Brevet FR2967304A1 — publié le 20120511

La présente invention concerne un dispositif de communication radioélectrique, notamment du type de ceux comportant une structure rayonnante continue, une antenne directive et un moyen de transition d'énergie entre la structure rayonnante continue et l'antenne directive. L'invention s'intéresse plus particulièrement aux structures rayon- nantes se présentant sous la forme de guides d'onde munis sur leur longueur de fentes rayonnantes. L'invention trouve notamment application dans le domaine du transport de passagers ou de fret par des véhicules circulant de façon guidée sur des voies (métro, tramway, trains ...), afin d'établir une communication radio entre le véhicule et le sol, la structure rayonnante de type guide d'onde étant disposée au sol, au voisinage de la voie. Un exemple d'un tel dispositif est décrit dans le brevet EP- 2 042 402. Le guide d'onde est usuellement placé le long de la voie, et peut présenter une longueur importante, par exemple de plusieurs dizaines de métres. Il est généralement constitué d'une structure tubulaire par exemple un assemblage de tronçons métalliques (notamment en aluminium) et rectilignes. Il est maintenu en position sur le sol à l'aide de moyens de fixation répartis sur la longueur du guide d'onde, dont certains ont une liaison rigide avec le guide d'onde, et d'autres ont une liaison qui maintient en place le tube mais en autorisant son glissement. On les désigne usuellement respectivement sous les termes de supports fixes et de supports glissants. 2 0 Le guide d'onde est soumis à plusieurs types de contraintes. D'une part, après installation le long de la voie, il est amené à subir des variations de température importantes, qui vont tendre à le dilater et à le rétracter périodiquement. C'est ce qui justifie l'utilisation des supports de type glissants mentionnés plus haut, qui permettent au guide de s'allonger ou de rétrécir dans une certaine mesure. 25 D'autre part, la voie présente des courbures (dans un plan horizontal) et/ou des dévers, (dans un plan vertical) que le guide d'onde doit suivre. Le guide d'onde, conçu usuellement pour être rectiligne, doit alors suivre localement ces courbures. On utilise alors les capacités de relative flexibilité de l' aluminium: 30 Les dévers sont généralement relativement facilement « absorbés » par le guide, qui, de part son dimensionnement (une section généralement moins haute que large quand le guide est en position d'utilisation), fléchit lors de la pose sans créer de contraintes mécaniques importantes. Les courbures dans le plan horizontal, quant à elles, ne peuvent généralement 35 être obtenues que par un cintrage volontaire lors de la pose, généralement dans les zones de jonction entre tronçons de guide, au niveau des supports fixes, créant une forte contrainte mécanique le long du guide d'onde. Et cette contrainte perdure ensuite, après l'installation du guide, engendrant une concentration d'efforts au niveau des supports, notamment au niveau des supports glissants, pouvant amener à empêcher ou réduire les possibilités de mouvement relatif du guide par rapport audits pieds glissants. On risque alors une casse du support sous le double effet des contraintes mécaniques et thermiques subies par le guide d'onde. L'invention a alors pour but de concevoir un guide d'onde du type décrit plus haut qui remédie à l'inconvénient précité. Elle a notamment pour but d'en améliorer la conception afin qu'il puisse présenter des courbures sans risque de casse du guide et/ ou de ses supports, sans altérer notablement la transmission du signal radiofréquence et, de préférence, sans avoir à revoir entièrement la conception des guides d'onde existants. L'invention a pour objet un dispositif de communication radioélectrique comportant un guide d'onde muni de fentes de rayonnement, ledit guide comportant un assemblage de tronçons de guide d'onde tubulaires. Deux desdits tronçons au moins sont assemblés entre eux par l'intermédiaire d'un (ou d'au moins un) tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage dont les sections d'extrémité sont contenues dans des plans