Brevet FR2484095A1 — publié le 19811211

La présente invention concerne un dispositif de protection contre le vol. L'inventionporte particulière- ment sur un dispositif destiné à détecter la présence d'un élément indicateur dans une zone non autorisée, Pour assurer la protection contre le vols il a été proposé précédemment de fixer aux articles à protéger des étiquettes spéciales qui doivent être neutralisées ou enlevées pour la sortie autorisée des articles hors de la zone protégée. Le brevet US 3 895 368 décrit un dispositif dans lequel un générateur de signal hyperfréquence projette une onde électromagnétique dans un espace placé sous surveillance, pour établir un premier champ. On utilise un générateur d'impulsions ou un générateur basse fréquence modulé en fréquence pour appliquer une tension à un conducteur discontinu afin d'établir un second champ, de nature électrostatique, dans tout l'espace. La présence dans l'espace d'un récepteur-réémetteurd8ondes électromagnétiques, passif et miniature, se présentant sous la forme d'une diode semiconductrice connectée à une antenne dipôle, entraîne la réémission d'un rayonnement constitué par la composante de basse fréquence modulant la composante hyperfréquence qui fait fonction de porteuse. L'étage d'entrée d'un récepteur est accordé sur le signal hyperfréquence. Un circuit de coïncidence actionne un circuit d'alarme chaque fois que le signal détecté coïncide avec l'enveloppe de modulation d'origine qui est appliquée au générateur basse fréquence. Le brevet précité-indique de façon générale que le conducteur discontinu peut s'étendre transversalement dans le passage qui est protégé et qu'un conducteur relié à la terre peut être placé dans le sol pour établir un chemin de retour pour les signaux électrostatiques, si nécessaire. Dans un mode de réalisation préféré décrit dans ce brevet, des bornes sont placées de part et d'autre du passage à protéger et ces bornes contiennent des éléments se présentant sous la forme de plaques qui sont destinées à établir le champélectrostatique. Dans un exemple particulier, on indique que les éléments de plaque ont une taille d'environ 10 cm X 10 cm et sont excités par un signal d'une tension efficace de 245 V. On a cependant constaté que lorsque les éléments qui rayonnent le champ électrostatique sont situés dans les bornes latérales au-dessus du niveau du sol, il est difficile de limiter le champ électrostatique à la zone précise qu'on désire protéger, entre les bornes. Lorsque l'énergie rayonnée s'étend au-delà des limites désirées, on dit qu'il y a un dépassement de portée. Le dépassement de portée est gênant du fait que le champ empiète alors sur l'espace au sol voisin du passage protégé, dans lequel des articles portant des étiquettes peuvent être placés légitimement ou peuvent être transportés par quelqu'un sans déclencher une alarme. L'invention offre un dispositif du type décrit dans le brevet précité dans lequel le dépassement de portée dû à l'incapacité de limiter le champ électrostatique à l'espace désiré est fortement réduit ou même éliminé. i L'invention consiste en un dispositif de surveillance destiné à détecter la présence dans un espace surveillé d'un récepteur-réémetteur miniature d'ondes électromagnétiques, comportant une possibilité de mélange de signaux, ce dispositif comprenant en combinaison: des moyens destinés à faire propager dans l'espace considéré un signal électromagnétique hyperfréquence, une source de signaux de basse fréquence, une.électrode couplée à cette source de signaux de basse fréquence et destinée à être placée le long du chemin de déplacement du récepteur-réémetteur dans l'espace considéré, afin d'être en couplage capacitif direct avec ce récépteur-réémetteur chaque fois que celui- ci est présent dans l'espace considéré, des moyens de détection de signal en couplage avec l'espace considéré de façon à recevoir des signaux à partir de celui-ci et à détecter des signaux liés aux signaux de basse fréquence, dans le seul cas o ces signaux sont reçus sous la forme d'une modulation d'un signal porteur dont la fréquence présente une relation prédéterminée avec celle du signal hyperfréquence, et des moyens branchés aux moyens de détection de façon à produire une alarme sous l'effet de la détection des signaux liés aux signaux de basse fréquence. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue en perspective d'une installation correspondant à l'invention; La figure 2 est une représentation schématique utile à l'explication du champ d'ondes produit par le dispositif del'art antérieur; La figure 3 est une autre représentation schématique, similaire à la figure 2, mais montrant le fonctionnement du dispositif de l'invention; La figure 4 est une représentation en perspective d'une structure 'd'électrode se présentant sous la forme d'un tapis de sol qui est destinée à être utilisée dans le dispositif de la figure 1; La figure 5 est un schéma synoptique d'un circuit caractéristique utilisable avec l'électrode de la figure 4 dans le dispositif de la figure 1; et La figure 6 est un schéma partiel montrant un autre détail du circuit de la figure 5. Les éléments identiques ou similaires sont désignés par les mêmes numéros de référence sur toutes les figures. En considérant maintenant les dessins, on voit sur la'figure t une installation caractéristique comprenant des bornes 10 et 11 qui sont placées de part et d'autre d'un passage à protéger. Le passage peut par exemple se trouver à la sortie d'un magasin de vente au détail, pour éviter que des marchandises sortent indûment de la zone de vente. Un tapis 12 est placé sur le sol entre les bornes et 1l et un piéton, ici un client, doit marcher sur ce tapis lorsqu'il traverse l'espace protégé.-La figure 1 montre une personne qui tente de passer entre les bornes 10 et 1i en portant un article 13 auquel est fixé un récepteur-réémetteur 14. Dans les circonstances représentées, on désire que le dispositif produise une alarme afin de permettre l'interception du voleur. Dans le dispositif antérieur qui est décrit dans le brevet précité, l'électrode de champ électrostatique 15 (voir la figure 2) est située de préférence d'un côté du passage à protéger, ou des deux côtés, à une certaine distance au-dessus du sol 16. Le circuit électronique 17 destiné à exciter l'électrode 15'est connecté à la terre, comme le montre la figure 2, ce qui crée entre ltélectrode et le sol 16 un champ électrostatique qui est limité par les lignes en trait mixte 18 et 19. A titre d'exemple, on suppose que les limites 18 et 19 se trouvent au-delà de la largeur désirée W de la zone à protéger. Lorsqu'un récepteurréémetteur sous le forme d'une étiquette 20 pénètre dans la zone, le chemin de propagation d'énergie reliant l'étiquette 20 au dispositif de détection peut coincider avec la ligne en traitmixte 21. On notera qu'une autre étiquette située à l'extérieur des limites de la zone à protéger, comme par exemple en 22, est également liée au.dispositif par le champ électrostatique et provoque le - déclenchement de l'alarme. Conformément à l'invention, l'électrode destinée à produire le champ électrostatique se trouve sur le sol, comme le montre la figure 1, et elle est associée au récepteur-réémetteur de la manière représentée schématiquement sur la figure 3. Du fait que, de façon générale, une étiquette de surveillance'ne peut être introduite dans l'espace protégé qu'en étant amenée dans cet espace par un piéton, on voit qu'une électrode de condensateur située dans le tapis 12 se trouvera en couplage capacitif direct avec le récepteur-réémetteur 24, par le chemin 23 traversant le corps de la personne 25 et. la marchandise 26 qui se trouve sur la bras de cette personne0 Du fait qu'il existe un couplage capacitif direct avec toute chose venant en contact avec le tapis 12, la puissance de l'excitation qui est appliquée au tapis peut être réduite à un niveau notablement inférieur à celui qui doit être appliqué à l'électrode 15 dans le dispositif de la figure 2. Par conséquent, le champ électrostatique peut être limité pratiquement aux frontières du tapis 12 avec un débordement ou un dépassement de portée négligeable au-delà de ce périmètre. On va maintenant décrire les détails du tapis 12 en considérant dans ce but la figure 40 Comme le montre cette figure, le tapis 12 comprend une feuille conductrice de plan de terre, 27, une couche d'électrode 28 se présentant sous la forme d'une grille définissant des ouvertures, et