Brevet FR2846429A1 — publié le 20040430

L'invention concerne un procédé et dispositif pour la détermination de la position d'au moins un second dispositif d'émission et de réception par rapport à un premier dispositif d'émission et de réception au sein d'un système passif de contrôle d'accès fonctionnant dans la gamme des GHz. De tels procédés et dispositifs trouvent leur application par exemple dans la technique automobile de sorte que, lors de l'approche ou de l'éloignement d'un utilisateur, des actions correspondantes peuvent être exécutées de façon automatique, par exemple la fermeture ou l'ouverture du verrouillage central, l'activation ou la désactivation du blocage de démarrage, la commande de l'éclairage intérieur, la 10 fermeture ou l'ouverture des vitres latérales à commande électrique, etc. Afin d'obtenir un confort d'utilisation amélioré, on a proposé par exemple dans le document DE 100 64 141 AI une solution appelée modèle avec zones (ou distances) dans lequel des actions correspondantes sont exécutées lors de l'approche d'un utilisateur en fonction de sa distance du véhicule ou de sa position à l'intérieur 15 d'une certaine zone. Des déterminations erronées de position peuvent se produire, en particulier avec des procédés de transmission de signaux fonctionnant dans la gamme des micro-ondes, à savoir dans la gamme des GHz, à cause de signaux réfléchis plusieurs fois, appelé problème de propagation à voies multiples. Par exemple, des signaux provenant du transmetteur d'identification peuvent arriver au véhicule après réflexion sur une paroi au lieu d'une trajectoire directe. De manière correspondante, le véhicule ou une station de base montée dans le véhicule reçoivent des signaux incorrects ou bien plusieurs signaux provenant d'un transmetteur d'identification. Une détermination sans équivoque et correcte en ce qui 25 concerne la position est rendue plus difficile ou même impossible. Dans des cas défavorables, par exemple lorsqu'un transmetteur d'identification est caché par le corps de l'utilisateur dans la direction (directe) du véhicule, le signal réfléchi par une paroi provoque un signal plus fort reçu par la station de base de sorte qu'une discrimination éventuellement imaginable des signaux basée sur leur puissance 30 ou amplitude, ne permet pas de façon fiable une détermination d'un transmetteur d'identification correcte par rapport à la position. La présente invention a donc pour objectif de fournir un procédé ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé qui rende possible une détermination de position fiable d'au moins un second dispositif d'émission et de réception par 35 rapport à un premier dispositif d'émission et de réception au sein d'un système passif de contrôle d'accès fonctionnant dans la gamme des GHz même en cas de propagation à voies multiples des signaux. Dans ce but l'invention a pour objet un procédé pour la détermination de la position d'au moins un second dispositif d'émission et de réception par rapport à un 5 premier dispositif d'émission et de réception au sein d'un système passif de contrôle d'accès fonctionnant dans la gamme des GHz, dans lequel au moyen d'un procédé radar, en particulier d'un procédé de radar FM-CW, on reçoit dans un premier dispositif d'émission et de réception des signaux situés à gauche et à droite d'une fréquence de modulation, on détermine la distance des deux signaux situés à gauche et à droite de 10 la fréquence de modulation les plus proches de la fréquence de modulation, la distance étant proportionnelle à la distance entre le premier dispositif d'émission et de réception et ledit au moins un second dispositif d'émission et de réception, de sorte que des propagations à voies multiples ne sont pas prises en considération. Le procédé selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des 15 caractéristiques suivantes: - la distance des signaux est déterminée au moyen d'au moins un filtre passebande, en commençant par une première mesure avec une largeur de bande minimale prédéfinie, et lorsqu'il n'y a pas de détection de signaux dans cette largeur de bande, la distance par rapport à la fréquence de modulation des limites inférieure et 20 supérieure dudit au moins un filtre passe-bande est augmentée pour la prochaine mesure; - chaque mesure suivante est effectuée avec une largeur de bande prédéfinie respective; - des mesures supérieures et inférieures différentes sont associées à des 25 zones de distances différentes. L'invention a également pour objet un dispositif d'émission et