INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un système récepteur d’un radar bistatique pour la détection d’un objet dans l’espace. Le système récepteur comporte au moins une chaîne de réception radio, dite « voie de recherche », comprenant une antenne de recherche, un bloc de traitement analogique d’un signal radio reçu par l’antenne de recherche et un bloc de conversion du signal reçu en un signal numérique. Le système récepteur comporte également une unité de contrôle et une unité de localisation. Au moins l’antenne de recherche et le bloc de traitement analogique sont destinés à être embarqué dans un satellite en orbite autour de la Terre. La voie de recherche est configurée pour recevoir, lorsque le satellite est en orbite autour de la Terre, un signal de recherche émis par un système émetteur situé à la surface de la Terre et réfléchi ou diffracté par ledit objet. L’unité de contrôle est configurée pour déterminer, à partir du signal de recherche converti en un signal numérique, une information représentative de la distance entre l’objet et le satellite. L’unité de localisation est configurée pour estimer la position de l’objet à partir de l’information déterminée par l’unité de contrôle.
L’antenne de recherche et le bloc de traitement analogique sont destinés à être embarqué dans un satellite en orbite autour de la Terre. On entend par là que ces éléments sont adaptés (ou compatibles) pour être embarqué dans un satellite en orbite autour de la Terre. Cela signifie notamment que l’antenne de recherche présente des dimensions suffisamment faibles pour pouvoir être embarquée dans un satellite, par exemple des dimensions inférieures à trois mètres, voire inférieures au mètre.
Dans des modes particuliers de réalisation, l’antenne de recherche est une antenne directive repointable. L’unité de contrôle est configurée pour diriger l’antenne de recherche et pour déterminer une direction d’arrivée d’un signal de recherche reçu par l’antenne de recherche.
On entend par « antenne directive » une antenne qui présente dans son diagramme de rayonnement un lobe principal nettement plus important que les autres lobes. L’antenne est d’autant plus directive que le lobe principal présente une largeur d’ouverture faible entre les angles d’atténuation à 3 dB. Par exemple, l’antenne directive présente une largeur d’ouverture de deux degrés. On entend par « antenne repointable » que l’antenne possède des moyens pour être pointée dans différentes directions. Ces moyens de pointage peuvent être mécaniques ou électroniques.
Dans des modes particuliers de réalisation, l’unité de contrôle est configurée pour calculer une fonction d’ambiguïté entre un signal de recherche réfléchi par l’objet et un signal de référence.
Le signal de référence peut être une réplique du signal émis par le système émetteur mémorisée par l’unité de contrôle ou générée par l’unité de contrôle à partir d’une séquence d’initialisation mémorisée. Le signal de référence peut également être un signal émis par le système émetteur reçu directement (sans réflexion, c’est-à-dire après propagation en ligne de visée directe) par une chaine de réception radio du système récepteur.
Dans des modes particuliers de réalisation, l’information déterminée par l’unité de contrôle comporte l’un au moins des éléments suivants : un décalage temporel entre le signal de recherche et le signal de référence, un décalage fréquentiel entre le signal de recherche et le signal de référence, une différence de niveau de puissance reçue entre le signal de recherche et le signal de référence, une différence de polarisation entre le signal de recherche et le signal de référence.
Dans des modes particuliers de réalisation, le signal de référence est une réplique du signal émis par le système émetteur mémorisée ou générée par l’unité de contrôle.
Dans des modes particuliers de réalisation, le système récepteur comporte une deuxième chaîne de réception radio, dite « voie de référence », comprenant une antenne de référence, un bloc de traitement analogique d’un signal radio reçu par l’antenne de référence et un bloc de conversion du signal reçu en un signal numérique. Au moins l’antenne de référence et le bloc de traitement analogique sont destinés à être embarqué dans le satellite. Le signal de référence correspond à un signal radio émis par le système émetteur et directement reçu par l’antenne de référence.
L’antenne de référence et le bloc de traitement analogique sont destinés à être embarqué dans un satellite en orbite autour de la Terre. Là encore, on entend que ces éléments sont adaptés (ou compatibles) pour être embarqué dans un satellite en orbite autour de la Terre. Cela signifie notamment que l’antenne de référence présente des dimensions suffisamment faibles pour pouvoir être embarquée dans un satellite, par exemple des dimensions inférieures à trois mètres, voire inférieures au mètre.