inclinés l'un par rapport à l'autre. On comprend par « inclinés l'un par rapport à l'autre » le fait que ces plans ne sont pas parallèles entre eux. 2 0 L'invention permet ainsi de garder la structure connue d'un guide d'onde fait d'un assemblage de tronçons de guide simples (aux parois rectilignes), mais de supprimer l'opération de cintrage génératrice de contraintes mécaniques fortes lors de la pose, puis lors de l'exploitation du guide. La solution a consisté à ajouter ces tronçons de cintrage, qui peuvent avoir des parois rectilignes tout comme les autres tronçons du 25 guide, puisque l'on ne modifie que leurs extrémités. Leur mode de fabrication peut donc rester tout à fait analogue à celui déjà connu pour les tronçons de guide rectilignes. On peut avoir une conception de guide complètement modulaire, avec, comme auparavant, des tronçons rectilignes disponibles selon une ou plusieurs longueurs standardisées, et, en plus, des tronçons de cintrage : selon les courbures de la 30 portion de voie à équiper, on va ajuster le nombre de modules de tel ou tel type, de telle ou telle longueur, et insérer le nombre de tronçons de cintrage nécessaires entre modules rectilignes pour avoir le rayon de courbure ad hoc à l'endroit voulu. C'est une approximation, puisque le guide ne devient pas courbe à proprement parlé, mais il s'est avéré que, pour les courbures rencontrées dans le domaine ferroviaire, un guide ainsi 35 constitué continuait à transmettre le signal tout à fait correctement, sans atténuation plus significative que celle obtenue avec un guide cintré selon la solution antérieure décrite plus haut. On obtient ainsi des performances analogues à celles d'un guide qui serait véritablement courbe, sans les contraintes de fabrication élevées liées à un guide d'onde aux parois courbes. Plusieurs variantes de tronçon de cintrage sont possibles. Selon une première variante, les plans sont inclinés symétriquement (ou non) par rapport à l'axe transversal du tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage. On facilite ainsi la pose du tronçon de cintrage (moins de risque de le monter de façon incorrecte). Par exemple, les plans sont chacun inclinés par rapport à l'axe transversal du tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage d'un angle compris entre 0,5° (ou 1°) et 7°, notamment compris entre 1 et 3°. Selon une seconde variante, un seul des plans est incliné par rapport à l'axe transversal du tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage, par exemple d'un angle compris entre 1° et 10°, notamment compris entre 2° et 6°. Pour limiter au mieux le nombre de tronçons différents, on peut avoir avantage à n'utiliser qu'un seul type de tronçon de cintrage, par exemple conçu selon la première variante, avec un angle d'inclinaison donné, permettant de couvrir toute la gamme de rayons de courbure faibles usuels des voies dans le ferroviaire (donc ceux qui nécessitaient jusque là les plus forts cintrage). A noter qu'on peut naturellement assembler à la suite plusieurs tronçons de cin- 2 0 trage au besoin, et que les mêmes tronçons de cintrage peuvent être utilisés pour une courbure d'un côté et une courbure du côté opposé, il suffit pour cela de retourner de 180° le tronçon de cintrage lors de la pose. A noter également que les tronçons de cintrage selon l'invention peuvent, ou non, être munis de fente de rayonnement comme les autres tronçons de guide avec qui 25 ils sont assemblés. Cependant, en règle générale, ils présentent une longueur nettement moindre, qui se mesure généralement en centimètres (alors que les autres tronçons pré-sentent des longueurs d'au moins 1 métre jusqu'à plus de 10 métres), ce qui autorise de ne pas les munir de fentes pour en simplifier la fabrication, sans détériorer les performances de rayonnement du guide. 