Brevet FR2872918A1 — publié le 20060113

1/6 La présente invention concerne un dispositif électronique pour permettre l'évaluation d'une position via des ondes radioélectriques. Ce système permet de se libérer des contraintes de la vitesse de la lumière des ondes radioélectrique non directives sur les très courtes distances, vitesse et temps de réponse difficilement maîtrisables lorsque l'on sait que celle du courant électrique qui peut traverser un circuit électronique est du même ordre de grandeur. Ce dispositif voit son application dans le cas des remorques semi-autonome (celles tractables à distance, via un émetteur- relais porté par l'utilisateur) dont la distance avec l'utilisateur est très courte (de l'ordre du mètre) et n'autorise pas, pour des raisons de sécurités, une mesure par écho. Le dispositif, selon l'invention, permet de remédier aux inconvénients cités plus haut. Il comporte en effet, première caractéristique, un premier système électronique S 1 capable, deuxième caractéristique, de recevoir des ondes radioélectrique sur une ou plusieurs fréquences, de, troisième caractéristique, mesurer l'amplitude des signaux qu'il reçoit. La quatrième caractéristique est un second système électronique S2 constitué, cinquième caractéristique, de trois couples d'antennes radioélectriques, chaque couple d'antennes émettant, sixième caractéristique, des signaux 1 et 2 sur deux fréquences fl et f2 distinctes proches, chacune sur une largeur de bande de telle manière à ce que les 2 bandes de fréquences aient une largeur de bande commune B , ainsi que, septième caractéristique, un ou des récepteurs R pouvant recevoir les signaux de ces antennes couplées. Les trois systèmes peuvent travailler de concert, via trois couples de fréquences distinctes ou en multiplexage, via un seul couple de fréquence. La huitième caractéristique est la mesure par le premier système électronique S 1 des amplitudes des signaux sur les fréquences fl (amplitude A 1 ), f2 ( A2 ) et sur la fréquence médiane à fl et f2 ( Al2 ) se trouvant donc dans la bande B dans le but, de déterminer le déphasage, au niveau de S 1 , des signaux 1 et 2 et de le renvoyer à S2 , via une fréquence non utilisée par les antennes couplées (on peut encore envisager le multiplexage). En effet l'amplitude de l'interférence de 2 signaux est étroitement liée au déphasage de ces derniers. 2872918 2/6 Remarque: si f2 est dans la largeur de bande autour de fl , il faut tenir compte de l'atténuation ou de l'amplification du signal 1 (connue en fonction de la largeur fl - f2 ) sur la fréquence f2 -> résolution d'un système 2 équations - 2 inconnues. La neuvième caractéristique est la mesure par R des signaux de la même façon que le fait SI et de communiquer ses résultats à S2 (une communication par la voie des airs n'est ici pas nécessaire). Ces différences d'amplitude permettent d'évaluer, dixième caractéristique, le déphasage des signaux au niveau de R . La distance étant connue entre R et les couples d'antennes, on détermine alors facilement le déphasage des signaux couplés au niveau de leur émission. Cette méthode permet, en retranchant ce deuxième déphasage au premier (trouvé sur S1 ) de connaître le déphasage, au niveau de SI , qu'auraient deux signaux en phase au niveau de leur émission. Les couples d'antennes (que nous pouvons symboliser par deux points fixes) peuvent représenter les trois axes géométriques, le mieux étant de fixer les couples d'antennes les uns par rapport aux autres, en repère cartésien par exemple. Ce principe, appliqué au trois systèmes d'antennes couplées, permet, via les trois mesures de déphasage des signaux couplés eu niveau de SI , de connaître la position de SI (par rapport à un point de référence). Ce principe, bien sûr, nécessite une étude technique plus poussée, car il est possible qu'il faille d'avantage que trois systèmes couplés, suivant que les fréquences aient une longueur d'onde plus petite que la distance qui sépare les 2 parties. D'autres part le fait de connaître un déphasage localise la deuxième partie sur des cercles centrés sur l'axe formé par un couple d'antennes. Il n'est alors pas dit que l'intersection des cercles trouvés pour les trois couples d'antennes ne donne qu'un seul point d'intersection. On peut par exemple faire varier le déphasage dans les cas de points multiples ou dans des zones d'amplitude d'interférence nulle. A retenir: les meilleurs mesures se font lorsque S 1 se trouve dans une zone où le déphasage mesuré est voisin de +/-pi/2. On peut donc s'arranger, en déphasant à l'émission, pour que S1 soit dans ces zones. Le voisinage de (1, 1,1) dans le repère cartésien est un bon candidat. A savoir: l'amplitude de l'interférence est maximale lorsque 1 se trouve sur le plan équidistant des 2 antennes, et nulle sur l'axe formé par ces antennes si la distance entre elles est c/f/2, c étant la vitesse de la lumière, f la fréquence d'interférence. 