Dans des modes particuliers de réalisation, l’antenne de référence est une antenne directive repointable et l’unité de contrôle est configurée pour diriger l’antenne de référence et déterminer une direction d’arrivée d’un signal de référence reçu par l’antenne de référence.
Dans des modes particuliers de réalisation, l’antenne de recherche et l’antenne de référence ont des polarisations orthogonales l’une par rapport à l’autre. L’utilisation d’antennes polarisées orthogonalement permet de faciliter la réjection du signal de référence dans le signal de recherche (ou inversement).
Dans des modes particuliers de réalisation, le système récepteur comporte plusieurs voies de recherche et/ou plusieurs voies de référence. Il est en effet envisageable d’utiliser un réseau d’antennes pour obtenir une capacité de pointage numérique d’antenne, permettant ainsi la réjection de signaux interférents, la localisation de source, et/ou l’amélioration du rapport signal sur bruit du signal de recherche.
Dans des modes particuliers de réalisation, l’unité de contrôle est configurée pour calculer une signature Doppler à partir d’un signal de recherche diffracté par l’objet.
Selon un troisième aspect, la présente invention concerne un radar bistatique pour la détection d’un objet dans l’espace. Le radar bistatique comporte un système émetteur situé à la surface de la Terre et un système récepteur selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents.
Selon un quatrième aspect, la présente invention concerne un satellite destiné à être placé en orbite autour de la Terre. Le satellite comporte une chaîne de réception radio d’un radar bistatique pour la détection d’un objet dans l’espace, dite « voie de recherche », comprenant au moins une antenne de recherche et un bloc de traitement analogique d’un signal radio reçu par l’antenne de recherche. La voie de recherche est configurée pour recevoir, lorsque le satellite est en orbite, un signal de recherche émis par un système émetteur situé à la surface de la Terre et réfléchi ou diffracté par ledit objet.
Dans des modes particuliers de réalisation, la voie de recherche est configurée pour recevoir un signal de recherche réfléchi par l’objet, et l’antenne de recherche est configurée pour être orientée vers une zone de l’espace située à l’opposé de la Terre par rapport au satellite quand le satellite est en orbite.
Dans des modes particuliers de réalisation, le satellite comporte une deuxième chaîne de réception radio, dite « voie de référence », comprenant au moins une antenne de référence et un bloc de traitement analogique d’un signal radio reçu par l’antenne de référence. L’antenne de référence est configurée pour être orientée vers la Terre quand le satellite est en orbite.
Dans des modes particuliers de réalisation, la voie de recherche est configurée pour recevoir un signal de recherche diffracté par l’objet, et l’antenne de recherche est configurée pour être orientée vers la Terre quand le satellite est en orbite.
Présentation des figures L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures 1 à 14 qui représentent :
On notera en outre que tous ces exemples de réalisation du dispositif de test d’isolement électrique 102 permettent une mesure ou détermination de la valeur représentative de la résistance d’isolement du circuit électrique à tout moment, soit en permanence soit sur demande par un séquençage, par exemple sur demande du dispositif de contrôle DC, et ceci quelle que soit la configuration du circuit électrique à l’instant de cette demande. Il est donc tout à fait possible de mesurer ou déterminer la valeur représentative de la résistance d’isolement du circuit électrique avant et après la déconnexion ou isolation électrique du dispositif consommateur prédéterminé CLI.
La représente la batterie de traction BR1 comprenant au moins un module MO. La batterie de traction BR1 présente deux bornes, conventionnellement une borne positive et une borne négative, sur lesquelles sont connectés les faisceaux haute tension H1, H2. Ces faisceaux sont représentés sur la par deux lignes électriques référencées N pour le potentiel négatif, et P pour le potentiel positif. Chaque dispositif consommateur OD1, C1, CLI sont connectés en parallèle sur ces deux lignes électriques N, P. Le dispositif de test d’isolement électrique 102 est relié au deuxième élément par la deuxième liaison électrique 22 qui, sur la relie le dispositif de test d’isolement électrique 102 à un cadre référencé BR1 pour batterie de traction. Il est bien évident au vu de ce qui précède, que ce cadre est le deuxième élément et représente le carter de la batterie de traction BR1 qui lui-même est en contact électrique avec la structure métallique du véhicule, c’est-à-dire en conduction avec le potentiel de masse du véhicule. Bien entendu, en variante, et en particulier si le carter de la batterie de traction BR1 est en matériaux composites non conducteurs, la deuxième liaison électrique 22 est directement connectée à la structure métallique du véhicule. En variante, cette deuxième liaison électrique 22 peut être multiple et être en conduction électrique avec plusieurs deuxièmes éléments. Tous les dispositifs consommateurs ne sont pas représentés sur la , on pourra par exemple y rajouter le deuxième onduleur OD2.