30 De préférence, les sections d'extrémité du tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage et des tronçons de guide d'onde tubulaires entre lesquels le tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage est disposé présentent des surfaces d'assemblage de formes complémentaires sous forme de collerettes s'étendant vers l'extérieur du guide d'onde. On peut ainsi assembler les tronçons de cintrage aux autres tronçons de façon aisée. Les 35 collerettes peuvent ainsi toutes être munies de moyens d'assemblage mécanique, no- tamment de perçages, permettant l'assemblage des tronçons par simple boulonnage. Selon un mode de réalisation, les collerettes en question s'étendent dans un plan perpendiculaire à la section d'extrémité du tronçon de guide considéré. Au moins une des collerettes (5) du tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage peut être munie d'au moins une gorge recevant un joint d'étanchéité, afin d'assurer l'étanchéité à l'interface entre ce tronçon et l'un au moins des tronçons adja- cents. Avantageusement, on peut aussi prévoir de disposer une bride rigide entre le tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage et au moins un des tronçons de guide entre lesquels il est disposé. Celui-ci est de préférence choisi de nature métallique, est mu- ni d'une gorge ou d'une gorge par face recevant un joint d'étanchéité afin d'assurer l'étanchéité à l'interface entre tronçons adjacents. Le guide d'onde selon l'invention est avantageusement muni de moyens de support comprenant des moyens de support fixes et des moyens de support glissants par rapport audit guide, le ou les tronçon(s) de guide d'onde tubulaire de cintrage étant dis- posés à distance desdits moyens de support fixes et glissants. L'assemblage entre tronçons de guide en est facilité. On peut prévoir de surmonter la zone de jonction entre le tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage et les tronçons de guide entre lesquels il est disposé est surmontée d'un moyen de protection. Il peut s'agir d'un couvercle posé au-dessus de la 2 0 zone de jonction, avec ou sans contact, afin de la protéger des intempéries (pluie, poussière, gravillons), ce qui préférable au moins dans les parties du guide d'onde qui se trouvent à découvert à l'extérieur (par opposition à une disposition dans un tunnel par exemple). Selon un mode de réalisation préféré, la section du tronçon de guide d'onde tu- 2 5 bulaire de cintrage est trapézoïdale, et la section des tronçons de guide d'onde tubulaire associés est carrée ou rectangulaire. Comme mentionné plus haut, les tronçons de guide d'onde tubulaire sont de préférence rectilignes, pour rester au plus prés des conceptions de guide existantes de fabrication bien maîtrisée. 30 Avantageusement, avec l'interposition d'un ou plusieurs tronçons de guidage, le guide d'onde de l'invention est apte à présenter un cintrage correspondant à un rayon de courbure de 80 à 180 métres, soit une gamme de rayons de courbure habituellement rencontrée dans les courbures de voie de type voie de chemin de fer. Le guide d'onde de l'invention coopère avec au moins une antenne directive et 35 au moins un moyen de transfert/transition de signal de l'antenne vers le guide d'onde, de façon analogue aux guides d'onde antérieurs. Il est à noter que toutes les indications de disposition dans l'espace, de type « supérieur », « inférieur », « latéral », « horizontal » ou « vertical » se comprennent en considérant un guide d'onde une fois disposé le long d'une voie ferrée elle-même disposée sensiblement selon un plan horizontal, et ne limitent pas l'invention à cette configu- ration. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et des dessins annexés, concernant un mode de réalisation particulier, non limitatif, en référence aux figures suivantes qui représentent: - Figure 1 : une portion de guide d'onde positionnée le long d'une voie ferrée selon l'art antérieur, en perspective, - Figure 2 : un tronçon de cintrage du guide d'onde selon l'invention, en vue cavalière, - Figure 3 : une portion de guide d'onde selon l'invention positionnée le long d'une voie ferrée. Ces figures sont très schématiques et ne respectent pas nécessairement l'échelle entre les différents composants représentés afin d'en faciliter la lecture. Les mêmes composants portent les mêmes références dans l'ensemble des figures. Tous les composants ne sont pas nécessairement représentés ou décrits en détails, seuls