INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’estimation de canal 504 est réalisée pour chaque séquence de symboles de la trame, en considérant de manière isolée un morceau du signal reçu 601 comprenant la séquence de symboles utiles D d’intérêt et les deux séquences de référence R qui l’entourent. Une première estimée 602 de la réponse impulsionnelle du canal de propagation est calculée sur la séquence de référence qui précède la séquence de symboles, et une deuxième estimée 603 est réalisée sur la séquence qui la suit. Ces estimations sont faites au rythme du signal sur-échantillonné, c’est-à-dire dans l’exemple à quatre fois le débit bauds.
La réponse impulsionnelle moyenne 604 est ensuite calculée en moyennant les deux estimations de canal et . On suppose que le canal de propagation est relativement constant pendant la transmission d’un bloc de symboles utiles, mais que de faibles à fortes variations de canal peuvent intervenir en fonction de l’étalement Doppler des trajets. Le calcul d’une réponse impulsionnelle moyenne permet alors d’améliorer la qualité de l’estimation du canal de propagation s’il est peu variant, et/ou de définir une réponse de canal moyenne si le canal varie plus vite.
La figure 7 donne un exemple de réponse impulsionnelle calculée par l’estimateur de réponse impulsionnelle du canal de propagation 504 dans un procédé de réception d’un signal RF non étalé spectralement selon un mode de réalisation de l’invention. Dans l’exemple, la réponse impulsionnelle comprend K trajets (ici K=2) 701 et 702 ayant chacun un retard et une amplitude complexe , avec k un indice allant de 1 à K.
La troisième étape 303 du procédé selon l’invention consiste à extraire les valeurs des et associés aux K trajets les plus significatifs, c’est-à-dire les K trajets de plus forte amplitude , avec K supérieur à 1.
La quatrième étape 304 du procédé selon l’invention consiste à recombiner de manière cohérente les multitrajets à l’aide du récepteur Rake 505.
Dans l’exemple de la figure 6, le récepteur Rake est configuré pour traiter K trajets. Il comprend donc K branches, chaque branche prenant en entrée la séquence de symboles utiles D considérée, et étant configurée par rapport à un couple retard/amplitude / calculé en 605.
Le récepteur Rake est configuré pour, dans un premier temps, resynchroniser les trajets à partir des informations de retard , en appliquant à la séquence de symboles utiles D le retard inverse 610 sur chaque branche du récepteur Rake.
Ensuite, lorsque c’est nécessaire, le récepteur Rake ramène en 611 les séquences de symboles au rythme symbole, dans l’exemple en le décimant par quatre, puis applique aux signaux un gain 612 en multipliant chaque signal par un facteur correspondant à l’amplitude complexe .
Le récepteur Rake 505 réalise enfin une recombinaison cohérente MRC des signaux de chaque branche, c’est-à-dire une sommation cohérente suivie d’une normalisation par un facteur égal à l’inverse de la somme des modules au carré des amplitudes complexes appliqués, soit :
Les symboles à la sortie du traitement MRC s’écrivent alors de la manière suivante : avec K le nombre de trajets d’intérêt, les amplitudes complexes des trajets d’intérêt, les retards des trajets d’intérêt et le signal reçu filtré par le filtre adapté et sur-échantillonné.
Cette opération est répétée pour toutes les séquences de symboles utiles de la trame.
Les figures 8, 9 et 10 représentent les performances du procédé de réception d’un signal RF non étalé spectralement selon un mode de réalisation de l’invention, pour des classes de débits de 600, 1200 et 1800 bits par seconde. A titre de comparaison, les performances obtenues par un récepteur HF selon l’état de l’art utilisant un égaliseur BDFE sont représentées sur ces mêmes figures. Le taux d’erreur bit est un taux d’erreur bit après désentrelacement et décodage.