Ce procédé exécute en outre : - une étape de contrôle du deuxième dispositif prédéterminé K4x, si la valeur est comprise entre ce deuxième seuil exclus et un troisième seuil inclus strictement supérieur au deuxième seuil, de sorte à maintenir l’alimentation de ce dispositif consommateur prédéterminé CLI par la batterie de traction BR1 jusqu’au prochain arrêt du véhicule puis à isoler ce dispositif consommateur prédéterminé CLI pour tous prochains démarrages du véhicule.
On pourra prendre en ordre de grandeur, en ohm, les valeurs suivantes pour les seuils : - premier seuil = 800 000 Ω, - deuxième seuil = 1 000 000 Ω, - troisième seuil = 2 000 000 Ω.
Avantageusement ce procédé comprend par exemple d’autres étapes complémentaires si la valeur est comprise entre ce premier seuil inclus et le troisième seuil inclus, comme par exemple : - une étape de mémorisation de la valeur, et/ou - une étape d’enregistrement d’un code défaut accessible aux services après-vente indiquant un changement nécessaire du dispositif consommateur prédéterminé CLI, et/ou - une étape d’activation d’un voyant pour indiquer au conducteur de se rendre à un service après-vente, - et/ou une étape d’affichage d’un message pour indiquer au conducteur d’une possible défaillance du dispositif consommateur prédéterminé CLI.
Avantageusement ce procédé comprend par exemple d’autres étapes complémentaires si la valeur est strictement inférieure au premier seuil, comme : - une étape de mémorisation de la valeur, et/ou - une étape d’enregistrement d’un code défaut accessible aux services après-vente indiquant un changement nécessaire du dispositif consommateur prédéterminé CLI, et/ou - une étape d’activation d’un voyant « stop » rouge au tableau de bord.
Par exemple ce procédé exécute une nouvelle étape de détermination de la valeur après chaque mise à l’isolement du dispositif consommateur prédéterminé CLI, et si la position de cette valeur par rapport aux seuils ne change pas, le procédé exécute l’étape de contrôle du premier dispositif K1x de sorte à isoler la batterie de traction BR1 de l’ensemble des dispositifs consommateurs OD1, C1, CLI.
Le dispositif consommateur prédéterminé CLI comprend par exemple un fluide caloporteur. C’est-à-dire que le choix du dispositif consommateur prédéterminé CLI et pré enregistré dans le dispositif de contrôle DC et correspond au dispositif consommateur comprenant ce fluide.
En particulier ce dispositif consommateur prédéterminé CLI est un compresseur de climatisation du véhicule. Notamment, le dispositif consommateur prédéterminé CLI est le dispositif ayant la plus grande probabilité d’apparition d’un défaut d’isolement parmi l’ensemble des dispositifs consommateurs OD1, C1, CLI.
En variante, le procédé détermine chaque probabilité d’apparition d’un défaut d’isolement de chaque dispositif consommateur OD1, C1, CLI en fonction de caractéristiques techniques intrinsèques de conception de chaque dispositif consommateur OD1, C1, CLI et en outre en fonction d’un temps d’utilisation de chaque dispositif consommateur OD1, C1, CLI.
Ce temps d’utilisation est par exemple un temps cumulé pendant lequel le dispositif consommateur consomme effectivement un courant de la batterie de traction BR1. Mais ce temps d’utilisation peut être aussi un temps équivalent comprenant une combinaison du temps cumulé pendant lequel le dispositif consommateur consomme effectivement un courant de la batterie de traction BR1, d’un temps écoulé hors utilisation complémentaire au précédent, et d’une quantité d’énergie cumulée consommée par le dispositif consommateur. D’autres facteurs de vieillissement de l’isolement des dispositifs consommateurs peuvent aussi être pris en compte comme des températures maximales ou moyennes de fonctionnement, des types de roulages prépondérants par exemple conduite économique, sport, confort, une température extérieure au véhicule, des conditions hydrométriques, cette liste n’étant pas exhaustive.