une couche de matière diélectrique 29, intercalée entre la grille 28 et la feuille conductrice 27. Une couche de revêtement supérieure 30 en matière isolante recouvre complètement la structure de grille 28, mais est représentée arrachée dans les coins pour montrer la structure de grille sous-jacente. Le conducteur central d'un câble coaxial ou blindé 31 est connecté à l'électrode en forme de grille 28, tandis que son blindage est connecté au conducteur de plan de terre 27. Un fil de terre séparé 32 peut être connecté directement à la feuille 27e On décrira ultérieurement d'autres détails du tapis 12, après avoir décrit le circuit de protection des figures 5 et 6 auxquelles on se référera maintenant. Un oscillateur à quartz 35 attaque un circuit hybride 36 qui attaque luimême deux structures d'antenne rayonnantes 37 et 38, pour faire propager un signal électromagnétique hyperfréquence dans l'espace à protéger. Ce signal peut avoir une fréquence de 915 MHz. Lorsqu'un récepteurréémetteur 39 est présent dans l'espace situé entre les antennes 37 et 38, il reçoit l'énergie rayonnée par ces antennes et les mêmes antennes 37 et 38 reçoivent une composante réémise du signal et la renvoient vers le circuit hybride 36. Les signaux entrants qui atteignent le circuit hybride 36 sortent de ce circuit par la ligne de sortie 40,en direction d'une entrée d'un récepteur 41 qui est conçu de façon à détecter les signaux à une fréquence de 160 kHz. Si le récepteur 41 détecte que ces signaux ont une caractéristique particulière, il actionné un circuit d'alarme 42 qui est connecté à sa sortie par une ligne 43. Comme'on l'a indiqué précédemment, il est nécessaire qu'un signal de basse fréquence soit modulé sur le signal porteur hyperfréquence pour que le circuit d'alarme soit excitéo Dans ce but, il existe également une source de signal de basse fréquence qui, dans l'exemple considéré, est constituée par un oscillateur à 320 kHz, 44, dont la sortie est connectée par un amplificateur séparateur 45 a un circuit 46 destiné à diviser la fréquence par quatre et à alimenter un circuit d'attaque/amplificateur de puissance, 47. Ainsi, un signal à 80 kHz apparaft en sortie du circuit d'attaque/amplificateur de puissance 47, pour être appliqué par une ligne 48 au tapis ayant une structure de condensateur. Comme le montre la figure 6, la sortie du circuit d'attaque/amplificateur de puissance 47 est connectée' par une inductance réglable 49 et un condensateur de traversée 50 à un point de connexion 51. Un condensateur de précision 52 est connecté entre le point de connexion 51 et la terre. Le choix du condensateur 52 dépend de la capacité du tapis 12 que doit attaquer le dispositif. Le conducteurcentral 53 d'une longueur de câble blindé 31 est également comnneeté au point de connexion 51 et le blindage 54 de ce conducteur est mis à la terre, comme il est représenté. L'autre extrémité du conducteur 53 est connectée à l'électrode en forme de grille 28 du tapis 12, tandis que la feuille de plan de terre 27 est connectée à la terre comme il est représenté. L'homme de l'art notera qu'on peut régler la valeur-de l'inductance 49 de. façon qu'elle résonne avec la capacité totale représentée par le tapis 12, le câble blindé 31, le condensateur 52 et le condensateur de traversée 50. A titre d'exemple, on trouvera ci-dessous un tableau donnant diverses valeurs de dimensions du tapis et de capacités qui se sont avérées utilisables dans un mode de réalisation de l'invention. Dimensions du tapis Capacité (pF) tapis Condensateur 52 51 cm x 51 cm 1538 2450 51 cm x 66 cm 2000 1988 66 cm x 81 cm 3200 788 Le condensateur de traversée 50 a une capacité par rapport à la terre d'environ 2 pF, tandis que le câble blindé peut avoir une longueur de 60 cm et une capacité parasite d'environ 1 pF/cm. La valeur nominale de l'inductance 40 est d'environ 978 Hi Ainsi, la capacité totale entre la terre et l'inductance 40 est d'environ 4050 pFo Il est préférable d'employer une grille ou tout autre élément à structure ouverte pour l'électrode 28 afin d'obtenir une plus grande taille sans augmenter inddnent la capacité de la structure. Dans les exemples considérés, on utilise une grille d'aluminium ayant des ouvertures dont l'aireest égal