Brevet FR2630238A1 — publié le 19891020

DISPOSITIF DE SURVltILIANCE PAR CABINE La présente invention concerne un dispositif de surveillance par câble permettant, en particulier, la détection du passage d'un intrus dans une zone donnée. Il existe de tels dispositifs qui utilisent deux câbles rayonnants coaxiaux, c'est-à-dire des câbles dont le conducteur extérieur est percé de fenêtres généralement régulièrement réparties et alignées. Ces câbles sont reliés l'un à un émetteur, le plus souvent du type générateur d'impulsions à haute fréquence, et l'autre à un récepteur, et sont, le plus souvent, disposés dans le sol, à une faible profondeur, selon deux parcours parallèles. La modification du couplage entre les deux câbles, par exemple due au passage d'une personne au-dessus des câbles, entraîne une modification du signal reçu par lé récepteur et une détection de ce passage par mesure des variations de phase et/ou d'amplitude du signal reçu. Ces dispositifs connus présentent divers inconvénients : nécessité de creuser deux tranchées espacées d'environ 2,5 mètres lorsque les cables sont enterrés, très mauvais fonctionnement du dispositif lorsque les câbles sont disposés en aériens, par exemple au sommet d'un mur, nécessité d'un couplage constant entre les deux câbles et donc d'une distance constante entre eux. La présente invention a pour but d'éviter ou, pour le moins, de réduire ces inconvénients. Ceci est obtenu à l'aide d'un seul câble, à une des extrémités duquel est appliqué un signal ; l'étude du signal réfléchi, dont les caractéristiques sont modifiées par les perturbations pouvant affecter le câble, permet de détecter ces perturbations. La présente invention concerne un dispositif de surveillance par câble, caractérisé en ce qu'il comporte : une ligne de transmission avec un premier et un second accès, le second accès étant fermé sur une impédance égale à l'impédance caractéristique de la ligne, un générateur de signal couplé au premier accès de la ligne et des moyens de mesure pour mesurer les variations de l'onde réfléchie du second vers le premier accès de la ligne. L'invention sera mleux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et de la figure s'y rapportant qui représente un dispositif de surveillance par câble suivant l'invention. La figure montre un générateur, 1, qui délivre un signal sinusoïdal de fréquence F = 40MHz. Ce signal est délivré à travers un coupleur directionnel A n dB ,3, au premier accès d'Xm câble, 2, constitué par une ligne coaxiale dont le conducteur extérieur est à la masse. Le second accès du câble 2 est fermé sur une impédance Rc de valeur égale à l'impédance caractéristique du câble Dans cette description et dans les revendications il est question de coupleurs directifs A n dB ; il s'agit de coupleurs où le nombre réel n est très supérieur à 3 et au moins de l'ordre de 20 ; dans le cas de l'exemple décrit n est égal à 30. Il est rappelé que, dans un coupleur directif, il est fait appel à la notion de paires d'accès conjugués et qu'il faut entendre par paire d'accès conjugués du coupleur, deux des quatre accès du coupleur tels que, si des charges adaptées y sont branchées il n'y a pratiquement pas de couplage entre les deux autres accès du coupleur, les deux autres accès constituant d'ailleurs également une paire d'accès conjugués. Le coupleur 3 comporte un premier accès relié au générateur 1, un second accès relié au conducteur intérieur du câble 2, un troisième accès relié à l'entrée + d'un circuit soustracteur 4 et un quatrième accès relié à une charge adaptée, incorporée dans le boîtier du coupleur, ce boîtier étant représenté en traits interrompus sur la figure. Dans ce montage les accès reliés respectivement au générateur 1 et au circuit soustracteur 4, forment une paire d'accès conjugués. Le générateur 1 fournit également son signal sinusoïdal à l'entrée - du circuit soustracteur 4 à travers un atténuateur variable 5 suivi d'un déphaseur variable 6. La sortie du circuit soustracteur 4 est reliée, à travers un ampliflcateur 7, à la première entrée d'un circuit mélangeur 9 qui reçoit sur son autre entrée un signal sinusoïdal de fréquence F+f = 40MHz + tOkHz fourni par un générateur 8. La sortie du circuit mélangeur 9 est reliée à l'entrée d'un filtre passe-bande, 10, de bande passante 7-13kHz, dont la sortie est reliée à l'anode d'une diode D dont la cathode est reliée, à travers une résistance R, à l'entrée d'un amplificateur 12 ; l'entrée de l'amplificateur 12 est reliée par un condensateur, C, à la masse ; les éléments D, R et C, ainsi montés, constituent un détecteur d'amplitude, 11, pour le signal fourni par le filtre 10. La sortie de l'amplificateur 12 est reliée, à travers un filtre passe-bande, 13, de bande passante 0,01-lOHz, suivi d'un amplificateur 14, à l'entrée d'un détecteur à seuil, 15, dont la sortie fournit un signal d'alarme, A, destiné à des circuits. d'utilisation non représentés. Dans le montage qui vient d'être décrit la quasi-totalité de l'énergie de l'onde réfléchie par la ligne 2 est fournie par le coupleur 3 A l'entrée + du circuit soustracteur 4. L'atténuateur variable 5 et le déphaseur variable 6 sont réglés pour que, lorsque la ligne 2 n'est soumise à aucune contrainte, le circuit soustracteur 4 ne fournisse aucun signal de sortie ; par contrainte il faut entendre toute cause capable de modifier les conditions de fonctionnement de la ligne 