicule ferroviaire est à
l'arrêt à la verticale de la balise lorsque celle-ci doit
transmettre le massage à l'unité d'évaluation par
l'intermédiaire de l'antenne.
Conformément à une caractéristique essentielle de
l'invention, le déplacement du véhicule ferroviaire est
simulé au niveau de la balise. Le message est alors
obligatoirement transmis par l'une des structures à
croisillons.
Pour ce faire, les structures à croisillons sont
alimentées successivement par paire Pmn (m étant égale à 1,
2 , 3 , ou 4 et n étant égale, respectivement, à 5 , 6 , 7 , ou
8) et successivement à l'une et l'autre des fréquences
d'horloge et de données.
Une paire de structures à croisillons comporte une
première structure à croisillons Sm prise en référence
coopérant avec une seconde structure à croisillons Sn.
La seconde structure à croisillons Sn est celle unique
qui est décalée par rapport â la première structure à
croisillons Sm, par exemple, d'une demi-période spatiale, à
savoir 80 mm.
I1 apparaît que le nombre de paire est donné par la
valeur de la période spatiale entre les noeuds magnétiques
d'une même structure à croisillons et par l'écart entre les
capteurs constituant l'antenne.
Les tableaux 1 et 2 montrent, respectivement, une
séquence permettant d'obtenir l'émission d'un 1 binaire et
d'un 0 binaire au moyen de l'une des paires de structures à
croisillons.
Pour mémoire, dans les structures à croisillons de
l'état de la technique décrit à la figure 3, un 1 binaire
est détecté par l'antenne lorsqu'un noeud magnétique destiné
aux signaux de données apparaît entre deux noeuds
magnétiques successifs destinés aux signaux d'horloge.
14
Dans le cas du dispositif d'initialisation de
l'invention, un 1 binaire est détecté par l'antenne
lorsqu'une paire de structures à croisillons simule sur ses
noeuds magnêtiques un premier signal d'horloge suivi d'un
signal de données et enfin d'un second signal d'horloge.
I1 est important de noter que ces signaux apparaissent
sur chacun des noeuds de la paire de structure à croisillons
concernée mais que seul est détecté par l'antenne les
signaux émis par le noeud magnétique unique disposé à la
verticale de l'antenne.
De façon similaire, un 0 binaire est détecté par
l'antenne lorsqu'une paire de structures à croisillons
simule sur ces noeuds magnétiques un premier signal
d'horloge et un second signal d'horloge sans qu'un signal de
données n'apparaisse entre ces deux signaux d'horloge
successifs.
Ces séquences décrites pour l'une des paires de
structures à croisillons sont appliquées successivement à
toutes les paires de structures à croisillons.
Sur les tableaux suivants:
- la lettre Si (i compris entre 1 et 8) désigne les
structures à croisillons.
- la lettre D signifie qu'un signal de données circule
à la fréquence attribuée aux signaux de données sur la
structure à croisillons concernée dans la paire de structure
à croisillons choisie; et
- la lettre H signifie qu' un signal d' horloge circule
à la fréquence attribuée aux signaux de d'horloge sur la
structure à croisillons concernée dans la paire de structure
â croisillons choisie.
Sur ces tableaux apparaît également la lettre B. Cette
lettre B désigne une structure sans croisillons formant une
boucle disposée longitudinalement à la périphérie des
structures à croisillons. Cette boucle optionnelle est
constituée d'un conducteur électrique et a pour fonction de
15
supprimer les signaux parasites susceptibles d'apparaître
dans la balise.
La boucle est parcourue par le signal d'horloge à la
fréquence d'horloge FH définie précédemment lorsque l'une
des deux structures à croisillons de la paire de structures
à croisillons est parcourue par le signal de données et est
parcourue par le signal de données à la fréquence de données
FD définie précédemment lorsque l'une des deux structures à
croisillons de la paire de structures à croisillons est
l0 parcourue par le signal d'horloge.
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 B
H D
H D
H D
D H
D H
D H
H D
H D
I I I D
Tableau 1
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 B
H D
H D
H D
D H
D H
D H
H D
H D
H D
Tableau 2
16
La figure 5 représente une balise de l'installation au
sol d'un dispositif d'initialisation à l'arrêt conforme à un
second mode préféré de réalisation de l'invention.