La présente les performances pour un paramétrage fournissant environ 600 bits d’information par seconde, avec des blocs de symboles utiles de 108 symboles et un canal de propagation à deux trajets de puissances moyenne identiques, espacés de 2 ms. Les courbes 801 et 802 représentent les performances obtenues en mettant en œuvre l’invention, respectivement pour 1Hz et 10Hz d’étalement Doppler. Les courbes 803 et 804 représentent les performances obtenues avec un égaliseur BDFE, respectivement pour 1Hz et 10Hz d’étalement Doppler. Pour 1Hz d’étalement Doppler, le procédé de réception selon l’invention présente un gain de près de 4dB par rapport à l’état de l’art pour un taux d’erreur bit de 10 -2 . Ce gain est de plus de 7dB pour un étalement Doppler de 10Hz.
La présente les performances pour un paramétrage fournissant environ 1200 bits d’information par seconde, avec des blocs de symboles utiles de 108 symboles et un canal de propagation à deux trajets de puissances moyenne identiques, espacés de 2 ms. Les courbes 901 et 902 représentent les performances obtenues en mettant en œuvre l’invention, respectivement pour 1Hz et 9Hz d’étalement Doppler. Les courbes 903 et 904 représentent les performances obtenues avec un égaliseur BDFE, respectivement pour 1Hz et 9Hz d’étalement Doppler. Pour 1Hz d’étalement Doppler, le procédé de réception selon l’invention présente un gain de près de 3dB par rapport à l’état de l’art pour un taux d’erreur bit de 10 -2 . Ce gain est de plus de 7dB pour un étalement Doppler de 9Hz.
La présente les performances pour un paramétrage fournissant environ 1800 bits d’information par seconde, avec des blocs de symboles utiles de 108 symboles et un canal de propagation à deux trajets de puissances moyenne identiques. Les courbes 1001 et 1002 représentent les performances obtenues en mettant en œuvre l’invention, respectivement pour 1Hz et 5Hz d’étalement Doppler. Les courbes 1003 et 1004 représentent les performances obtenues avec un égaliseur BDFE, respectivement pour 1Hz et 5Hz d’étalement Doppler. Pour 1Hz d’étalement Doppler, le procédé de réception selon l’invention présente un gain d’environ 2dB par rapport à l’état de l’art pour un taux d’erreur bit de 10 -2 . Ce gain est de plus de 2.5dB pour un étalement Doppler de 5Hz.
Pour des débits faibles à modérés, le procédé de réception selon l’invention présente donc des performances bien meilleures que les égaliseurs selon l’état de l’art, avec une complexité calculatoire très réduite.
Conformément à , une structure plane de résonateur mécanique conforme à l’invention est découpée dans une plaquette à faces parallèle de quartz α. Elle est désignée globalement par la référence 1. L’axe Z de la structure cristalline du quartz α est perpendiculaire aux deux faces de la plaquette. Dans le jargon de l’Homme du métier, la plaquette est une coupe tournée selon l’axe Z du quartz α. La portion de plaquette qui forme la structure de résonateur mécanique 1 est monolithique, et comprend une poutre principale 10, deux poutres latérales 11a et 11b, et deux portions d’attache 12a et 12b. Les trois poutres 10, 11a et 11b sont parallèles, avec leur direction d’extension longitudinale commune qui est parallèle à l’axe cristallin Y du quartz α. Les poutres latérales 11a et 11b sont situées sur deux côtés opposés de la poutre principale 10, symétriquement. La portion d’attache 12a relie une zone centrale d’un bord longitudinal 11a i de la poutre latérale 11a, qui est tourné vers la poutre principale 10, à une zone centrale d’un bord longitudinal 10a de cette dernière. De même, la portion d’attache 12b relie une zone centrale d’un bord longitudinal 11b i de la poutre latérale 11b, qui est aussi tourné vers la poutre principale 10, à une zone centrale d’un bord longitudinal 10b de cette dernière. Les deux bords longitudinaux 10a et 10b de la poutre principale 10 sont opposés l’un par rapport à l’autre. Chaque portion d’attache 12a (respectivement 12b) réalise une connexion rigide entre la poutre principale 10 et la poutre latérale correspondante 11a (resp. 11b). Elles peuvent avoir chacune une forme générale de parallélépipède rectangle, et être identiques. La portion de plaquette de la structure de résonateur 1 possède les symétries suivantes, dans sa géométrie : elle est symétrique par rapport à un axe central longitudinal de la poutre principale 10, appelé axe principal et noté Δ, qui est parallèle à l’axe cristallin Y, et elle est aussi symétrique par rapport à un plan, appelé plan médian et noté π, qui est parallèle aux axes cristallins X et Z et qui passe par des points centraux des portions d’attache 12a et 12b.