de réception pour la détermination de la position d'au moins un autre dispositif d'émission et de réception, caractérisé en ce que le dispositif d'émission et de réception est configuré comme dispositif d'émission et de réception radar FM-CW et comporte au moins un 30 filtre passe-bande pour déterminer la distance entre les deux signaux les plus proches à gauche et à droite de la fréquence de modulation. Le dispositif d'émission et de réception selon l'invention peut en outre comporter une ou les deux caractéristiques suivantes: - ledit au moins un filtre passe-bande est variable afin d'exécuter des mesures 35 successives avec une largeur de bande chaque fois différente et croissante; - le dispositif d'émission et de réception comporte deux filtres passe-bande pour détecter des signaux situés respectivement à gauche et à droite de la fréquence de modulation. L'invention a également pour objet un dispositif comprenant un premier 5 dispositif d'émission et de réception selon l'invention et au moins un second dispositif d'émission et de réception, le premier dispositif d'émission et de réception étant agencé comme station de base à bord d'un véhicule et ledit au moins un second dispositif d'émission et de réception étant agencé comme transmetteur d'identification. Dans ce dispositif, ledit au moins un second dispositif d'émission et de réception peut 10 en outre être sous forme d'un réflecteur qui renvoie après modulation les signaux provenant du premier dispositif d'émission et de réception. Par l'utilisation d'un procédé radar FM-CW (" frequency modulationcontinuous wave " ou à onde continue et modulation de fréquence), en raison de la fréquence croissante, de la réception retardée et du mélange avec la fréquence originale dans le 15 premier dispositif d'émission et de réception qui reçoit ces signaux, des signaux se forment après une modulation et démodulation répétées à gauche et à droite de la fréquence de modulation, dans la gamme des kHz, par exemple 100 kHz, ces signaux pouvant être résolus en raies spectrales dans la bande de fréquence intermédiaire, (par exemple au moyen de filtres passe-bande ou de calcul comme la transformation 20 rapide de Fourier (FFT)), et se distinguant de la fréquence de modulation par quelques centaines de Hertz. On peut déterminer facilement la distance entre le premier et le second dispositif d'émission et de réception par détermination de la distance entre les raies spectrales ou fréquences des signaux (de retour) qui sont les plus proches à gauche 25 et à droite de la fréquence de modulation, car ces distances sont proportionnelles les unes aux autres. Puisqu'on détecte selon l'invention les raies spectrales ou (fréquences de) signaux les plus proches de la fréquence de modulation pour obtenir une mesure de distance, on peut éviter de façon simple et fiable des erreurs ou des mesures erronées 30 provenant de propagations à voies multiples car ce ne sont que les raies spectrales les plus proches qui peuvent provenir des signaux directs. Les signaux ou bien leurs raies spectrales résolues provenant des signaux ayant été réfléchis plusieurs fois sont situés plus loin de la fréquence de modulation et ne sont pas pris en considération lors de la détermination de la position (de la 35 distance) du transmetteur d'identification selon l'invention même s'ils sont reçus avec une puissance et amplitude plus fortes en raison de l'atténuation du signal plus direct. De tels signaux ou raies spectrales peuvent être détectés par exemple au moyen d'un filtre passe-bande, en commençant lors d'une première mesure par utiliser une largeur de bande prédéfinie la plus réduite ou la plus petite qui ne détecte que des raies spectrales ou des fréquences provenant des signaux de retour à l'intérieur d'une certaine zone (ou distance) autour du premier dispositif d'émission et de réception. Lorsqu'on ne détecte pas de signaux ou qu'il n'y a pas de résolution en raies spectrales à l'intérieur de cette largeur de bande ou dans cette zone, on peut augmenter la limite inférieure et supérieure du filtre passe-bande (à gauche et à droite de la fréquence de modulation, en particulier de façon symétrique par rapport à celle10 ci) pour la prochaine mesure de sorte qu'on peut détecter des signaux plus éloignés ou leurs raies spectrales, et ainsi des seconds dispositifs d'émission et de réception plus éloignés peuvent être détectés. Lorsqu'on utilise des échelles ou largeurs de bande prédéfinies correspondantes, qui correspondent chacune à des zones (des distances) 