Brevet FR2863791A1 — publié le 20050617

L'invention concerne le domaine de la génération d'impulsions de rayonnement électromagnétique et plus spécialement, mais pas exclusivement, l'utilisation de techniques optiques dans la génération d'impulsions électromagné- tiques multiples à partir d'une unique impulsion d'entrée. La génération d'impulsions électromagnétiques par des sources rayonnantes est bien connue dans le domaine des systèmes des communications et de détection et de nombreuses techniques de nature électrique ont été développées pour permettre l'encodage de telles impulsions pour leur reconnais- sance et leur identification ultérieure. Les techniques de nature électrique de l'état de l'art modifient habituellement les impulsions de rayonnement de telle manière qu'elles puissent être facilement identifiées à partir de la capacité à affecter certaines caractéristiques telles que la longueur d'une impulsion, la durée, l'amplitude, la fréquence ou d'autres caractéristiques telles que le temps de montée et le temps de descente. En outre, des impulsions multiples peuvent être utilisées pour distinguer plus avant une impulsion générée. La capacité à modifier la fréquence du taux de répétition de l'impulsion (PRF) pour des impulsions multiples, est également une caractéristique qui peut être exploitée, mais il y a des limitations actuelles physiques et électromagnétiques au PRF maximum qui peut être obtenu. Ainsi, il est fourni un générateur d'impulsions multiples à rayonnement électromagnétique (EMR) comprenant: - une source EMR pour produire des impulsions de rayonnement dis- crêtes; - un séparateur EMR pour recevoir les impulsions de rayonnement produites par la source EMR, ledit séparateur fournissant une pluralité de chemins de transmission EMR pour les impulsions reçues, chacun desdits chemins de transmission ayant des caractéristiques différentes, pour modifier les impul- sions EMR traversant lesdits chemins en fonction des impulsions d'entrée; - un combinateur EMR pour combiner les sorties modifiées de ladite pluralité de chemins de transmission EMR; et - au moins un chemin de transmission de sortie d'EMR combiné pour transmettre ladite sortie d'EMR combiné. 2863791 2 La sortie d'EMR combiné peut comprendre un train d'impulsions discrètes. Alternativement, la sortie d'EMR combiné peut comprendre une unique impulsion ayant une durée plus longue que celle de l'impulsion d'entrée. Alternativement, la sortie d'EMR combiné peut comprendre un train d'impulsions com- prenant au moins deux impulsions dans lequel au moins une impulsion du train d'impulsions a une durée plus longue que celle de l'impulsion d'entrée. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le générateur d'impulsions multiples EMR comprend en outre des moyens de commutation pour agir sur au moins l'un des chemins de transmission, les moyens de commu- tation étant capables d'activer ou de désactiver le chemin de transmission. Avantageusement, les moyens de commutation comprennent un commutateur photonique. Le commutateur peut être utilisé pour changer le train d'impulsions transmis à partir du combinateur EMR. De préférence, chaque chemin de transmission EMR du séparateur EMR comprend un commutateur. Cela maximise le nombre de variations qui peuvent être appliquées au train d'impulsions. Un exemple de quelques modes de réalisation préférés de l'invention va maintenant être décrit, à titre uniquement d'exemple en faisant référence aux dessins annexés, dans lesquels: La figure.l décrit un premier mode de réalisation d'un générateur d'impulsions multiples EMR selon l'invention. La figure 2 décrit un second mode de réalisation d'un générateur d'impulsions multiples EMR selon l'invention. Les figures 3a à 3c décrivent des impulsions de sortie qui peuvent être obtenues en utilisant des appareils selon la présente invention. Sur la figure 1, une source de rayonnement 2 est décrite connectée à un séparateur EMR 6 par un lien en fibre optique 4. Des impulsions de rayonne-ment (décrites en 22), générées par la source de rayonnement 2, sont transmises au travers de la fibre optique 4 au séparateur 6, dans lequel l'énergie de l'impulsion est entièrement distribuée sur cinq fibres optiques (7, 8, 10, 12, 14), chacune ayant des caractéristiques physiques différentes. Dans cet exemple, les fibres optiques sont des lignes à retard ayant des temps de retard différents, qui, dans l'exemple décrit, sont obtenus par le fait que chaque fibre a une longueur physique différente. 