2 en entraînant une dêsadaptation d'impédance du montage, la ligne 2 pouvant être constituée aussi bien par un câble coaxial déformable, que par un câble coaxisl rayonnant, que par une ligne bifilaire avec transformateur d'impédance entre le coupleur et la ligne, les contraintes sont, selon les cas, des vibrations, des chocs ou autres efforts mécaniques, ou bien des modifications du champ magnétique au voisinage de la ligne 2 en raison du passage d'un intrus. L'amplitude de l'onde réfléchie est proportionnelle à la désadaptation d'impédance du montage. Le signal qui en résulte à la sortie du circuit soustracteur 4 est amplifié dans l'amplificateur 7 et appliqué au circuit mélangeur 9 qui, par mélange avec le signal à fréquence F+f fourni par le générateur 8, fournit un signal à fréquence trsnsposée f = 10kHz dont les variations d'amplitude reproduisent celles du signal à fréquence F+f, réfléchi par la ligne. Ce signal du circuit mélangeur est amplifié et filtré dans le filtre 10 qui est équipé d'un ampiGflcateur de sortie ; la bande passante du filtre 10 est choisie de manière à ne concerner que la fréquence transposée. Le signal de sortie du filtre 10 est appliqué à l'entrée du détecteur d'amplitude 11 qui fournit donc un signal proportionnel à la désadaptation d'impédance du montage. Le signal de sortie du détecteur 11 est amplifié puis filtré dans le filtre 13. Le filtrage permet de ne prendre en compte que les signaux correspondant à des modifications d'impédance du câble se produisant dans des limites données. La bande 0,01 - 1OHz du filtre 13 de l'exemple décrit correspond, lors de l'utilisation avec un cable rayonnant, à un filtrage pour prise en compte des intrus se déplaçant au voisinage du câble avec une vitesse comprise entre 3 cm/s et 7 m/s ; cette bande permet ainsi de ne pas déclencher une alarme par des déformations lentes de l'environnement du câble ou pour le passage d'un oiseau au-dessus du câble. Le signal de sortie du filtre 13 est amplifié puis appliqué au détecteur à seuil 15, qui, toujours dans le cadre de exemple décrit, permet de ne pas tenir compte des signaux de faible amplitude provenant, par exemple, du passage d'une souris près du câble. Le signal délivré par le détecteur à seuil 15 est disponible pour déclencher une sonnerie et une alarme lumineuse, comme dans l'exemple décrit, mais peut aussi être traité, par exemple en liaison avec un système de coupure périodique du signal de sortie du générateur 1, pour déterminer à quel endroit du câble 2 s'est produite la perturbation. ayant provoqué le signal de sortie du détecteur à seuil. Il est à noter que le montage selon la figure comporte plusieurs amplificateurs; dans le cas de ltexemple décrit ces amplificateurs ont respectivement des gains de 55 décibels pour l'amplificateur 7, de 40 décibels pour l'amplificateur de sortie du filtre 10 et de 50 et 20 décibels pour les amplificateurs 12 et 14. L'invention est appllcable aussi bien avec un câble disposé en aérien qu'avec un câble enterré ou qu'avec un câble posé sur une surface telle que, par exemple, le sol. La présente invention n'est pas limitée au montage décrit, c'est ainsi, par exemple, quten fonction des conditions d'application, c'est-à-dire de l'environnement du câble -et de la surveillance à effectuer, les fréquences de fonctionnement peuvent être choisies différemment et surtout la mesure des variations de l'onde réfléchie par le câble peut être effectuée par tout méthode donnant des résultats compatibles avec la précision recherchée pour cette mesure. REVENDICATIONS 1. Dispositif de surveillance par câble, caractérisé en ce qu'il comporte : une ligne de transmission (2) avec un premier et un second accès, le second accès étant fermé sur une impédance (Rc) égale à l'impédance caractéristique d3 la ligne, un générateur de signal (1) couplé au premier accès de la ligne et des moyens de mesure (3-15) pour mesurer les variations de l'onde réfléchie du second vers le premier accès de la ligne. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mesure (3-15) comportent : un atténuateur variable (5), un déphaseur variable (6), un.circuit soustracteur (4), un coupleur à ndB (3) (n : nombre réel au moins de l'ordre de 20) dont un premier accès est relié au premier accès de la ligne (2) et dont les deux accès conjugués du premier accès sont reliés respectivement au générateur (1) et à la première entrée du circuit soustracteur (4), la seconde entrée du circuit soustracteur étant couplée par l'atténuateur variable (5) et le déphaseur variable (6) au générateur (1), et un circuit (6) de détection d'amplitude (11) couplé à la sortie du circuit soustracteur (4). 3. Dispositif selon la revendlcation 2, caractérisé en ce que la sortie du circuit soustracteur (4) est couplée au circuit de détection d'amplitude (11) par un circuit de transposition de fréquence (8,9). 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de mesure comportent un détecteur à seuil (15) couplé à la sortie du circuit de détection d'amplitude (11). 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un filtre passe-bande (10) est branché en série entre le circuit de transposition de fréquence (8, 9) et le circuit de détection d'amplitude (11). 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un filtre passe-bande (13) est branché en série entre le circuit de détection d'amplitude (11) et le détecteur A seuil (15).