Brevet FR3029372A1 — publié le 20160603

La présente invention concerne un système de radiocommunication destiné à être installé à l'intérieur d'un aéronef, notamment son cockpit. La présente invention concerne également un aéronef à l'intérieur duquel est installé un tel système de radiocommunication. Un tel système de radiocommunication, objet de la présente invention, est du type qui permet une communication sans-fil (en utilisant une technologie WiFi® ou norme IEEE 802.11 (ISO/CEI 8802-11), Bluetooth® ou norme IEEE 802.15.1, ou autre) entre des systèmes informatiques, par exemple arrangés en réseau local, en utilisant des ondes électromagnétiques de fréquences généralement dans les bandes 2,4 GHz ou 5 GHz. Installé à l'intérieur d'un aéronef, un tel système de radiocommunication peut perturber les systèmes électroniques embarqués de l'aéronef en dégradant leurs performances, voire en les rendant inopérationnels. Plus précisément, tout système électronique a une aptitude intrinsèque à fonctionner de manière satisfaisante jusqu'à un niveau critique déterminé de perturbations électromagnétiques et à présenter des dysfonctionnements à des niveaux supérieurs à ce niveau critique. Ce niveau de perturbations électromagnétiques critique peut être déterminé, pour un système électronique donné, par des essais et mesures appropriés. Ainsi, une source d'ondes électromagnétiques, telle qu'un système de radiocommunication évoqué ci-dessus, en présence de systèmes électroniques embarqués à l'intérieur d'un aéronef, ne doit jamais dépasser un niveau de puissance d'émission correspondant au niveau critique de perturbations électromagnétiques de ces systèmes électroniques. Ceci est d'autant plus vrai que ces systèmes électroniques peuvent être des systèmes, tels que des systèmes avioniques, essentiels à la conduite et à l'intégrité du vol de l'aéronef en question. Ainsi, aujourd'hui, il est de règle, lors des phases de décollage et d'atterrissage d'un avion commercial, de demander l'arrêt de tout appareil électronique usager susceptible d'émettre des ondes électromagnétiques, tel qu'un téléphone portable, un ordinateur, une tablette, une console de jeu, susceptible d'engendrer des émissions électromagnétiques, par exemple WiFi®, Bluetooth®, etc., afin que soient évitées les interférences électromagnétiques avec les systèmes avioniques de l'avion. Néanmoins, il y a un besoin, notamment pour l'équipage, d'utiliser de tels appareils électroniques usager même lors des phases de décollage et d'atterrissage et, pour les compagnies d'exploitation des aéronefs, de proposer aux usagers des services qui utilisent de tels appareils usager. Le but de la présente invention est d'assouvir ces besoins en faisant en sorte que les systèmes électroniques embarqués dans l'aéronef, notamment les systèmes avioniques dudit aéronef, ne soient pas perturbés par les ondes électromagnétiques émises par le système de radiocommunication utilisé par ces appareils électroniques usager. Pour ce faire, un système de radiocommunication destiné à être installé à l'intérieur d'un aéronef, notamment son cockpit, selon l'invention est du type comportant un émetteur/récepteur de radiocommunication et une antenne. Il est caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour limiter la puissance des ondes électromagnétiques émises par l'antenne au-delà d'un niveau critique de perturbations électromagnétiques. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : - la Fig. 1 est un schéma synoptique d'un système de radiocommunication selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la Fig. 2a est un schéma synoptique d'un système de radiocommunication selon un second mode de réalisation de l'invention, et - la Fig. 2b est un schéma synoptique d'une variante de réalisation du système de radiocommunication de la Fig. 2a. Un système de radiocommunication 100 selon l'invention est représenté à la Fig. 1 et comprend un émetteur/récepteur de radiocommunication 10 constituant un point d'accès et une antenne 20. Contrairement au système de radiocommunication de l'état de la technique, il comporte en outre un limiteur de puissance 30 dont la borne d'entrée 30e est reliée à une borne lOs de sortie de l'émetteur/récepteur 10 et dont la borne de sortie 30s est reliée à l'antenne 20. Il comporte également une borne 10m reliée à la masse du système de radiocommunication 100. L'émetteur/récepteur de radiocommunication 10 est classiquement constitué d'une unité de traitement 11, d'une partie émettrice 10E elle-même constituée d'un modulateur 12, par exemple du type I/Q en quadrature, couplé à un oscillateur 12o dit de fréquence intermédiaire, et recevant des signaux numériques de l'unité de traitement 