à environ 64 % de l'aim de la grille. On peut utiliser les tailles de tapis indiquées dans le tableau ci-dessus entre des bornes séparées d'une distance d'environ 61 cm à environ 99 cm, en choisissant la taille de tapis particulière la mieux adaptée à l'écartement entre les bornes. Lorsqu'une étiquette est présente dans-l'espace protégé, elle provoque une modulation du signal porteur reçu à partir des antennes 37 et 38, par le second harmonique, au moins, du signal qui est appliqué au tapis 12. Ainsi, un signal à 80 kHz est appliqué au tapis et ce signal provoque la modulation du signal porteur par un signal à 160 kHz, cette modulation. étant détectée par le récepteur 41'o On peut incorporer au dispositif une modulation supplémentaire ou une variation des signaux de surveillance, pour contribuer à la suppression des fausses alarmes. Cependant, de telles modifications ne font pas partie de l'invention et il n'est pas nécessaire de les décrire. Il va de soi que de nombreuses autres modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de surveillance destiné à détecter la présence dans un espace protégé d'un récepteur-réémetteuLr miniature d'ondes électromagnétiques (14, 39), capable d'effectuer un mélange de signaux, ce dispositif comprenant, en combinaison, des moyens (35, 36, 37, 38) destinés à faire propager dans ledit espace un signal électromagnétique hyperfréquence, une source de signaux de basse fréquence (44, 45, 46, 47), une électrode (28) branchée à la source de signaux de basse fréquence, des moyens de détection de signal (37, 38, 36, 40, 41) qui sont placés en couplage avec ledit espace de façon à recevoir des signaux provenant de cet espace et à détecter des signaux liés aux signaux de basse fréquence, dans le seul cas o ces signaux sont reçus sous la forme d'une modulation d'un signal porteur dont la fréquence présente une relation prédéterminée avec celle du signal hyperfréquence, et des moyens (42) branchés aux moyens de détection de façon à fournir une alarme sous l'effet de la détection des signaux qui sont liés aux signaux de basse fréquence; caractérisé en ce que l'électrode (28) est conçue de façon à- tre placée le long du chemin de déplacement du récepteulr-réémetteur dans ledit espace, afin d'établir un couplage capacitif direct avec le-récepteur- réémetteur lorsque celui-ci est présent dans ledit espace. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode (28) est un élément d'une structure de condensateur qui est disposée dans ledit espace sur un sol sur lequel un piéton traversant cet espace doit nécessairement marcher, afin d'établir un coupla e capacitif avec le piéton. 3o Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'électrode consiste en une grille conductrice et elle est plaquée sur une feuille conductrice (27), avec une couche de matière diélectrique (29) entre elles, et la source de signaux de basse fréquence est branchée entre la grille et la feuille conductrice. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la grille conductrice (28) est recouverte d'une couche de matière isolante (30). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la capacité entre la grille (28) et la feuille conductrice (27) de la structure de condensateur est comprise dans une plage d'environ 1538 à environ 3200 picofarads. 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la structure de condensateur est connectée à la sortie de la source de signaux de basse fréquence, dans un circuit série qui peut être accordé sur la résonance. 7. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la source de signaux de basse fréquence (44, 45, 46, 47) est conçue de-façon à appliquer à la structure de condensateur un signal ayant une première fréquence; le récepteur-réémetteur (14, 39) est conçu de façon àa mélanger cette première fréquence avec le signal hyperfréquence afin de produire un harmonique d'ordre 2 ou des harmoniques supérieurs de la première fréquence, sous la forme d'une modulation qui est superposée sur un signal porteur dont la fréquence présente une relation prédéterminée par rapport à celle du signal hyperfréquence; et les moyens de détection de signal sont conçus de façon à détecter ces harmoniques des signaux de basse fréquence.