Les notations qui sont indiquées dans ont les significations suivantes : e : épaisseur de la plaquette, mesurée perpendiculairement aux deux faces de cette plaquette, et par exemple égale à 100 µm, L 10 : longueur de la poutre principale 10, mesurée parallèlement à l’axe principal Δ, et par exemple égale à 809 µm, d 10 : largeur de la poutre principale 10, mesurée parallèlement aux faces de la plaquette et perpendiculairement à l’axe principal Δ, et par exemple égale à 200 µm, L 1 1 : longueur de chaque poutre secondaire 11a, 11b, mesurée parallèlement à l’axe principal Δ, et par exemple égale à 430 µm, d 1 1 : largeur de chaque poutre secondaire 11a, 11b, mesurée parallèlement aux faces de la plaquette et perpendiculairement à l’axe principal Δ, et par exemple égale à 232 µm, d 12 : longueur de chaque portion d’attache 12a, 12b, mesurée parallèlement aux faces de la plaquette et perpendiculairement à l’axe principal Δ, et par exemple égale à 56 µm ; et e 12 : largeur de chaque portion d’attache 12a, 12b, mesurée parallèlement à l’axe principal Δ, et par exemple égale à 65 µm. La structure de résonateur mécanique 1 qui correspond à ces dimensions pour la portion de plaquette de quartz est suffisamment petite pour permettre une miniaturisation d’un oscillateur électromécanique qui incorpore cette structure. De plus, une telle portion de plaquette peut être découpée en utilisant un procédé de gravure ionique profonde, connue de l’Homme du métier. Par ailleurs, les valeurs de quotients suivantes sont obtenues pour les valeurs numériques données précédemment : élancement de la poutre principale 10 : L 10 /d 10 = 4,045 élancement de chaque poutre latérale 11a, 11b : L 1 1 /d 1 1 = 1,853 quotient de la demi-longueur de chaque poutre latérale 11a, 11b sur la largeur de la poutre principale 10 : L 11 /(2·d 10 ) = 1,075, soit L 11 = 2,15·d 10
Le mode propre de vibration de la structure de résonateur mécanique 1, qui est destiné à être utilisé par un oscillateur électromécanique incorporant cette structure, est décrit maintenant, en référence à - .
Une première partie de ce mode propre de vibration de la structure de résonateur mécanique 1 concerne la poutre principale 10. Cette poutre principale 10 vibre par extension-compression parallèlement à l’axe cristallin Y selon un mode partiel qui est égal à trois. , qui est tracée dans le plan YZ montre la déformation par extension. En divisant fictivement la poutre principale 10 en trois segments de mêmes longueurs selon l’axe cristallin Y, le segment central P 0 est déformé par compression et les deux segments extrêmes P 1 et P 2 sont déformés simultanément par extension. Ces déformations respectives par segments se combinent pour produire l’extension de l’ensemble de la poutre principale 10 parallèlement à l’axe cristallin Y. Par ailleurs, cette déformation par extension de l’ensemble de la poutre principale 10 provoque les deux composantes de déplacement simultanées suivantes, pour chaque portion d’attache 12a, 12b : - un gonflement du segment central P 0 parallèlement à l’axe cristallin X, qui résulte de l’effet de Poisson dans ce segment central P 0 , et qui écarte latéralement les deux portions d’attache 12a et 12b l’une par rapport à l’autre, aussi parallèlement à l’axe cristallin X ; et - à cause de la structure cristalline trigonale du quartz α, et de l’orientation de la plaquette utilisée par rapport à cette structure cristalline, la déformation par extension de la poutre principale 10 est accompagnée d’une déformation variable par flexion dans le plan YZ, telle que représentée dans . Il en résulte une rotation de chaque portion d’attache 12a, 12b autour d’un axe qui passe par le centre de celle-ci et qui est parallèle à l’axe cristallin X.