11, d'un mélangeur 13 couplé à un oscillateur 13o à la fréquence de la porteuse du signal radiofréquence émis et recevant les signaux modulés du modulateur 12 et d'un amplificateur radiofréquence 14, et d'une partie réceptrice lOR elle-même constituée d'un amplificateur radiofréquence 15, d'un mélangeur 16 couplé à un oscillateur 16o à la fréquence de la porteuse du signal radiofréquence reçu et recevant les signaux de l'amplificateur 15, un filtre passe-bande ou passe-bas 17 pour la suppression des plus hautes fréquences et un démodulateur 18 couplé à un oscillateur 18o à la fréquence intermédiaire et recevant sur son entrée les signaux du filtre 17, ledit démodulateur 18 délivrant ses signaux de sortie à l'unité de traitement 11. Un commutateur 19 a son plot commun 191 qui est relié à la borne de sortie 10s, un plot commuté 192 à la sortie de l'amplificateur radiofréquence 14 et l'autre plot commuté 193 à l'entrée de l'amplificateur radiofréquence 15. Dans le mode de réalisation qui est représenté à la Fig. 1, le limiteur de puissance 30 est constitué de deux diodes (ou cascades de diodes montées en série) 31 et 32 montées en parallèle tête-bêche entre, d'une part, la borne 30m destinée à être reliée à la masse du système de radiocommunication 100 et, d'autre part, un point commun 33 de deux bornes respectives de deux condensateurs de découplage 34 et 35 dont les autres bornes sont respectivement reliées à la borne d'entrée 30e et la borne de sortie 30s du limiteur de puissance 30. Chacune des diodes (ou chaque diode des cascades de diodes) 31 et 32 est par exemple de type Schottky ou PIN. Un tel limiteur de puissance 30 composé de diodes présente, à faible amplitude du signal à sa borne d'entrée 30e, un comportement quasi-linéaire si bien que l'atténuation et la déformation du signal en sortie sont très faibles. A des amplitudes de signal plus élevées, le comportement n'est plus linéaire et il y a en quelque sorte un écrêtage du signal en sortie. L'atténuation est plutôt forte mais la déformation du signal aussi. C'est alors que la puissance émise par l'antenne 20 est limitée. Le niveau critique de perturbations électromagnétiques dépend des caractéristiques du limiteur 30 et, dans la structure du limiteur 30 représenté à la Fig. 1, des caractéristiques des diodes ou cascades de diodes 31 et 32 utilisées (type de diodes, arrangement des diodes, nombre de diodes, etc.). Ces caractéristiques sont liées au niveau critique de perturbations électromagnétiques que les systèmes électroniques embarqués ou systèmes avioniques peuvent supporter. De manière générale, le limiteur de puissance 30 peut limiter la puissance sur un large spectre de fréquences, par exemple d'une tension continue à lOGHz. Néanmoins, les caractéristiques propres à la transmission du signal (caractéristiques définies au regard de la théorie des lignes), telles que la caractéristique de perte en retour (return loss) ou celle de perte en insertion (insertion loss), devront être déterminées sur une plage de fréquences de fonctionnement correspondant à la plage de fréquences de la porteuse du signal émis (par exemple, pour un signal WiFi® conforme à la norme 5 IEEE 802.11g, sur une plage de fréquences de fonctionnement de 2 GHz à 2,8 GHz). Un filtre, par exemple un filtre passe-bande, dont la fréquence centrale est centrée sur la plage de fonctionnement de l'émetteur/récepteur 10, peut être prévu pour atténuer les fréquences interdites. Un tel filtre est représenté à la Fig. 1 sous la référence 40, en pointillés pour montrer que cela constitue une option. 10 Un système de radiocommunication 110 également selon l'invention est représenté à la Fig. 2a et comprend lui aussi un émetteur/récepteur de radiocommunication 10 constituant un point d'accès et une antenne 20. De l'émetteur/récepteur 10, on n'a seulement représenté que l'amplificateur radiofréquence 14 de la partie émettrice 10E et la partie correspondante du 15 commutateur 19. Ce système de radiocommunication 110 comprend également un interrupteur 50 dont une borne 501 est reliée à la sortie lOs de l'émetteur/récepteur 10 et une autre borne 502 est reliée à l'antenne 20. Dans ce mode de réalisation, l'amplificateur 14 est du type qui délivre un signal de puissance P dont l'amplitude est représentative de la puissance radiofréquence 20 délivrée par lui. Ce signal de puissance P est fourni à une entrée 601 d'un comparateur 60 dont l'autre entrée 602 reçoit un signal de consigne C. Sur sa sortie 603, le comparateur 60 délivre un signal de commande Sc à destination de l'entrée de commande de l'interrupteur 50. La consigne C est par exemple fournie, par défaut, au démarrage du système de 25 radiocommunication 110 et peut