2863791 3 D'autres caractéristiques physiques de fibres optiques peuvent être utilisées pour modifier les impulsions EMR. Divers mécanismes connus grâce auxquels des caractéristiques peuvent être introduites dans des matériaux adaptés pour la transmission d'impulsions EMR, sont considérés comme étant inclus dans la portée de l'invention et inclus, mais ne sont pas limités à, des longueurs physiques différentes, des propriétés de matériaux différentes telles que le do-page pour produire une transposition de fréquences ou l'adjonction d'éléments au matériau, ce qui change l'état des photons les traversant et des variations dans l'indice de réfraction de la fibre. Le résultat obtenu d'impulsions multiples modifiées identifiables est connu dans l'état de l'art comme le codage de train d'impulsions. Dans l'exemple décrit à la figure 1, on considère que l'énergie du train d'impulsions 22 incident sur le séparateur 6, est distribuée uniformément sur les cinq lignes à retard optique (7, 8,10, 12,14), chaque fibre transportant ainsi une impulsion de 1/5 de l'énergie totale de l'impulsion originale, à moins qu'un mécanisme de gain soit employé individuellement sur les lignes à retard. La génération d'une PRF accrue dans les sorties d'impulsions multiples 26, 30, 34 sans apport d'énergie additionnelle est au dépend de l'énergie individuelle des impulsions, mais fournit une augmentation substantielle de la complexité de l'impulsion mufti- ple résultante. L'impulsion multiple générée peut être utilisée pour détecter des cibles, cas dans lequel un signal de retour est nécessaire. Bien que le train d'impulsions (26, 30, 34) a une amplitude inférieure à l'unique impulsion originale (24, 28, 32), le taux de détection est amélioré du fait que le bruit de fond a moins d'effet sur la détection d'un train d'impulsions que d'une unique impulsion, qui peut être obscurcie par un pic soudain de bruit. Cet exemple d'application n'entend pas limiter son application à une telle distribution d'énergie et en ce sens l'énergie d'impulsion 22 incidente sur le séparateur 6 peut avoir été distribué uniformément sur les lignes à retard (7, 8, 10, 12,14) selon n'importe quel régime de distribution fractionnel. Un tel sys- tème peut ainsi produire des impulsions multiples avec des amplitudes variant entre des impulsions adjacentes. Les impulsions portées par chacune des lignes à retard (7, 8, 10, 12, 14) sont recombinées dans le combinateur EMR (16) et transmises via la ligne de transmission d'EMR combiné (18) à un dispositif de sortie (20). Les impulsions 2863791 4 recombinées (23) sont caractérisées dans cet exemple par cinq impulsions d'énergie inférieure et de fréquence supérieure, le PRF desdites impulsions étant déterminé par les caractéristiques particulières des lignes à retard (7, 8, 10, 12, 14). Le dispositif de sortie peut typiquement comprendre un dispositif de communication ou de signalisation dans lequel l'identification de caractéristiques particulières des impulsions est nécessaire pour activer soit la réception ou la transmission de communication sécurisée soit pour effectuer la commutation d'une ligne de transmission ou de réception. La génération d'impulsions multiples à partir de sources rayonnantes 2 (décrites schématiquement en 22), produit une série d'impulsions 24, 28, 32 qui sont modifiées en passant au travers du séparateur 6, des lignes à retard 7, 8, 10, 12, 14 et du combinateur 16 pour produire une série d'impulsions multiples décrites respectivement en 26, 30, 34. L'exemple décrit dans la figure 1 utilise des caractéristiques de retards physiques uniformément espacés pour produire les impulsions multiples modifiées 26, 30, 34. Des méthodes alternatives d'encodage d'impulsions peuvent également inclure l'utilisation de lignes à retard avec des durées variables entre des impulsions adjacentes et/ou des lignes adjacentes (avec ou sans retard) ayant des couleurs ou des matériaux différents, ce qui introduit des éléments d'encodage dans les impulsions multiples résultantes, ce qui les rendrait difficile à copier ou à répliquer. Cette caractéristique associe l'invention au domaine des communications sécurisées dans lesquelles la transmission et la réception d'impulsions de signature unique comprenant des fréquences de répétition d'impulsions connues (par exemple variables ou constantes) et/ou l'insertion d'impulsions individuelles dans une séquence d'impulsion multiple qui peut inclure une ou plusieurs cou-leurs ou modification dans le niveau d'énergie peut augmenter de manière significative la sécurité de tels systèmes. La figure 2 décrit une source de rayonnement 2 connectée à un séparateur EMR 6 au travers d'un lien de fibres optiques 4. Le séparateur EMR 6 comprend cinq lignes à retard en fibres optiques (7, 8, 10, 12, 14), chacune ayant une longueur physique différente, de même que dans le mode de réalisation de la figure 1. Les impulsions de rayonnement (décrites en 22) générées par la source de rayonnement 2, sont transmises au travers de la fibre optique 4 au séparateur 6. Les lignes à retard en fibres optiques (7, 8, 10, 12, 14) de ce mode de réalisation comprennent chacune un commutateur (100, 102, 104, 106, 108) pour permettre ou empêcher une impulsion EMR de se déplacer le long de la fibre op- tique. Le commutateur peut être un commutateur mécanique ou un commutateur photonique, par exemple. Sur la figure 2, les commutateurs 100, 104, 106 et 108 sont configurés pour permettre aux impulsions EMR de se déplacer le long des fibres optiques 7, 10, 12 et 14 respectivement. Le commutateur 102 quant à lui est configuré pour empêcher une impulsion EMR de se déplacer le long de la fibre optique 8. Le train d'impulsions résultant 36 est différent du train d'impulsions 23 de la figure 1. On peut constater que dans le mode de réalisation de la figure 2, le train d'impulsions résultant peut être modifié en utilisant les commutateurs, de sorte que les différentes fibres optiques sont commutées entre actif et inactif (on