est une vue en perspective de la poutre principale 10 qui correspond à la même déformation de celle-ci par extension que .
correspond à pour une déformation de la poutre principale 10 par compression parallèlement à l’axe cristallin Y encore selon le mode partiel qui est égal à trois. Le segment central P 0 est alors déformé par extension et les deux segments extrêmes P 1 et P 2 sont simultanément déformés par compression. Chaque portion d’attache 12a, 12b subit alors encore les deux composantes de déplacement, mais chacune en sens inverse par rapport au cas de la déformation par extension de la poutre principale 10 : les deux portions d’attache 12a, 12b se rapprochent l’une de l’autre selon l’axe cristallin X, et le sens de rotation de chaque portion d’attache 12a, 12b autour de l’axe cristallin X est inverse dans par rapport à .
La vibration de la poutre principale 10 est constituée par une alternance entre des extensions conformes à et des compressions conformes à , à une fréquence qui est sensiblement une fréquence propre pour cette poutre principale 10.
A cause des mouvements des deux portions d’attache 12a et 12b indiqués ci-dessus, la vibration de la poutre centrale 10 est transmise partiellement à chacune des poutres latérales 11a et 11b, si bien que ces dernières sont mises en vibration par la poutre principale 10 selon un régime dit forcé par l’Homme du métier. En effet, les poutres latérales 11a et 11b sont ainsi mises en vibration à une fréquence qui est distincte de leurs fréquences de modes propres de vibration. Chaque poutre latérale 11a, 11b est ainsi mise en vibration par flexion parallèlement au plan XY, et les dimensions précitées pour les poutres latérales ont été sélectionnées pour que cette vibration par flexion corresponde à un mode partiel égal à trois. et montrent ainsi les déformations de l’ensemble de la structure de résonateur mécanique 1, y compris les déformations des poutres latérales 11a et 11b, lorsque la poutre principale 10 est déformée par extension ( ) et par compression ( ). Conformément au mode partiel de vibration par flexion égal à trois, chaque poutre latérale 11a, 11b présente, à l’intérieur du plan XY et à chaque instant de la vibration, une même courbure dans deux segments extrêmes de cette poutre latérale, qui est opposée à une courbure qui existe au même instant dans un segment central de la même poutre latérale, les segments extrêmes et central formant une division de la poutre parallèlement à l’axe cristallin Y en trois parties d’égales longueurs. et font apparaître les déplacements des deux portions d’attache 12a et 12b par translation parallèlement à l’axe cristallin X, ainsi qu’une rotation de chaque portion d’attache 12a, 12b autour de cet axe, d’un angle qui est variable en se déplaçant dans chaque portion d’attache parallèlement à l’axe cristallin X. Ainsi, en plus d’être translatée, chaque portion d’attache 12a, 12b est vrillée dans un sens puis dans le sens inverse pendant chaque période de vibration de la structure de résonateur mécanique 1.
La structure de résonateur mécanique 1 est destinée à être fixée à un support (non représenté dans les figures) par deux zones de celle-ci, dites zones de fixation et désignées dans les figures par les références 13a et 13b. La zone de fixation 13a est située au niveau d’un centre d’un bord longitudinal 11a e de la poutre latérale 11a (voir ), qui est opposé à son bord longitudinal 11a i introduit plus haut. Les bords longitudinaux 11a i et 11a e ont été appelés bords longitudinaux interne et externe de la poutre latérale 11a dans la partie générale de la présente description. Symétriquement, la zone de fixation 13b est située au niveau d’un centre d’un bord longitudinal 11b e de la poutre latérale 11b, qui est opposé à son bord longitudinal 11b i . Les bords longitudinaux 11b i et 11b e sont ainsi les bords longitudinaux interne et externe de la poutre latérale 11b.