2872918 3/6 La figure jointe représente un exemple de fonctionnement du dispositif. Il est appliqué à un bâti (par exemple une remorque sur roues motrices) lui permettant de suivre un émetteur/récepteur de type 1 dans ses mouvements. Ce dispositif pourra aussi être utilisé dans des dispositifs anti collision. On peut aussi penser qu'à l'avenir ce dispositif soit porté, en partie, par tout individu ou inséré dans le circuit de téléphones portables pour éviter d'être heurté par un véhicule, transportant l'autre partie du dispositif. Il pourra aussi permettre de localiser des personnes dans des situations 10 difficiles (plus envisageable). A noter que ce système est très sensible aux échos, pouvant altérer les mesures d'amplitude. Les bandes de fréquences utilisées doivent être vierges et les mesures doivent alors être très courtes et espacées d'un temps suffisamment long pour permettre aux échos (qui se propagent à la vitesse de la lumière) de se dissiper. Seules des fréquences d'au moins IGhz (qui ont l'avantage d'être facilement orientables et de favoriser des courtes distances inter-antennes) semblent être le moyen pour y parvenir. A noter aussi que les mesures d'amplitude servent à en faire des différences et permettent ainsi d'éliminer les bruits (que l'on peut considérer comme constants lors de très courtes mesures) communs au deux fréquences fl et f2 , proches. D'autant que ces deux fréquences subissent, de part une courte distance séparant les antennes d'un même couple d'antennes, à peu près les mêmes atténuations et auront, au niveau de S 1 à peu près la même amplitude, ce qui peut permettre de réduire par un facteur 2 les bruits, si ces derniers sont différents selon la fréquence fl et f2 , via une moyenne. Enfin, l'avantage de ce dispositif par rapport au précédent (intitulé dispositif de télémétrie par ondes radioélectriques ) est de pouvoir mesurer la différence d'amplitude Al2 directement et non de mémoriser temporairement Al (ou A2) puis d'attendre le signal 2 (resp 1 ) afin d'avoir A2 (resp Al ). De toute façon, cette méthode était à améliorer car en plus du signal résultant de l'interférence alterné par un signal d'une des antennes, il aurait fallu aussi émettre le signal de l'autre antenne (afin d'avoir Al2 , Al et A2 ). y6 Revendications Dispositif électronique en deux partie dont la première partie est capable de localiser la deuxième en utilisant au moins trois systèmes double antennes, positionnés sur la première partie, chaque système émettant sur 2 bandes de fréquences, centrées sur 2 fréquences distinctes fl et f2, proches et d'intersection non nulle afin de créer des interférences sur la bande de fréquences commune (au moins sur (fl+f2)/2), mesurables en amplitude par la deuxième partie. Celle-ci devra comparer cette amplitude avec celles des signaux de fréquences fl et f2. Le déphasage de chaque signal couplé, au niveau de la deuxième partie, pourra alors être trouvé. Un système de correction (un ou des récepteurs, recevant les même signaux que la deuxième partie et se comportant comme celle-ci au niveau des mesures d'amplitude) du déphasage de ces signaux au niveau de leur émission, utilise ce principe en un ou des points où les distances aux émetteurs sont connues (et donc les interférences pour chaque couple de signaux). Cette correction permet de calculer les déphasages des signaux couplés au niveau de leur émission et de les retrancher aux déphasages trouvés sur la deuxième partie pour chaque fréquence des émissions couplées. Ces trois différences de déphasage (pour chaque couple de signaux émis par les trois couples d'antennes) permettent d'avoir trois déphasages et ainsi d'obtenir, via des valeurs de références, d'obtenir la position, par rapport à un point de référence, de la deuxième partie.