15 correspondantes ou des limites extérieures de zones, on peut déterminer de façon avantageuse et très simple la position d'un second dispositif d'émission et de réception, en particulier d'un transmetteur d'identification, même à l'intérieur de différentes zones. Selon une réalisation avantageuse de l'invention, le premier dispositif 20 d'émission et de réception est agencé sous forme de station de base d'un véhicule et ledit au moins un second dispositif d'émission et de réception sous forme de transmetteur d'identification, par exemple un réflecteur (actif), qui est porté usuellement par un utilisateur sur son corps, dans ces vêtements, sur un trousseau de clefs etc., et qui module et réfléchit le signal (par exemple la section efficace de 25 rétrodiffusion). D'autres réalisations avantageuses de l'invention ressortiront des revendications dépendantes. L'invention sera expliquée plus en détail à l'aide des exécutions représentées dans le dessin. Dans le dessin: la figure 1 représente schématiquement l'approche d'un véhicule par une personne; la figure 2 est un diagramme d'un spectre de puissance dans la bande de fréquence intermédiaire des signaux (de retour) reçus sans perturbation; la figure 3 montre le diagramme d'un spectre de puissance dans la bande de fréquence intermédiaire des signaux (de retour) reçus avec perturbation par propagation à voies multiples; la figure 4 représente un diagramme d'une première mise en oeuvre de l'invention comprenant un filtre passe-bande, et la figure 5 est un diagramme d'une seconde mise en oeuvre de l'invention comprenant deux filtres passe-bande. La figure 1 montre comment un utilisateur 2, par exemple un conducteur, s'approche d'un véhicule 1 de façon normale, et comment le problème d'une 10 propagation à voies multiples des signaux ou des signaux de retour d'un transmetteur d'identification 3 vers le véhicule 1 ou une station de base se trouvant dans le véhicule peut surgir lors de la réception de ces signaux. Si le parcours direct au véhicule 1 ou à la station de base pour une communication entre le transmetteur d'identification 3 et la station de base dans le 15 véhicule 1 est atténué, donc par exemple lorsque le transmetteur d'identification 3 se trouve au dos de l'utilisateur 2 qui avance vers le véhicule 1, la communication s'établit pour une partie réduite seulement ou, comme le montre la figure 1, non plus directement mais par ondes réfléchies. Des fortes réflexions peuvent se produire, par exemple par une paroi arrière 4, bien que le parcours de propagation 6 soit plus long, 20 et ces réflexions peuvent couvrir des signaux plus faibles, se propageant par exemple le long du parcours 7, bien que ces derniers aient un parcours de propagation plus court (par exemple réfléchi par le sol 5). De cette façon, le signal le plus fort produira dans les procédés conventionnels des résultats erronés (des distances calculées plus grandes) lors de la détermination 25 de la position du transmetteur d'identification 3 en raison du parcours de propagation 6 plus long. On n'a représenté naturellement dans la figure 1 qu'un cas dans lequel les ondes sont produites par une propagation à voies multiples, de sorte qu'on puisse constater qu'il y a beaucoup de possibilités d'interférences de signaux malgré un 30 parcours de propagation plus long par rapport aux signaux ayant un parcours de propagation plus court, y compris les signaux directs qui sont les signaux idéaux. On a représenté sur la figure 2 qui est un spectre de puissance dans la bande de fréquence intermédiaire, comment une mesure de distance est exécutée sans propagation à voies multiples ni perturbation par réflexion selon le procédé radar FM35 CW dans le premier dispositif récepteur d'émission et de réception, donc dans ce cas dans la station de base du véhicule 1. Un tel procédé radar dans lequel le transmetteur d'identification 3 module par exemple les signaux de la station de base et réfléchit ou émet en retour la section efficace de rétrodiffusion, est connu dans l'état de la technique et ne sera pas expliqué en détail. Dans ce procédé connu, des signaux de réception se produisent après plusieurs procédures de modulation et de démodulation dans le spectre de puissance, ces signaux étant situés un peu au-dessus ou au-dessous, donc à gauche et à droite dans le diagramme de la figure 2, par rapport à la fréquence de modulation fmod de 100 kHz par exemple, la fréquence de modulation fmod dépassant par plusieurs 10 ordres de grandeur la fréquence de distance des signaux