Brevet FR2391604A1 — publié le 19781215

La présente invention concerne une installation radio pour tunnels, pour établir une liaison radio entre des appareils radio mobiles et des appareils émetteurs et récepteurs fixes placés dans un tunnel, installation dans laquelle on utilise des câbles rayonnants posés à demeure dans le tunnel et reliés aux appareils émetteurs et récepteurs par des,clrcuits de couplage. Les organisations de police, les services de prévention et de secours, etc. ont un besoin de plus en plus urgent de liaison radio dans les tunnels routiers, car ces tronçons du réseau sont tout particulierement dangereux. Il est en outre souhaitable de les munir d'un canal de radiodiffusion sur ondes ultracourtes, afin que chaque conducteur puisse être tenu constamment au courant de l'état de la circulation. Dans les tunnels ferroviaires, les installations radio sont utilisées principalement par les services d'entretien et la direction centrale de l'ex exploitation Des installations radio pour tunnels sont déjà en service en divers endroits. La fig. i montre la structure classique d' une telle installation, comme la décrivent divers ouvrages techniques.Le tunnel est partagé en tronçons d'égale longueur et, au milieu de chaque tronçon les appareils-émetteurs-recepteurs fixes sont branchés sur le câble Ka par 1-tintermediaire de circuits de couplage K. Des essais ont montré quel 'affaiblissement moyen entre un câble rayonnant moderne et unewantenne /4 sur un véhicule est d'environ 75 dB et ce, quelle que soit pratiquement la fréquence entre 50 et 500 MHz. La répartition locale de 1' intensité de champ à la réception correspond à une distribution de Ryleigh, c'est-à-dire est soumise à des fluctuations relativement grandes. Pour des récepteurs modernes, extremement sensibles, un niveau de câble d'au moins -20 dBm-est nécessaire.Si iton envoie dans chaque branche de câble une puissance de 1 watt (+ 30 dBm), l'affaiblissement longitudinal du câble ne doit pas dépasser 50 dB. Pour une fréquence de I60MHz, ceci correspond-à une longueur de câble d'environ 1,5 km. Le système illustré par la fig. 1 présente-ltinconvénient--qu'il existe au point d'alimentation de très grandes différences de niveau entre l'émission et la réception et qu'on ne peut réaliser pour des canaux voisins le découplage nécessaire pour une exploitation indépendante. De plus, pour un nombre élevé de canaux, la dépense en-appareils est très élevée. On a donc imaginé d'autres solutions, dont le principe est illustré à la fig. 2. Tous les signaux sont introduits à une extrémité du câble et, à l'autre extrémité, les récepteurs E sont branchés en parallèle. A intervalles réguliers, les signaux sont amplifiés sur une large bande (amplificateurs à large bande V). Ces répéteurs intermédiaires doivent avoir un fonctionnement linéaire, afin qu'il ne se produise pas de phénomènes d'intermodulation inadmissibles. Pour la bande de 160 MHz, on a déjà réalisé des tronçons d'une longueur d'environ i km. Dans le système illustré à la fig. 2 également, l'exploitation indépendante de canaux voisins souffre du fait qu'il existe encore à l'extrômitô réception des différences d'environ 90 dB entre le niveau d'émission et la sensibilité de réception.Par ailleurs, les produits d > intermodulation des répéteurs intermédiaires sont la cause de fréquentes perturbations. L'invention a donc pour objet de remédier aux inconvénients des solutions imaginées jusqu'ici et surtout de réaliser un système permettant l'exploitation de nombreux radiocanaux, même très proches les uns des autres. A cet effet, dans l'installation radio pour tunnels selon l'invention, on utilise des câbles rayonnants séparés pour les émetteurs et les récepteurs. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de cette installation: Fig. 1 et 2 sont des schémas des deux systèmes décrits plus haut; Fig. 3 à 5 sont des schémas de trois formes d'exécution differentes de l'installation selon l'invention. Aux fig. i et 2, SE désigne les appareils émetteurs-récepteurs, K les circuits de couplage, Ka le câble, F le véhicule radio, S les émetteurs, E les récepteurs et V les répéteurs intermédiaires. Dans les figures 3 à 5, Résigne les résistances terminales, Si et S2 les émetteurs, El et E2 les récepteurs, L1 et L2 des unités logiques, PG un émetteur de programme et PA1, PA2 des circuits d'exploitation de programme. Les fig. 3 et 4 illustrent deux formes- d'exécution possibles avec des répéteurs intermédiaires. Des câbles couplés for ment, comme on le sait, un coupleur directionnel, l'affaiblisse- ment de couplage étant une fonction périodique de la longueur de câble. Selon l'ouvrage de Meinke-Grundlach "Taschenbuch der Hochfrequenztechniklt, 1962, page 379, la période de cette fonction est 5/2. A la fig. 3, les répéteurs intermôdiaires à