En variante, chacun des seuils est fonction des dispositifs consommateurs OD1, C1, CLI connectés à la batterie de traction BR1 par les deuxièmes dispositifs K2x, K3x, K4x.On comprendra par connectés, le fait que le deuxième dispositif K2x, K3x, K4x est en position fermée et qu’un courant est effectivement consommé. Cependant, la valeur de ces seuils ne sera pas en dessous des valeurs ci-dessous : - premier seuil = 800 000 Ω, - deuxième seuil = 1 000 000 Ω, - troisième seuil = 2 000 000 Ω.
Cette disposition permet d’avoir une meilleure sensibilité sur la détection d’un défaut d’isolement. En effet, si l’on considère le circuit électrique à neuf, c’est à dire que chaque dispositif consommateur OD1, C1, CLI a une résistance d’isolement nominale, plus il y aura de dispositifs consommateurs OD1, C1, CLI connectés à la batterie principale BR1, en se connectant par un montage en parallèle pour chaque dispositif consommateur OD1, C1, CLI, plus la résistance d’isolement nominale équivalente diminue et, à l’inverse, moins il y aura de dispositifs consommateurs OD1, C1, CLI connectés et plus la résistance d’isolement nominale équivalente augmente. Le risque est que si la résistance d’isolement nominale équivalente est grande, un défaut d’isolement ou début de défaut d’isolement d’un seul des dispositifs consommateurs OD1, C1, CLI peut ne pas faire descendre la résistance d’isolement équivalente sous l’un des trois seuils, sauf si, comme explicité ci-dessus, ces seuils sont adaptés en fonction des dispositifs consommateurs OD1, C1, CLI connectés à la batterie de traction BR1.
Comme dit précédemment, ce procédé s’applique avantageusement à un véhicule comprenant : - le circuit électrique, - le dispositif de test d’isolement du circuit électrique 102, ce circuit électrique comprenant : - la batterie de traction BR1, - au moins les deux dispositifs consommateurs OD1, C1, CLI propres à être alimentés par la batterie de traction BR1, la batterie de traction BR1 comprenant le premier dispositif K1x propre à la connecter et à l’isoler électriquement de l’ensemble des dispositifs consommateurs OD1, C1, CLI, et chacun des dispositifs consommateurs OD1, C1, CLI comprenant le deuxième dispositif K2x, K3x, K4x propre à le connecter et à l’isoler électriquement de la batterie de traction BR1 et des autres dispositifs consommateurs OD1, C1, CLI, - le dispositif de contrôle DC comprenant les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à mise en œuvre du procédé tel que précédemment décrit.
La représente schématiquement un radar bistatique selon l’invention. Le radar bistatique est utilisé pour détecter un objet 70 dans l’espace. Le radar bistatique comporte un système émetteur 60 situé à la surface de la Terre 90, et un système récepteur dont une partie 10a au moins est embarquée dans un satellite 50 placé en orbite autour de la Terre. Une autre partie 10b du système récepteur peut éventuellement être implémenté au sol, par exemple dans une station de réception 80 située à la surface de la Terre 90. Dans une variante, la totalité du système récepteur peut être embarquée dans le satellite 50.
La partie 10a du système récepteur embarquée dans le satellite 50 comporte au moins une antenne de recherche 21a et un bloc de traitement analogique d’un signal radio reçu par l’antenne de recherche 21a. L’antenne de recherche 21a et le bloc de traitement analogique associé font partie d’une chaîne de réception, dite « voie de recherche » configurée pour recevoir un « signal de recherche » émis par le système émetteur 60 et réfléchi ou diffracté par l’objet 70. Dans l’exemple illustré sur la , le signal de recherche 62 est réfléchi par l’objet 70. Un exemple dans lequel le signal de recherche est diffracté par l’objet 70 sera présenté ultérieurement en référence aux figures 12 à 14.
Dans l’exemple illustré sur la , la partie 10a du système récepteur embarquée dans le satellite 50 comporte également une antenne de référence 21b qui fait partie d’une deuxième chaîne de réception, dite « voie de référence », configurée pour recevoir un signal de référence 61 émis par le système émetteur 60 et directement reçu, sans réflexion, par l’antenne de référence 21b.
Une fonction d’ambiguïté peut alors être calculée entre le signal de recherche 62 et le signal de référence 61 pour déterminer une information représentative de la distance entre l’objet 70 et le satellite 50 et de son évolution au cours du temps, ce qui permettra ensuite d’estimer une position et éventuellement une trajectoire de l’objet 70.