fl, f2. Les fréquences des signaux reçues démodulées fl, f2 ou respectivement leurs raies spectrales résolues, se trouvent proches de la fréquence de modulation fmod, par exemple par quelques centaines d'Hertz (fmod " fi, f2). La distance des signaux fi, f2 ou respectivement de leurs raies spectrales, est 15 proportionnelle à la distance entre le transmetteur d'identification 3 et la station de base dans le véhicule 1, de sorte qu'on peut déterminer lors de l'absence de perturbation et de propagation à voies multiples la distance entre le transmetteur d'identification 3 et le véhicule 1. La figure 3 montre en revanche un spectre de puissance comportant des 20 perturbations par des signaux réfléchis ou une propagation à voies multiples de sorte qu'on trouve dans la station de base à gauche et à droite de la fréquence de modulation par exemple trois signaux ou respectivement leurs raies spectrales, présentant une puissance ou une amplitude et une fréquence différentes. On peut même constater, comme il est représenté, que les signaux ou leurs raies spectrales 25 correspondant au parcours de signaux directs ou les plus courts ont une puissance ou amplitude moindre que les signaux ayant un parcours de propagation plus long (voir par exemple la raie spectrale médiane). Ces signaux médians à droite et à gauche ou leurs raies spectrales pourraient par exemple représenter le parcours de propagation 6 dans la figure 1 qui est plus 30 direct en ce qui concerne sa direction entre le véhicule et le transmetteur d'identification mais il est fortement réfléchi sur la paroi arrière. On utilise selon l'invention le fait que les signaux corrects du même transmetteur d'identification 3 se trouvent plus proches de la fréquence de modulation que les signaux ayant un parcours de propagation plus long, et on utilise par exemple 35 ces signaux pour la détermination de la position du transmetteur d'identification 3 selon une première mise en oeuvre du procédé selon l'invention comme il est représenté dans la figure 4. Comme on le voit dans cette figure 4, on ne considère, au moyen d'un filtre, par exemple un passe-bande 8 représenté en traits interrompus et ayant une largeur de 5 bande prédéfinie, que les fréquences qui se trouvent à une certaine distance autour de la fréquence de modulation fmod. Si des signaux se trouvent dans la plage de ce passe-bande à gauche et à droite de la fréquence de modulation, de préférence symétriquement autour de la fréquence de modulation, et ont une puissance pouvant être détectée ou peuvent être résolues dans des raies spectrales, on peut déterminer 10 que le transmetteur d'identification 3 se trouve dans une zone de distances autour du véhicule 1 ou de la station de base montée dans ce véhicule, cette zone ayant des limites extérieures qui correspondent à la fréquence inférieure et supérieure du filtre passebande. La figure 5 représente un autre exemple d'exécution pour réaliser le procédé 15 selon l'invention dans lequel on utilise comme filtre, au lieu d'un filtre passe-bande, deux filtres passe-bande 9 et 10 situés de préférence de manière symétrique à gauche et à droite de la fréquence de modulation fmod. On obtient avec avantage une réduction de la largeur de bande de bruit par rapport à la réalisation n'utilisant qu'un seul passe-bande 8. On expliquera dans ce qui suit le procédé selon l'invention, en particulier son application au modèle avec zones. A cette fin, on mesure lors d'une première mesure avec une largeur de bande prédéfinie réglable du passe-bande 8 réduite ou minimale si un transmetteur d'identification se trouve dans cette zone ou bien si des signaux ayant une puissance correspondante peuvent être détectés. De cette façon, on 25 écarte, lors d'une réception réussie, les signaux d'une propagation à voies multiples même s'ils sont plus forts. Si aucun transmetteur d'identification 3 ne se trouve dans cette zone de distances, on peut agrandir la largeur de bande du passe-bande 8 par une valeur chaque fois prédéfinie, les fréquences inférieure et supérieure du passe-bande étant 30 proportionnelles aux limites extérieures de la zone de distances correspondante autour du véhicule 1. Par conséquent, on peut réaliser de façon simple un modèle de zones présentant plusieurs zones de distances autour du véhicule 1 par un réglage de largeur de bande croissante aux valeurs prédéfinies, et on peut détecter dans quelle zone se trouve un transmetteur d'identification 3. Lorsqu'on utilise une réalisation comportant deux filtres passe-bande selon la