Brevet FR2136908A1 — publié le 19721229

L'invention concerne un réseau passif de surveillance formé d'une collection importante de détecteurs fixes doués d'un champ d'observation étendu. Un tel réseau passif trouvera son application par exemple dans la surveillance permanente d'un centre de stockage ou plus généralement de tout domaine dont oniveut contrôler l'acces par voie terrestre, aérienne, maritime ou sousmarine. La mission d'un tel réseau est de détecter d'aussi loin que possible la présence d'un élément et de déterminer avec la meilleure précision sa position angulaire. I1 existe certes de nombreux dispositifs de surveillance passive et permanente à applications civiles ou militaires donnant par ailleurs des résultats tres complets, mais il n'a jamais été mis en oeuvre de manière satisfaisante de réseaux groupant-un nombre de détecteurs de l'ordre du millier dans lesquels il soit tiré réellement parti des informations reçues par un tel réseau. En effet si N est le nombre de détecteurs et que ces détecteurs fonctionnent dans un intervalle de fréquence (F1, F2) relativement important, comme ctest le cas pour les appareils utilisant l'ensemble du spectre visible par exemple, on voit tout de suite que la fréquence d'échantillonnage minimale à laquelle il faut opérer et qui est 2 (F2 - F1) peut être très élevée. De sorte que le nombre de bauds à transmettre est au minimum de 2Nm. (F2 - F1) où m est le nombre de bits correspondant au signal fourni par chacun des N détecteurs. On voit que ce nombre deviendra absolument prohibitif.De sorte que les contructeurs n'ont pas cherché à développer cette branche qui présente par ailleurs de multiples avantages notamment en ce qui concerne la précision que l'on peut attendre d'un tel réseau. La Demanderesse s'est attachée à prélever sur chaque détecteur le signal le plus simple afin de ne pas surcharger le canal de transmission. Elle se contente à chaque interrogation (à la fréquence d'échantillonnage) de prélever simplement le signe de la tension du détecteur. De plus elle choisit des détecteurs opérant dans une bande de fréquence étroite, de façon à ce que le nombre de bauds à transmettre soit de l'ordre de 10 000 000, valeur s'écoulant facilement au moyen d'un cabale coaxial. Selon l'invention il est particulièrement avantageux d'interroger simultanément l'ensemble des détecteurs de façon à connaître l'état global de l'onde qui se propage dans le champ de surveillance du réseau. I1 serait certes facile d'arriver à un tel résultat en disposant le moyen d'interrogation au centre de gravité du réseau de détection et en réunissant les détecteurs au moyen d'interrogation avec un câble de meme longueur pour chacun des détecteurs, mais pour 1000 détecteurs répartis sur deux kilomètres de front cela représenterait 2000 Km de cable ce qui est absolument prohibitif. En outre cela ne résoudrait pas le problème de la collecte des résultats qui arrtveraient alors simultanément au centre de calcul. La Demanderesse apporte une solution élégante et satisfaisante à la fois à ce problème en réunissant les différents détecteurs par un seul moyen de liaison au moyen d'interrogation. Les différents détecteurs sont interrogés dans un ordre tel que le signal adressé au détecteur le plus éloigné soit émis le premier et le signal adressé au détecteur le plus proche soit émis le dernier, l'intervalle de temps entre ces deux signaux étant égal à la durée de trajet du signal le long du moyen de liaison entre le dernier et le premier détecteur. L'objet de l'invention est donc un réseau passif de surveillance permanente constitué d'une collection de N détecteurs doués d'un champ d'observation étendu, sensibles dans une bande de fréquences très étroite fournissant tous au même instant une information d'un seul bit et reliés à un moyen d'interrogation grâce à un moyen de liaison, caractérisé en ce que les N détecteurs sont interrogés successivement en commençant par le plus éloigné, l'intervalle de temps séparant deux signaux successifs adressés par le moyen d'interrogation à deux détecteurs successifs étant égal à la durée de trajet du signal d'interrogation le long du moyen de liaison entre ces deux détecteurs. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description ci-dessous et à l'examen de la figure unique représentant à titre purement illustratif et nullement limitatif un exemple de réalisation de réseau de surveillance. Si l'on se reporte à la figure unique représentant schématiquement un tel réseau, on voit que le dispositif réalisé comprend des détecteurs tels que 1, 1' ou 1" en grand nombre (N = 1000). Ces détecteurs opèrent dans une bande de fréquence tres étroite. Ce sont par exemple des détecteurs infrarouges présentant une sensibilité élevée pour une plage étroite de fréquences ou plus simplement des détecteurs moins spécialisés dotés d'un filtre interférentiel. Ce sera également le cas des détecteurs acoustiques ou des hydrophones. On voit que dans ces deux derniers cas, il est aisé d'organiser l'écoute dans une bande de fréquence étroite de l'ordre de 0,5 KHZ. A chaque détecteur est associé un préamplificateur tel que 2, 2' ou 2".Le rôle de ce préamplificateur est d'écreter completement la tension fournie par le détecteur I de façon à ce que l'information à transmettre ne contienne que le signe de cette tension. En l'absence d'un objet à détecter, les détecteurs fourniront un signal positif ou négatif sans aucune corrélation. Un tel signal n'est pas genant. Le détecteur 1 est également relié à un compteur tel que 3, 3' ou 3" qui avance, grâce à un systeme à décalage, d'une unité à chaque impulsion qu'il reçoit jusqu'au moment où il atteint une valeur prédéterminée caractéristique dudit détecteur et qui constitue son numéro. Lorsque le numéro correspondant au compteur est atteint, le compteur ouvre une porte qui permet au préamplificateur 2 d'envoyer en ligne le signal qu'il élabore à cet instant.Dans la majeure partie des dispositifs expérimentés, on a admis que si la tension est négative, le détecteur n'envoie aucun signal et il délivre dans le cas où la tension est positive un signal de mine signe que celui qui a provoqué l'ouverture de la porte. La mise en oeuvre du compteur 3 est commandée par un détecteur de signal de commande 4 constitué par un circuit accordé à la fréquence des impulsions. Cet ensemble est relié à un câble coaxial 6 à travers un octopole 5. A une extrémité du câble 6, se trouve un générateur d'impulsions 7 founissant, à la fréquence de 10 MHZ dans le cas d'un détecteur acoustique piézoélectrique, une impulsion d'interrogation dypolarité alternée d'une largeur de 50 nanosecondes, laissant entre deux impulsions de polarité alternee un intervalle de 50 nanosecondes. On observe donc par exemple une première impulsion positive de largeur égale à 50 nanosecondes, suivie d'un temps mort de 50 nanosecondes, suivi d'une impulsion négative de même module que l'impulsion positive, de largeur égale à 50 nanosecondes, suivie à son tour d'un temps mort de 50 nanosecondes.De sorte qu'après le début d'une impulsion positive, la première impulsion positive se présente 200 nanosecondes plus tard. I1 est avantageux d'envoyer des impulsions alternées pour éviter la formation de composantes de très basse fréquence dans le câble coaxial. A l'autre extrémité du câble coaxial 6 se trouve une mémoire 8 qui recueille les 1000 informations d'un seul bit provenant d'une séquence de lecture des 1000 détecteurs. Cette information est reprise dans la mémoire 8 par un appareil d'exploitation 9 dont la partie centrale peut être placée à une certaine distance du réseau de surveillance. Dans le cas d'une réalisation où l'on met en oeuvre des détecteurs piézoélectriques, les 1000 détecteurs tels que 1, 1' et 1" sont ainsi disposés le long du câble coaxial séparés par une longueur uniforme de 30 mètres de câble. Les détecteurs sont alors numérotés à partir de la sortie du câble de sorte que le dernier récepteur porte le numéro 1 tandis que le récepteur le plus proche du moyen d'interrogation porte le numéro 1000. L'interrogation des détecteurs est exécutée grâce au générateur d'impulsions de façon cyclique, à une fréquence de 10 KHZ puisque nous avons des détecteurs sensibles dans une bande de fréquence de 5 KHZ. Chaque cycle d'interrogation ou trame débute par une série de trois impulsions alternées successives chacune d'une durée de 50 nanosecondes. Ces trois