ceux important à l'invention le sont. 2 0 La figure 1 représente une portion de guide d'onde 1 selon l'art antérieur appar- tenant à un dispositif de communication radioélectrique dans un moyen de transport guidé comme un train, un métro ou un tramway, dispositif du type décrit dans le brevet EP- 2 042 402 (auquel on se rapportera pour plus d'informations sur son mode de fonctionnement). La portion de guide d'onde 1 est disposée le long d'une voie ferrée (non 25 représentée) et comprend une pluralité de tronçons tubulaires 3 assemblés. Ces tronçons 3 sont métalliques, en aluminium, rectilignes et de section rectangulaire. Ils sont munis sur leur face supérieure de fentes de rayonnement 2 (seules quelques-unes unes sont représentées par soucis de simplification). La portion de guide d'onde 1 est positionnée par rapport au sol et supportée par deux types de supports répartis sur la longueur de 3 0 façon appropriée et connue : des supports fixes, fixés au sol et 8 qui supportent le tronçon 3 considéré par une liaison mécanique rigide, et des supports glissants 9, qui rem-plissent également une fonction de support et de positionnement vis à vis du tronçon 3, mais qui autorisent celui-ci à glisser selon son axe longitudinal, notamment afin de permettre au guide d'onde des dilatations/rétractations dues aux variations de tempéra- ture lors du fonctionnement du dispositif sur voie. "Pour obtenir le cintrage voulu correspondant à celui de la voie lors de la pose du guide d'onde 1, les opérateurs viennent cintrer à force les tronçons 3, ce qui induit la création de points de concentration de contraintes mécaniques au niveau des supports 8 et 9, risquant d'empêcher le glissement du tronçon au niveau des supports glissants, qui ne peuvent plus alors remplir correctement leur rôle lors des dilatations/rétractations du guide. On risque ainsi que les supports glissants cassent, et/ou de détériorer les guides d'onde lors de fortes variations de température. Un exemple de réalisation de l'invention est maintenant décrit à l'aide des figu- res 2 et 3. Comme représenté en figure 3, l'invention consiste donc à ajouter des tronçons de guide intermédiaires 4, désignés ci après sous le terme de tronçons de cintrage, entre deux tronçons 3a,3b rectilignes, qui sont conçus de façon à ce qu'ils permettent d'obtenir un guide avec la courbe voulue sans cintrer à force les tronçons 3, sans créer de contraintes mécaniques conduisant aux inconvénients pré-cités. Comme représenté en figure 2, le (ou chaque) tronçon de cintrage 4 est tubulaire et en aluminium. Il est de section rectangulaire, sa section étant de même dimensionne-ment (ou très voisin) que celui de la section des tronçons 3a,3b (figure 3) entre lesquels il est disposé, afin d'assurer la continuité du guide et de la transmission du signal sans 2 0 déperditions significatives de celui-ci. Il est par contre, ici, nettement plus court que les tronçons 3. Pour donner un ordre de grandeur, ici les tronçons 3a et 3b ont une longueur d'environ 3 métres, alors que celle du tronçon de cintrage 4 est d'environ 10 à 20 cm). Sa particularité est de présenter des sections d'extrémité 41,42 qui passent par des plans P1,P2 qui ne sont pas parallèles entre eux (et perpendiculaires à l'axe longitudinal 25 du tronçon), contrairement aux tronçons 3, mais qui sont inclinés l'un vers l'autre. Dans l'exemple représenté en figure 2, les plans P1 et Pz sont tous les deux symétriquement inclinés par rapport à l'axe X transversal du tronçon de cintrage 4 d'un angle d'environ 1,5°. De fait, en venant assembler ce tronçon 4 à deux tronçons rectilignes 3a,3b, on confère à l'ensemble des tronçons 3a,4,3b un cintrage de 3° entre l'axe longitudinal du 30 premier tronçon 3a et l'axe longitudinal du deuxième tronçon de même type 3b. Chacune des faces 41,42 du tronçon 4 est munie de collerettes 5 planes et munies de perçages 6 régulièrement sur leur pourtour. Chaque extrémité des tronçons 3a,3b étant munie de collerettes planes de même type, et, de préférence, du même dimensionnement et avec des perçages en regard, on peut les assembler ensemble par simple boulonnage à travers