large bande V sont, comme on peut le voir, montés en opposition. Cette configuration présente l'avantage que tous les émetteurs S et tous les récepteurs E du tunnel se trouvent à la même extrémité, ce qui élimine la nécessite de connexions supplémentaires. R désigne la résistance terminale des câbles. Etant donné que dans un coupleur directionnel formé de câbles couplés les ondes couplées sont en sens contraires, la configuration illustrée à la fig. 4, dans laquelle on utilise des répéteurs intermédiaires V de mêmes sens, un meilleur découplage pour une terminaison de câble non réfléchissante. Du point de vue de l'affaiblissement de couplage, il est en outre avantageux, dans ce cas, de choisir pour les répéteurs intermédiaires des tronçons de même longueur dans le câble d'émission et dans le câble de réception. Les niveaux élevés (sorties des répéteurs) et les niveaux faibles (entrées des rapéteurs) sont alors toujours en regard. On peut évidemment se demander si une installation comportant deux câbles rayonnants constitue une solution économiquement acceptable. Or il stest avéré que dans les installations avec un grand nombre de radiocanaux, le prix du câble et le coût de son montage ne constituent plus un facteur déterminant, Dans les projets d'installations radio pour tunnels, on demande souvent que l'exploitation soit assurée même après une explosion. Les câbles rayonnants sont nécessairement très exposés du fait de leur montage le long des murs ou de la voute du tunnel. Par ailleurs, le diélectrique des câbles a un point de fusion très bas (environ 100 C), de sorte qu'on peut s'attendre à une inter -ruption des liaisons lors d'explosions et d'incendies. Une disposition assurant le maintien des liaisons radio dans la totalité du tunnel, même dans le cas d'une rupture de câble. Dans des conditions normales, les émetteurs SI et les récepteurs El sont en service et raccordés à la ligne de commande par l'intermôdiaire d'un circuit de commutation logique Li. Ce service normal correspond à la configuration illustrée à la fig. 3. Les deux câbles rayonnants sont surveillés par un signal pilote (envoyé par lté- metteur de programme PG). Si le circuit d'exploitation PAl signale une rupture du câble de réception, les récepteurs El ne reçoivent plus de signaux que d'une partie du tunnel. Les récepteurs E2 entrent donc en action. Si le circuit d'exploitation PA2 signale une rupture du câble d'émission, les émetteurs S2 sont mis en service. - REVENDICATIONS i.- Installation radio pour tunnels, destinée à établir une liaison radio entre des appareils radio mobiles et des appareils émetteurs et récepteurs fixes placés dans un-tunnel,dans laquelle on utilise des câbles rayonnants posés à demeure dans le tunnel et reliés aux appareils émetteurs et récepteurs par des circuits de couplage, caractérisée en ce qu'on utilise pour les émetteurs et pour les récepteurs des câbles rayonnants séparés. 2.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que des amplificateurs intermédiaires à large bande sont disposés le long des câbles rayonnants. 3.- Installation selon la revendication 2, caractéri sée en ce que tous les appareils émetteurs et tous les appareils récepteurs se trouvent à la même extrémiste du tunnel et en ce que les amplificateurs intermédiaires dans chaque câble rayonnant sont en sens contraire de ceux de l'autre câble rayonnant. 4-. - Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les appareils émetteurs et les appareils récepteurs se trouvent à des extrémités différentes du tunnel et en ce que les amplificateurs intermédiaires dans chaque câble rayonnant sont de même sens que ceux del'aure câblerayonnant. 5.- Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les tronçons entre les amplificateurs sont de même longueur dans le câble d'émission et dans le câble de réception. 6.- Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les appareils émetteurs et les appareils récepteurs placés à une extrémité du tunnel sont, en vue de disposer des appareils en double, prévus aussi à l'autre extrémité du tunnel, de sorte que le câble d'émission à l'une des extrémités constitue aussi le câble de réception à l'autre extrémité, en ce qu'elle comporte en outre des gônôrateurs de signaux pilotes branchés sur les circuits de couplage à ltémission, à l'une et l'autre extrémité, ainsi que des circuits d'exploitation des signaux pilotes raccordés aux circuits de couplage à la réception, aux deux ex trémités, et enfin des circuits de commutation logiques, égale- ment aux deux extrémités, qui sont commandés par les circuits d' exploitation respectifs et, lors de la rupture d'un câble rayonnant, assurent le remplacement des appareils, émetteurs et récepteurs, à l'une quelconque des extrémités du tunnel, par les appareils homologues placés à l'autre extrémité.