Grâce au dimensionnement de la poutre latérale 11a qui est apporté par l’invention, lorsque la zone de fixation 13a est raccordée au support et que la poutre latérale 11a vibre par flexion comme décrit ci-dessus en étant mise en vibration par la poutre principale 10, la vibration de la poutre latérale 11a se combine avec celle de la poutre principale 10 et les déformations de la portion d’attache 12a qui résultent de ces vibrations, en réduisant dans une grande mesure des déplacements susceptibles d’affecter la zone de fixation 13a. Autrement dit, la vibration de la poutre latérale 11a permet de compenser au moins partiellement les déplacements par translation parallèlement à l’axe cristallin X, et par rotation autour de cet axe, de la portion d’attache 12a par rapport à la zone de fixation 13a. Une même compensation est produite symétriquement par la poutre latérale 11b. Ainsi, les zones de fixation 13a et 13b ne subissent pas de déplacements significatifs, si bien qu’une partie très faible d’énergie de vibration est transmise au support. Grâce aux compensations de déplacements que produisent les poutres latérales 11a et 11b, la structure de résonateur mécanique 1 possède une valeur de facteur de qualité qui est supérieure à 3·10 5 , pour le mode de vibration qui a été décrit. Sa fréquence de vibration, pour les valeurs numériques qui ont été citées plus haut, est sensiblement égale à 10,0 MHz. La fréquence du mode propre individuel de vibration par flexion dans le plan XY de chaque poutre latérale 11a, 11b, selon le mode partiel égal à trois, est sensiblement égale à 10,2 MHz.
A titre d’illustration de l’efficacité de l’invention pour produire les compensations décrites ci-dessus, - représentent la partie centrale de la poutre latérale 11b lorsque les deux poutres latérales ont les valeurs suivantes d’élancement L 11 /d 11 dans le plan XY : 1,85 pour et , correspondant au dimensionnement de l’invention, 1,42 pour et , et 2,71 pour et . La largeur d 11 des poutres latérales 11a et 11b est égale à 232 µm dans les trois cas, et c’est la longueur L 11 qui varie d’un cas à l’autre. , et correspondent à un instant de déformation par extension pour la poutre principale 10 selon , et , et correspondent à un instant de déformation par compression de la poutre principale 10 selon . La comparaison de ces figures par paires correspondant aux différents dimensionnements de poutre latérale, montre que seul le dimensionnement de l’invention ( et ) supprime les mouvements de la zone de fixation 13b.
A titre d’illustration complémentaire, - représentent de même la partie centrale de la poutre latérale 11b lorsque les deux poutres latérales ont les valeurs suivantes d’élancement L 11 /d 11 dans le plan XY : 1,43 pour et , et 4,30 pour [Fig. 4i] et [Fig. 4j]. Cette fois-ci, la longueur L 11 des poutres latérales 11a et 11b est égale à 430 µm pour ces quatre figures supplémentaires, et c’est la largeur d 11 qui varie. et correspondent à l’instant de déformation par extension de la poutre principale 10 déjà considéré, selon , et [Fig. 4h] et [Fig. 4j] correspondent à l’instant de déformation par compression de la poutre principale 10 selon . La comparaison de ces figures supplémentaires, encore par paires correspondant aux différents dimensionnements de poutre latérale, et avec et pour le dimensionnement selon l’invention, montre encore que seul ce dernier supprime les mouvements de la zone de fixation 13b.