Les structures à croisillons Si sont superposées les
unes aux autres de manière à constituer une structure à
couches multiples de forme géométrique générale plane. En
d'autres termes, les structures à croisillons Si planes sont
disposées les unes sur les autres dans des plans horizontaux
parrallèles les uns aux autres. La figure 5 n'est donc
également qu'une représentation schématique de la balise,
les structures à croisillons Si qui y sont représentées
n'étant pas dans leur position réelle.
Ce second mode préféré de réalisation a pour but de
diviser le nombre de structures à croisillons par deux.
Un avantage du dispositif d'initialisation à l'arrêt
conforme au second mode préféré de réalisation de
l'invention est la diminution du coût et de la longueur des
câbles électriques ainsi que la simplification de
l'électronique de commande.
Comme indiqué précédemment, les noeuds magnétiques Nij
d'une même structure à croisillons Si d'une balise 1 de
l'installation au sol sont répartis selon une période
spatiale, par exemple égale à 160 mm.
Du fait que l'on n'utilise plus que quatre structures
à croisillons réelles Si (i prenant les valeurs 1, 3, 5 ou
7) ces dernières sont décalées les unes par rapport aux
autres du quart de la période spatiale des noeuds
magnétiques d'une même structure à croisillons, à savoir 40
mm.
Conformément à la caractéristique essentielle de ce
second mode préféré de réalisation de l'invention, il est
possible de générer une structure à croisillons
supplémentaire, et donc une série de noeuds magnétiques
supplémentaires, au moyen de deux structures à croisillons
réelles.
17
Par combinaison appropriée deux à deux des quatre
structures à croisillons réelles Si, il est en fait possible
de créer quatre structures à croisillons virtuelles S'1 (1
prenant la valeur 2, 4, 6 ou 8).
Les structures à croisillons supplémentaires sont
dites virtuelles du fait que les noeuds magnétiques
supplêmentaires de ces structures â croisillons virtuelles
n'ont aucune existence matérielle. Ces noeuds magnétiques
supplémentaires sont donc également virtuels mais peuvent
cependant être détectés par l'antenne dans les mêmes
conditions que les noeuds magnétiques réels.
La création d'une structure à croisillons virtuelle
S'1 est obtenue en alimentant une première structure à
croisillons réelle S1-1 prise en référence coopérant avec
une seconde structure à croisillons réelle S1+1.
La seconde structure à croisillons réelle S1+1 est
celle unique décalée de la première structure à croisillons
d'une valeur égale au quart de la période spatiale des
noeuds magnétiques Nij d'une même structure à croisillons
Nij.
Le fonctionnement de la balise selon le second mode
préféré de réalisation est en tous points identique au
fonctionnement de la balise selon le premier mode préféré de
réalisation décrit précédemment.
La différence notoire est que les paires de structures
à croisillons définies en relation avec la figure 3 ou 4
sont constituées soit de deux structures à croisillons
réelles, soit de deux structures à croisillons virtuelles.
Les deux structures à croisillons virtuelles sont
3Q obtenues chacune par deux structures à croisillons rêelles.
I1 en résulte que l'obtention de deux structures à
croisillons virtuelles nécessite l'emploi de quatre
structures à croisillons réelles.
Les structures à croisillons réelles sont alimentées
successivement par paire Prs (r étant égale à 1 ou 3 et s
étant égale, respectivement, à 5 ou 7) et par double paires
~~ eJ
~ 18
P13, P35 et, respectivement, P57, P71 et successivement à
l'une et l'autre des fréquences d'horloge et de données.
La séquence permettant d'obtenir l'émission d'un 1
binaire et d'un 0 binaire au moyen de l'une des paires de
structures à croisillons réelles est similaire à celle
indiquée dans les tableaux 1 et 2 précédents.
Les tableaux 3 et 4 suivants montrent, respectivement,
une séquence permettant d'obtenir l'émission d'un 1 binaire
et d'un 0 binaire au moyen de deux doubles paires P13 et P57
de structures à croisillons réelles S1, S3 et S5, S7.