être modifiée en cours de fonctionnement, par exemple, par l'équipage, au moyen d'un organe de commande approprié (non représenté), tel qu'un logiciel ou autre. Le fonctionnement du système de radiocommunication 110 est le suivant. Tant que l'amplitude du signal de puissance P est inférieure à la consigne C, le signal de 30 commande Sc pilote l'interrupteur 50 pour que celui-ci permette l'alimentation de l'antenne 20 par l'émetteur/récepteur 10. Si l'amplitude du signal de puissance P est supérieure à la consigne C, le signal de commande Sc pilote l'interrupteur 50 pour que celui-ci s'ouvre, si bien que l'antenne 20 n'est plus alimentée. Comme dans le mode de réalisation précédent, un filtre, par exemple un filtre passe-bande, dont la fréquence centrale est centrée sur la plage de fonctionnement de l'émetteur/récepteur 10, peut être prévu pour atténuer les fréquences interdites. Un tel filtre est représenté à la Fig. 2a sous la référence 40, en pointillés pour montrer que cela constitue une option. Il est placé entre l'antenne 20 et l'interrupteur 50. Un système de radiocommunication 120 également selon l'invention est représenté à la Fig. 2b. Il est une variante de réalisation du système 110 qui est représenté à la Fig. 2a. Les mêmes références que celles de la Fig. 2a se rapportent aux mêmes éléments que ceux de la Fig. 2a. Dans ce mode de réalisation, l'amplificateur 14 ne délivre pas un signal de puissance P. Le système de radiocommunication 120 comporte alors une unité de mesure 70 prévue pour mesurer la puissance radiofréquence à la sortie lOs de l'émetteur/récepteur 10. A sa sortie, l'unité de mesure 70 délivre un signal de puissance P tout à fait analogue au signal de puissance évoqué pour la Fig. 2a. Le fonctionnement du système 120 de la Fig. 2b est similaire à celui du système 110 de la Fig. 2a. La présente invention concerne également un aéronef qui comporte, installé en son intérieur, notamment dans son cockpit, au moins un système de radiocommunication selon un des modes de réalisation qui viennent d'être décrits.20 REVENDICATIONS1) Système de radiocommunication destiné à être installé à l'intérieur d'un aéronef, notamment son cockpit, du type comportant un émetteur/récepteur de radiocommunication (10) et une antenne (20), caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (30, 50) pour limiter la puissance des ondes électromagnétiques émises par l'antenne (20) au-delà d'un niveau critique de perturbations électromagnétiques. 2) Système de radiocommunication selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de limitation de puissance sont constitués d'un interrupteur (50) dont une borne (501) est reliée à la sortie (10s) dudit émetteur/récepteur de radiocommunication (10) et dont une autre borne (502) est reliée à l'antenne (20) et d'un comparateur (60) dont une entrée (601) reçoit un signal de puissance (P) représentatif de la puissance radiofréquence délivrée par ledit émetteur/récepteur de radiocommunication (10) et dont l'autre sortie (602) reçoit un signal de consigne (C), le signal de commande (Sc) en sortie dudit comparateur (60) étant prévu pour commander la fermeture dudit interrupteur (50) lorsque le signal de puissance (P) a une amplitude inférieure au signal de consigne (C) et pour commander l'ouverture dudit interrupteur (50) lorsque le signal de puissance (P) a une amplitude supérieure au signal de consigne (C). 3) Système de radiocommunication selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit signal de puissance (P) est délivré par l'amplificateur radiofréquence (14) de la partie émettrice (10E) de l'émetteur/récepteur de radiocommunication (10). 4) Système de radiocommunication selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de mesure (70) prévue pour mesurer la puissance radiofréquence à la sortie (10s) de l'émetteur/récepteur de radiocommunication (10) et pour délivrer ledit signal de commande (P). 5) Système de radiocommunication selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de limitation de puissance sont constitués d'un limiteur depuissance (30) dont l'entrée (30e) est reliée à la sortie (10s) de l'émetteur/récepteur de radiocommunication (10) et dont la sortie (30s) est reliée à l'antenne (20). 6) Système de radiocommunication selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un filtre passe-bande (40) dont la fréquence centrale est centrée sur la plage de fonctionnement de l'émetteur/récepteur de radiocommunication (10) afin d'atténuer des fréquences interdites. 7) Aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte, installé en son intérieur, 10 notamment dans son cockpit, au moins un système de radiocommunication selon une des revendications précédentes.