les perçages correspondant des collerettes en regard. A noter que, selon la longueur du tronçon de cintrage, on peut aussi envisager de boulonner ensemble les trois tronçons, dans une même opération, en utilisant des vis suffisamment longues. Tout autre moyen d'assemblage mécanique est bien sûr envisageable. Le tronçon 4 est ici suffisamment court pour qu'il ne soit pas nécessaire de munir de fentes de rayonnement. Ici, on vient assembler, de façon connue par ailleurs, le tronçon de cintrage 4 aux tronçons rectilignes 3a,3b par l'intermédiaire de brides métalliques 7, qui sont des cadres fins (épaisseur de l'ordre de 1 à 5 mm) munies de la même répartition de perçages 6 que celle des collerettes 5 avec lesquels elles se trouvent en contact. Ces brides 7 présentent une gorge (non représentée) de contour fermé sur une ou chacune de leurs faces, gorge dans laquelle est disposé un joint d'étanchéité en matière polymère éventuellement renforcé/muni d'additifs (il s'agit par exemple d'un joint à base de silicone). Ces brides assurent ainsi l'étanchéité à l'interface entre tronçons. Selon une variante, on peut modifier légèrement la conception des collerettes 5 du tronçon de cintrage 4, de façon à les munir de gorges à pourtour fermé dans lesquelles on vient mettre le joint d'étanchéité : on économise ainsi deux brides 7, à chacune des interfaces entre le tronçon de cintrage 4 et les tronçons 3a et 3b, le tronçon de cintrage 4 se trouvant déjà muni des moyens 2 0 d'étanchéité ad hoc. Selon encore une autre variante, on peut assurer l'étanchéité entre le tronçon de cintrage 4 et l'un des tronçons adjacents 3a (ou 3b) avec une bride 7 mu-nie d'un joint, et assurer l'étanchéité entre le tronçon de cintrage 4 et l'autre tronçon 3b (ou 3a) en munissant une des collerettes 5 seulement du tronçon de cintrage 4 d'une gorge munie d'un joint d'étanchéité. Cette dernière variante présente comme avantage 25 de ne pas modifier le nombre de brides 7 à joint par rapport à un guide d'onde dépourvu de tronçon de cintrage 4. Comme le tronçon de cintrage 4 est symétrique par rapport à son axe transversal X, on peut simplement lui faire subir une rotation de 180 ° pour obtenir la même cour-bure vers la droite ou vers la gauche par rapport à l'axe longitudinal des tronçons recti- 3 0 lignes 3. On préfère que les zones de jonction entre tronçons rectilignes 3 et tronçons de cintrage 4 soient disposées à distance des supports fixes et glissants 8,9. D'autres modes de réalisation de l'invention sont possibles. Ainsi, on peut envisager d'assembler bout à bout plusieurs tronçons de guidage 4 avant de les disposer entre deux tronçons rectilignes 3. Les tronçons de guidage peuvent ne présenter qu'une face inclinée par rapport à l'axe transversal 4, l'inclinaison de celle-ci pouvant alors être doublée par rapport à l'inclinaison de chaque face indiquée ci dessus. Il s'avère que la courbure globale, d'un angle d'environ 3 à 4°, conférée par le tronçon de cintrage 4 selon l'exemple permet de répondre aux exigences usuelles rencontrées sur les voies, en utilisant le nombre et la disposition ad hoc de ce type de tronçons dans le guide d'onde : On obtient ainsi aisément des rayons de courbure faibles, de 80 à 180 métres. On peut se permettre, dans la plupart des cas, de ne fabriquer qu'un seul type de tronçon de cintrage, ce qui est très intéressant en termes de fabrication, de stockage et de simplicité de montage (pas de risque d'erreur au montage). A noter que, sur un même guide d'onde, on peut prévoir d'installer des tronçons de guidage que pour les rayons de courbure faibles (80-180 m typiquement), et continuer à adopter la solution antérieure (cintrage à force) pour les portions de guide d'onde où le rayon de courbure est plus fort (le cintrage à force induisant alors des contraintes mécaniques suffisamment faibles pour être jugées acceptables). On peut également prévoir des tronçons de guidage qui prennent aussi en 2 0 compte les courbures dans le plan vertical (les dévers) : on conserve le même type de conception, il faut alors imaginer le tronçon de la figure 2 basculée en rotation de 90° par rapport à