Sur ces tableaux, la lettre Si (i prenant les valeurs
1, 3, 5 ou 7 ) désigne les structures à croisillons réelles
~ et la lettre B désigne la structure â boucle unique définie
précédemment.
Comme précédemment
- la lettre D signifie qu'un signal de données circule
à la fréquence attribuée aux signaux de données sur les
structures à croisillons réelles concernées dans la paire de
structure à croisillons choisie; et
- la lettre H signifie qu'un signal d'horloge circule
à la fréquence attribuée aux signaux de d'horloge sur les
structures à croisillons réelles concernées dans la paire de
structure à croisillons choisie.
S1 S3 S5 S7 B
H H D
H H D
H H D
D D H
D D H
D D H
H H D
H H D
H H D
Tableau 3
19
S1 S3 S5 S7 B
H H D
H H D
H H D
D D H
D D H
D D H
H H D
H H D
H H D
Tableau 4
En liaison avec le tableau 4, les deux structures à
croisillons réelles S1 et S3 permettent de créer une
structure à croisillons virtuelle S'2. De même, les deux
structures à croisillons réelles S5 et S7 permettent de
créer une structure à croisillons virtuelle S'6.
Après avoir créé ces deux structures à croisillons
virtuelles, celles-ci coopèrent ensemble pour former une
paire P'26 de structures à croisillons, virtuelle, pouvant
être utilisé selon le même mode de fonctionnement que
précédemment . '
En l'occurrence, un 1 binaire est détecté par
l'antenne lorsque sur les noeuds magnétiques virtuels de
cette paire virtuelle de structures à croisillons virtuelles
est simulé un premier signal d'horloge suivi d'un signal de
données et enfin d'un second signal d'horloge.
I1 est important de noter que ces signaux apparaissent
sur chacun des noeuds virtuelles de la paire virtuelle de
structures à croisillons virtuelles concernée mais que seul
est détecté par l'antenne les signaux émis par le noeud
magnétique virtuelle unique disposé à la verticale de
l'antenne.
De façon similaire, un 0 binaire est détecté par
l'antenne lorsque sur les noeuds magnétiques virtuels de la
paire virtuelle de structures à croisillons virtuelles est
~.~ 3 6 ~'~'~
simulé un premier signal d'horloge et un second signal
d'horloge sans qu'un signal de données n'apparaisse entre
ces deux signaux d'horloge successifs.
La figure 6 représente un schéma de principe de
5 l'électronique de commande d'une balise de l'installation au
sol conforme à l'invention.
Le schéma de principe est plus particulièrement adapté
à la commande de la balise de l'installation au sol du
dispositif d'initialisation à l'arrét conforme au second
10 mode préféré de réalisation de l'invention.
La balise de l'installation au sol conforme au second
mode préféré de réalisation de l'invention comporte quatre
structures à croisillons réelles Si (i prenant les valeurs
1, 3, 5 ou 7) et, éventuellement, une structure à boucle
15 unique B.
Les courants électriques dans les différentes
structures à croisillons sont commandés en fréquence au
moyen d'un circuit logique de commande 9, par exemple un
séquenceur, par l'intermédiaire d'amplis de puissance 10. Le
20 circuit logique de commande 9 en fréquence des structures à
croisillons Si et de la structure à boucle unique B est
connecté à un générateur de fréquence 11 et à un circuit 12,
par exemple une mémoire, transmettant la suite de bits
logique composant le message à transmettre.
Le générateur de fréquence 11 génère deux fréquences,
une fréquence FH dédiée au signal d'horloge et une fréquence
FD dédiée aux signaux de données.
Le circuit 12 génère le message devant parvenir à
l'unité d'évaluation au moyen des structures à croisillons
Si par l'intermêdiaire de l'antenne.
Les modes préférés de réalisation décrits précédemment
se limitent à une balise de l'installation au sol constituée
de huit structures à croisillons. Il est clair que les
principes définis précédemment peuvent étre aisément
généralisés à une balise de l'installation au sol constituée
d'un nombre de structures à croisillons supérieure à huit.