Il convient de noter que la voie de référence est optionnelle car il est envisageable de mémoriser une réplique du signal émis par le système émetteur 60 dans une mémoire électronique du système récepteur, et d’utiliser cette réplique en tant que signal de référence (plutôt qu’un signal reçu en temps réel) pour calculer la fonction d’ambiguïté.
Aussi, il convient de noter que l’utilisation d’un signal de référence et le calcul d’une fonction d’ambiguïté sont aussi optionnels, notamment dans le cas où le système récepteur est configuré pour recevoir un signal de recherche diffracté selon le principe de la diffusion en avant (voir ci-après en référence aux figures 12 à 14).
Le satellite 50 comporte en outre un module de communication pour établir un lien de communication 69 entre avec une station de réception 80 au sol.
La représente schématiquement un système récepteur 10 d’un radar bistatique selon l’invention. Le système récepteur 10 comporte au moins une chaîne de réception 20, dite « voie de recherche », une unité de contrôle 30 et une unité de localisation 40. La voie de recherche est configurée pour recevoir, traiter et numériser un signal de recherche émis par le système émetteur 60 et réfléchi ou diffracté par l’objet 70. L’unité de contrôle 30 est configurée pour déterminer, à partir du signal numérique fourni par la voie de recherche, une information représentative de la distance entre l’objet 70 et le satellite 50. L’unité de localisation 40 est configurée pour estimer la position de l’objet 70 à partir de l’information déterminée par l’unité de contrôle 30.
Tel qu’expliqué précédemment, la partie 10a du système récepteur 10 qui est embarquée dans le satellite 50 comporte au moins une partie de la voie de recherche. La partie 10a du système récepteur 10 qui est embarquée dans le satellite 50 peut également comporter la totalité de la voie de recherche. De manière optionnelle, la partie 10a du système récepteur 10 qui est embarquée dans le satellite 50 peut aussi comporter l’unité de contrôle 30, et si c’est le cas, elle peut éventuellement aussi comporter l’unité de localisation 40. Autrement dit, le lien de communication 69 entre le satellite 50 et la station de réception 80 au sol peut intervenir soit entre la partie de la voie de recherche qui est embarquée dans le satellite et la partie de la voie de recherche qui est implémentée au sol, soit entre la voie de recherche totalement embarquée dans le satellite et l’unité de contrôle 30 implémentée au sol, soit entre l’unité de contrôle 30 embarquée dans le satellite et l’unité de localisation 40 implémentée au sol, soit en sortie de l’unité de localisation 40 embarquée dans le satellite 50. La nature des informations transmises sur le lien de communication 69 entre le satellite 50 et la station de réception 80 au sol dépend de l’alternative choisie. Il peut s’agir par exemple, selon les cas, d’une simple répétition du signal analogique reçu par l’antenne de recherche 21a, d’une conversion dans un format numérique du signal analogique reçu par l’antenne de recherche 21a, d’une information déterminée par l’unité de contrôle 30, ou d’une position de l’objet 70 estimée par l’unité de localisation 40.
La représente schématiquement une chaîne de réception 20 correspondant à une voie de recherche 20a. La voie de recherche 20a comprend, de manière conventionnelle, une antenne de recherche 21a, un bloc de traitement analogique 22a et un bloc de conversion 23a d’un signal analogique en un signal numérique.
Tel qu’illustré sur la , et tel qu’expliqué précédemment, le système récepteur 10 peut également comporter une voie de référence 20b qui comprend une antenne de référence 21b, un bloc de traitement analogique 22b et un bloc de conversion 23b analogique-numérique.
L’antenne de recherche 21a et l’antenne de référence 21b peuvent être de différentes natures. Il peut s’agir par exemple d’antennes quasi-omnidirectionnelles, d’antennes hémisphériques ou d’antennes directives. Ces antennes peuvent optionnellement posséder un système de pointage mécanique ou électronique (antennes repointables).
L’antenne de recherche 21a et l’antenne de référence 21b peuvent avantageusement présenter des polarisations circulaires orthogonales afin de prendre en compte un changement de polarisation du signal de recherche (signal réfléchi) par rapport au signal de référence (signal direct). Ceci permet de maximiser les rapports signal à bruit (SNR pour « Signal on Noise Ratio » dans la littérature anglo-saxonne) pour le signal de recherche et le signal de référence. En outre, l’utilisation d’antennes polarisées orthogonalement permet de faciliter la réjection du signal de référence dans le signal de recherche, ou inversement.