figure 5, la fréquence inférieure du passe-bande gauche correspondant aux limites extérieures d'une zone de distances doit être décalée vers la gauche, à savoir vers le bas, et la fréquence supérieure du passe-bande 10 droit doit être décalée vers le haut ou la droite, la largeur de la bande des filtres passe-bande 9 et 10 pouvant rester constante ou pouvant varier en fonction de conditions prédéfinies. La largeur de bande des filtres passe-bande 9 et 10 peut être utilisée de manière avantageuse pour la limite extérieure et intérieure de la zone de distances correspondante autour du véhicule 1 de sorte qu'on peut diminuer dans un exemple de réalisation selon la figure 5 avec avantage la largeur de bande de bruit, et éliminer les signaux se trouvant dans les deux directions à l'extérieur des filtres passe-bande 9 et 10 10. On peut même imaginer que les signaux reçus ou les signaux résolus en raies spectrales soient évalués au moyen d'une caractéristique connue dans le récepteur, en particulier de la station de base, afin de distinguer des parasites éventuels par rapport aux signaux d'un transmetteur d'identification. 15 REVENDICATIONS 1. Procédé pour la détermination de la position d'au moins un second dispositif d'émission et de réception (3) par rapport à un premier dispositif d'émission 5 et de réception au sein d'un système passif de contrôle d'accès fonctionnant dans la gamme des GHz, a) dans lequel, au moyen d'un procédé radar, en particulier d'un procédé de radar FM-CW, on reçoit dans un premier dispositif d'émission et de réception des signaux (fl, f2) situés à gauche et à droite d'une fréquence de modulation (fmod), b) on détermine la distance des deux signaux situés à gauche et à droite de la fréquence de modulation (fmod) les plus proches de la fréquence de modulation, c) la distance étant proportionnelle à la distance entre le premier dispositif d'émission et de réception et ledit au moins un second dispositif d'émission et de réception (3), d) de sorte que des propagations à voies multiples ne sont pas prises en considération. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance des signaux (fi, f2) est déterminée au moyen d'au moins un filtre passe-bande (8, 9, 10), en commençant par une première mesure avec une largeur de bande minimale 20 prédéfinie, et lorsqu'il n'y a pas de détection de signaux (fi, f2) dans cette largeur de bande, la distance par rapport à la fréquence de modulation (fmod) des limites inférieure et supérieure dudit au moins un filtre passe-bande (8, 9, 10) est augmentée pour la prochaine mesure. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque mesure suivante est effectuée avec une largeur de bande prédéfinie respective. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que des mesures supérieures et inférieures différentes sont associées à des zones de distances différentes. 5. Dispositif d'émission et de réception pour la détermination de la position d'au moins un autre dispositif d'émission et de réception (3), caractérisé en ce que le dispositif d'émission et de réception est configuré comme dispositif d'émission et de réception radar FM-CW et comporte au moins un filtre passe-bande (8, 9, 10) pour déterminer la distance entre les deux signaux (fi,f2) les plus proches à gauche et à droite de la fréquence de modulation (fmod). 6. Dispositif d'émission et de réception selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit au moins un filtre passe-bande (8, 9, 10) est variable afin d'exécuter des mesures successives avec une largeur de bande chaque fois différente et croissante. 7. Dispositif d'émission et de réception selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le dispositif d'émission et de réception comporte deux filtres 5 passe-bande (9, 10) pour détecter des signaux (fi, f2) situés respectivement à gauche et à droite de la fréquence de modulation (fmod). 8. Dispositif comprenant un premier dispositif d'émission et de réception selon l'une des revendications 5 à 7 et au moins un second dispositif d'émission et de réception (3), le premier dispositif d'émission et de réception étant agencé comme 10 station de base à bord d'un véhicule et ledit au moins un second dispositif d'émission et de réception (3) étant agencé comme transmetteur d'identification. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit au moins un second dispositif d'émission et de réception (3) est sous forme de réflecteur qui renvoie après modulation les signaux provenant du premier dispositif d'émission et 15 de réception.