et off). La commutation peut être réalisée rapidement et peut être adaptée pour être commandée à distance. Un avantage du fait d'être capable de faire varier le train d'impulsions et que, si un observateur indésirable devient familier avec le train d'impulsions utilisé, le train d'impulsions peut être immédiatement changé sans avoir à modi- fier l'équipement de génération d'impulsions. La figure 3a décrit une unique impulsion de sortie 38 qui peut être obtenue en utilisant des appareils similaires à celui décrit en référence à la figure 1. Ainsi que cela est décrit sur la figure 1, une source de rayonnement 2 est connectée à un séparateur EMR 6 via un lien en fibre optique 4. Des impulsions de rayonnement 22 générées par la source de rayonnement 2 sont transmises le long de la fibre optique 4 au séparateur 6 dans lequel l'énergie d'impulsions est entièrement distribuée sur cinq fibres optiques (7, 8, 10, 12, 14), chacune ayant des caractéristiques physiques différentes. Dans l'exemple de la figure 1, les fibres optiques sont des lignes à retard ayant des retards différents, ce qui aboutit à des impulsions de sorties multiples 26, 30, 34 comprenant chacune un train d'impulsions discrètes. Dans cet exemple, les fibres optiques sont des lignes à retard ayant une très petite différence de retard entre chaque fibre, de sorte que les impulsions de rayonnement arrivent au combinateur EMR quasiment simultanément, une impulsion se chevauchant avec une autre, de sorte que la sortie résultante est une unique impulsion 38 ayant une durée supérieure à celle de l'impulsion d'entrée 22. Les retards peuvent être introduits en variant les caractéristiques physiques des fibres optiques (7, 8,10, 12, 14) ainsi que cela a été décrit précédem- ment en référence à la figure 1. Dans cet exemple, l'énergie de l'impulsion 22 incidente sur le séparateur 6 est distribuée uniformément sur les lignes à retard optiques (7, 8,10, 12, 14), chaque fibre transportant ainsi une impulsion de 1/5 de l'énergie totale de l'impulsion d'entrée 22 à moins qu'un mécanisme de gain soit employé individuel- lement sur les lignes à retard. D'autres distributions d'énergie sont possibles, par exemple pour produire les impulsions de sortie 40 ou 42, décrites sur les figures 3b et 3c respectivement. Des impulsions de sortie similaires à celles décrites sur les figures 3b et 3c peuvent également être obtenues en permettant à plus d'une ligne à retard d'avoir le même retard. Des commutateurs tels que ceux décrits en référence à la figure 2, peuvent également être utilisés pour empêcher des impulsions de se déplacer sur des fibres particulières, pour modifier en plus l'impulsion de sortie ou le train d'impulsions. D'autres avantages ou améliorations sur le système de l'état de l'art seront facilement apparents à ceux compétents dans l'art et de tels modes de réalisation et alternativement les modes de réalisation qui utilisent le concept inventif divulgué dans ce document, sont considérés comme étant compris dans la portée de l'invention revendiquée. REVENDICATIONS 1. Générateur d'impulsions multiples de rayonnement électromagnétique, dit EMR comprenant: - une source EMR pour produire des impulsions de rayonnement dis- crètes; - un séparateur EMR pour recevoir les impulsions de rayonnement produites par la source EMR, ledit séparateur fournissant une pluralité de chemins de transmission EMR pour les impulsions reçues, chacun desdits chemins de transmission ayant des caractéristiques différentes, pour modifier les impul- sions EMR traversant lesdits chemins en fonction des impulsions d'entrée; - un combinateur EMR pour combiner les sorties modifiées de ladite pluralité de chemins de transmission EMR; et - au moins un chemin de transmission de sortie d'EMR combiné pour transmettre ladite sortie d'EMR combiné. 2. Générateur d'impulsions multiples de rayonnement électromagnétique (EMR) selon la revendication 1, dans lequel au moins deux chemins de transmission introduisent des retards différents l'un de l'autre, de sorte que la sortie d'EMR combiné comprend un train d'impulsions discrètes à partir d'une unique impulsion d'entrée. 3. Générateur d'impulsions multiples de rayonnement électromagnétique (EMR) selon la revendication 1, dans lequel lesdits chemins de transmission introduisent des retards différents les uns des autres, de sorte que la sortie d'EMR combiné comprend un train d'impulsions de sortie d'au moins deux impulsions discrètes, dans lequel au moins une impulsion dudit train d'impulsions de sortie a une durée plus longue que celle de l'impulsion d'entrée. 4. Générateur d'impulsions multiples de rayonnement électromagnétique (EMR) selon la revendication 1, dans lequel au moins deux chemins de transmission introduisent des retards différents l'un de l'autre, de sorte que la sortie d'EMR combiné comprend une unique impulsion ayant une durée supé- rieure à celle de l'impulsion d'entrée. 5. Générateur d'impulsions multiples de rayonnement électromagnétique (EMR) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre des moyens de commutation pour agir sur au moins un de ladite plurali- 2863791 8 té de chemins de transmission EMR, les moyens de commutation étant capables d'activer ou désactiver le chemin de transmission.