l'horizontale. Bien sûr, l'invention s'applique de façon analogue à des guides d'onde dont la section est d'une forme différente, par exemple carrée, ou dont la section est rectangu- 2 5 laire, mais où c'est la largeur L qui est plus petite que la hauteur H du tronçon. REVENDICATIONS1. Dispositif de communication radioélectrique comportant un guide d'onde (1) muni de fentes de rayonnement (2), ledit guide comportant un assemblage de tronçons de guide d'onde tubulaires (3), caractérisé en ce que deux desdits tronçons au moins (3a,3b) sont assemblés entre eux par l'intermédiaire d'au moins un tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage (4) dont les sections d'extrémité (41,42) sont conte-nues dans des plans (P1,P2) inclinés l'un par rapport à l'autre. 2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les plans (P1,P2) sont inclinés symétriquement par rapport à l'axe transversal (X) du tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage (4). 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plans (P1,P2) sont chacun inclinés par rapport à l'axe transversal (X) du tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage (4) d'un angle compris entre 0,5° et 7°, notamment compris entre 1 et 3°. 2 0 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu' un seul des plans (P1,P2) est incliné par rapport à l'axe transversal (X) du tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage (4) d'un angle compris entre 1° et 10°, notamment compris entre 2 et 6°. 25 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sections d'extrémité du tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage (4) et des tronçons de guide d'onde tubulaires (3a,3b) entre lesquels le tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage (4) est disposé présentent des surfaces d'assemblage de formes complémentaires sous forme de collerettes (5) s'étendant vers l'extérieur du guide 30 d'onde (1). 6. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les collerettes (5) sont munies de moyens d'assemblage mécanique, notamment de perçages (6). 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que 35les collerettes (5) s'étendent dans un plan perpendiculaire à la section d'extrémité du tronçon de guide considéré. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'au 5 moins une des collerettes (5) du tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage (4) est munie d'une gorge recevant un joint d'étanchéité. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une bride munie d'une gorge sur au moins une de ses faces et recevant un joint 10 d'étanchéité (7) est disposée entre le tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage (4) et au moins un des tronçons de guide adjacents (3a,3b). 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le guide d'onde (1) est muni de moyens de support comprenant des moyens de 15 support fixes (8) et des moyens de support glissants (9) par rapport audit guide, et en ce que le ou les tronçon(s) de guide d'onde tubulaire de cintrage (4) sont disposés à dis-tance desdits moyens de support fixes et glissants. 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce 2 0 que la zone de jonction entre le tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage (4) et les tronçons de guide (3a,3b) entre lesquels il est disposé est surmontée d'un moyen de protection. 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce 2 5 que la section du tronçon de guide d'onde tubulaire de cintrage (4) est trapézoïdale. 13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section des tronçons de guide d'onde tubulaire (3,3a,3b) est carrée ou rectangulaire. 14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tronçons de guide d'onde tubulaire (3,3a,3b) sont rectilignes. 15. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce 35 que le guide d'onde (1) présente un cintrage correspondant à un rayon de courbure de 80 à 180 métres. 30 16. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le guide d'onde (1) coopère avec au moins une antenne directive et au moins un moyen de transfert/transition de signal de l'antenne vers le guide d'onde.5