impulsions ne sont pas séparées par un temps mort de 50 nanosecondes. Ces impulsions agissent sur le détecteur du signal de commande 4 de chacun des récepteurs et mettent leurs compteurs respectifs en marche. Le récepteur nO 1 interrogé sous l'action de la première impulsion suivant la série des trois impulsions d'appel répond en même temps que le récepteur nO 2 interrogé sous l'action de la deuxième impulsion distante dans le temps de la première de 100 nanosecondes.En effet l'avance de 100 nanosecondes de la première impulsion est compensée par le temps qu'elle met à parcourir les 30 mètres de câble coaxial qui séparent le détecteur n" 2 du détecteur n" 1 et ainsi de proche en proche. Tous les 1000 détecteurs fournissent donc en même temps une information sur l'état de l'onde qui les atteint au moment de l'interrogation. Les détecteurs répondent tous en même temps mais les signaux, correspondant à leurs réponses respectives, cheminent le long du câble, séparés les uns des autres de 3an. Ils ne se chevauchent donc pas et ils viennent s'inscrire dans la mémoire 8 successivement, séparés par des intervalles de temps de 100 nanosecondes. Le signal émis par de détecteur 1 le plus proche de la mémoire est fourni par le détecteur immédiatement après la première impulsion d'interrogation pendant le premier temps mort du générateur d'impulsion, d'une durée de 50 nanosecondes. Les réponses ne superposent pas aux impulsions de commande puisqu'elles sont produites durant le temps mort de 50 nanosecondes du générateur d'impulsions. Bien que le dispositif qui vient d'être décrit paraisse le plus avantageux pour la mise en oeuvre de l'invention, on comprendra aisément que diverses modifications puissent lui être apportées sans sortir du cadre de celle-ci, certains de ses éléments pouvant être remplacés par d'autres éléments susceptibles d'y assurer la même fonction. REVEND ICAT IONS 1/ Réseau passif de surveillance permanente constitué de N détecteurs doués d'un champ d'observation étendu, sensibles dans une bande de fréquence très étroite, fournissant tous au même instant une information d'un seul bit et reliés à un moyen d'interrogation grâce à un moyen de liaison, caractérisé en ce que les détecteurs sont interrogés successivement en commençant par le plus éloigné, l'intervalle de temps séparant deux signaux successifs adressés par le moyen d'interrogation à deux détecteurs successifs étant égal à la durée de trajet du signal dtinterrogation le long du moyen de liaison entre ces deux détecteurs. 2/ Réseau passif de surveillance permanente selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moyen de liaison est constitué par un câble coaxial auquel les détecteurs sont reliés à travers un préamplificateur-écrêteur, un compteur d'im pulsions et un filtre. 3/ Réseau passif de surveillance permanente selon la revendication 2 caractérisé en ce que le moyen d'interrogation est constitué par un générateur d'impulsions qui envoie dans le cable coaxial des impulsions d'une durée déterminée, deux impulsions successives étant de signes contraires et étant séparées par un temps mort de durée prédéterminée. 4/ Réseau passif de surveillance permanente selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'intervalle de temps séparant deux impulsions successives est égal à la durée desdites impulsions. 5/ Réseau passif de surveillance permanente selon la revendication 3 caractérisé en ce que le compteur d'impulsions associé à chaque détecteur est préréglé pour recevoir un certain nombre d'impulsions bien déterminé, différent pour chaque détecteur et qui constitue son numéro. 6/ Réseau passif de surveillance permanente selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'interrogation de chaque détecteur se fait par l'appel de son numéro, lorsque le nombre d'impulsions prévu est atteint, le compteur d'impulsions débloque un court instant une porte qui met le préamplificateur-écreteur en communication avec le câble coaxial. 7/ Réseau passif de surveillance permanente selon la revendication 6 caractérisé en ce que le générateur d'impulsions est disposé à l'entrée du câble coaxial tandis qu'une mémoire ou tout autre dispositif d'utilisation est placé à sa sortie.