Un ensemble d’électrodes qui est adapté pour produire la vibration décrite précédemment pour la structure de résonateur mécanique 1, est montrée dans . Cet ensemble d’électrodes peut être dépourvu d’électrodes sur les poutres latérales 11a et 11b, et ne comporter d’électrodes que sur la poutre principale 10. Il comporte ainsi deux matrices identiques chacune de 2 x 3 électrodes, sur chaque face de la portion de plaquette, sur la poutre principale 10. Pour chaque face, les électrodes E 01 et E 02 sont portées par le segment P 0 , E 1 1 et E 1 2 sont portées par le segment P 1 , et E 2 1 et E 2 2 sont portées par le segment P 2 . Les électrodes E 01 et E 1 2 et E 22 sont connectées électriquement entre elles par exemple par les liaisons conductrices L 1 et L 2 , et les électrodes E 0 2 et E 11 et E 2 1 sont aussi connectées électriquement entre elles, indépendamment des électrodes E 01 et E 1 2 et E 22 , par exemple par les liaisons conductrices L 3 et L 4 . En outre, les électrodes qui sont situées en vis-à-vis à travers la portion de plaquette sont aussi connectées électriquement entre elles, d’une façon interne à la structure de résonateur mécanique 1, ou adaptées pour être connectées électriquement entre elles par des connexions électriques externes. Les connexions électriques L 5 et L 6 , et éventuellement des connexions similaires qui sont portées par l’autre face de la portion de plaquette, servent à relier toutes les électrodes à un circuit électronique externe, et possiblement aussi à connecter les électrodes les unes aux autres entre les deux faces comme décrit juste avant.
montre symboliquement un oscillateur électromécanique qui incorpore la structure de résonateur mécanique 1. Un tel oscillateur peut former un module d’horloge qui fournit une base de temps ou une référence de fréquence à un dispositif 100, par exemple un dispositif électronique ou de communication. De façon connue, la structure de résonateur 1 est reliée par ses électrodes à un circuit électronique 2, selon une structure en boucle de transmission de signaux électriques d’excitation S exc et de réponse S rep pour produire une oscillation continue. Le circuit électronique 2 comprend un amplificateur 21, qui est conçu pour compenser toutes les pertes énergétiques qui interviennent lors des oscillations, et optionnellement un filtre 22 qui transmet les signaux à la fréquence de vibration de la structure de résonateur mécanique 1, pour le mode de vibration voulu. La constitution d’un oscillateur à partir d’un résonateur mécanique étant très connue de l’Homme du métier, il n’est pas nécessaire de la décrire plus ici.
Avantageusement, au moins la structure de résonateur mécanique 1, mais de préférence aussi le circuit électronique 2 de l’oscillateur électromécanique, peut (peuvent) être contenu(s) dans une enceinte thermostatée 3 qui est munie d’un système de chauffage 4. Ainsi, les composants de l’oscillateur électromécanique dont les fonctionnements sont les plus sensibles à des variations de température, peuvent être maintenus à température constante. En particulier, la fréquence du mode propre de vibration de la structure de résonateur mécanique 1, qui dépend de la température à travers les coefficients de déformation élastique du quartz, est maintenue constante de cette façon. Une consommation énergétique du système de chauffage 4 est d’autant moins grande que le système de chauffage 4 est de faibles dimensions.
Il est entendu que l’invention peut être reproduite en modifiant des aspects secondaires du mode de réalisation qui a été décrit en détail ci-dessus, tout en conservant certains au moins des avantages cités. Notamment, toutes les valeurs numériques qui ont été fournies ne l’ont été qu’à titre d’illustration, et peuvent être changées en fonction de l’application considérée.
On définit une direction X de l’armoire électrique 100 comme orientée suivant la plus grande dimension de l’armoire électrique 100, en pratique sa largeur. On définit une direction Y, orientée suivant la plus petite dimension de l‘armoire électrique 100 et perpendiculaire à la direction X, en pratique sa profondeur. On définit une direction Z, orientée perpendiculairement aux directions X et Y, la direction Z étant orientée selon la hauteur de l’armoire. L’orientation des directions X, Y et Z est liée fixement à l’orientation de l’armoire électrique 100.