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BREVET D'INVENTION.
"Perfectionnements apportés aux dispositifs pour éliminer les perturbations des transmissions sans fil. "
Contrairement à ce qui se produit pour la transmission par fil, chaque transmission sans fil présente l'inconvénient que la qualité et la sûreté de la Liaison entre les stations émettrice et réceptrice peuvent être influenoées par des effets physiques de natures différentes. Les perturbations les plus con- nues, qui se produisent dans les espaces de transmission, sont les zones de fading, des zones d'affaiblissement, des effets d'écran et des interférences.
Tous les obstacles électriques ou électro-physiques ainsi que certaines influences de masses ou des oourbes de voies, forment des zones mortes, constituent des écrans ou provoquent une dépense indésirable de l'énergie émet- trice ou autre perturbation, qui se manifeste surtout, d'une ma- nière préjudiciable, pour les transmissions à ondes courtes et ultra-courtes. Ces obstacles sont, par example, les ponts, les tunnels, les installations industrielles avec des machines en fonctionnement ou des conducteurs à haute tension ou le passage
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de la zone de transmission dans des courbes, plus spécialement dans les pays montagneux où' des flancs de montagnes viennent s'inter- ' caler dans ladite zone.
Ces manifestations se produisent, en principe, pour tous les services radiophoniques mais sont particulièrement dé- sagréable pour tous les services qui se déplacent, par exemple en appliquant la technique radiophonique aux chemins de fer, notamment pour la téléphonie ou la télégraphie dans les trains, la transmission de signaux ou le freinage à air comprimé produit à distanoe et sans fil. Egalmenet pour l'exploitation future des installations permettant les conversations téléphoniques sans fil entre un poste quelconque fixe et un poste quelconque mobi- le, par exemple entre un post fixe établi en une ville et une installation correspondante montée sur une automobile en mar- che, on devra toujours'compter sur les effets perturbateurs sus- indiqués.
La présente invention a pour objet un moyen pour com- battre des perturbations de ce genre ou analogues, étant entendu qu'il est complètement indifférent, en principe, s'il s'agit de la communication entre deux postes fixes ou entre deux installa- tions mobiles ou encore entre un poste fixe et une installation mobile, du fait que l'invention prévoit pour toutes les sections de la zone de transmission pour lesquelles les perturbations susdites se présentent ou peuvent se présenter, des organes au- xiliaires particuliers que chevauchent les sections troublées ou les zones d'affaiblissment pour assurer le transport de l'e- nergie.
On désignera avantageusement ces organes auxiliaires, par opposition aux ariennes émettrices et réceptrices actuelle- ment en usage, par "antennes intermédisires". La constitution . practique de ces antennes intermédiaires dépend, évidemment, de chaque cas particulier à envisager. toutefois leur caraotéeris- tique la plus importante et qui existe toujours est que ces "antennes intermédiaires" traversent toute la zone perturbée et
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que, de toute façon, une ou les deux extrémités sortent de la zone troublée et pénètrent dans un espace non perturbé de façon à être ainsi dans la possibilité d'absorber ou d'émettre les os- cillations électriques dans une zone non perturbée.
En outre il est important, en principe, que l'antenne intermédiaire, sur- tout s'il s'agit de services mobiles, soit avantageusement éta- blie de manière telle qu'elle se trouve plus près, dans l'espa- ce ou électriquement, des appareils émetteurs ou récepteurs ou de leurs antennes correspondantes, que les éléments perturba- teurs et qu'en outre elle soit, au besoin, protégée par un écran du oôté des incluences perturbatrices, alors que les appareils .émetteur et récepteurs, coopérant avec ladite antenne, sont bien exposés à celle-ci.
Ci-dessous est indiqué, à titre d'exemple, un mode de réalisation simple et très compréhensible de l'invention, sans que le choix de cet exemple puisse limiter, d'aucune façon, les possibilités d'application de l'idée inventive. Il s'agit dans ce cas d'une transmission sans fil pour une exploitation de chemins de fer et, par exemple, pour le service de freinage pour un train dont la locomotive porte un émetteur que peut se mettre en communication avec un récepteur qui est, par exemple pour un long trains, établi sur le dernier wagon ou sur une lo- comotive de queue.
Une telle méthode est utilisée, par exemple, pour éviter les pertes de temps qui peuvent se produire, pour le freinage, par suite de la propagation de la chute de freinage depuis le commencement jusqu'à la fin du train, en déclenchant, par sans fil, un freinage simultané entre la locomotive de tête et la fin du train.
La fig. 1 montre, schématiquement, un tel cas. Sur la voie a se déplace un train avec une locomotive L et les wagons w1, w2, w3, w4, w5, w6. Sur la locomotive est établi un émetteur S aveo une antenne A1 constituée d'une manière appropriée alors que sur le wagon w se trouve le récepteur E avec une antenne E également constituée d'une manière appropriée. Pour l'utilisa-
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tion pratique des installations sans fil de ce genre ou autres, pour l'exploitation de chemins de fer, les perturbations les plus diverses, pour les causes indiquées ci-dessus, se font sen- tir.
Sur la fig. 1 on a supposé qu'un bâtiment G constitue un trouble pour la transmission. Pour éliminer ce troable, on a recours, conformément à l'invention, à une "antenne intermédiai- re" K qui transporte l'énergie émettrice de l'émetteur S, au. travers de la zone troublée, vers le récepteur E. Avantageuse- ment on donne, comme déjà indiqué, à cette "antenne intermédiai- re" une longueur telle qu'elle sort aux deux extrémités de la zone troublée de sorte qu'elle peut, sans être gênée par les per- turbations, capter ou céder les oscillations électriques dans la zone saine. Dans bien des cas il est suffisant d'établir une telle "antenne intermédiaire'' latéralement et à proximité de la voie, alors qu'elle chevauche la zone troublée et fait office de support pour les oscillations à haute fréquence.
Ce cas est indiqué sur les fig. 1 et 2. Sur les poteaux ou supports d'iso- lateurs M est monté un fil ou câble K qui est placé parallèle- ment à la voie et dont la longueur est telle qu'elle s'étend environ depuis le point I jusqu'au point II sur la fig. 1. Sur la fig. 2 on voit également que l'antenne intermédiaire K se trouve plus près de l'antenne émettrice A1 et de l'antenne réoep- trice A2 que de la source perturbatrice, ce qui a déjà été men- tionné plus haut. Le fait que les organes actifs, l'antenne é- mettrice et l'antenne réceptrice doivent se trouver plus près de l'antenne intermédiaire que les sources de perturbations à con- sidérer, constitue une idée originale et une constation parti- culière de la présente invention.
Dans tous les cas, par exemple pour des ponts en fer très longs ou des tunnels, une simple antenne intermédiaire n'est pas suffisante pour assurer la transmission des ondes électri- ques malgré l'existence des effets perturbateurs. Dans ce cas, on doit veiller à ce que l'antenne intermédiaire soit protégée par
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un écran par rapport au perturbateur alors qu'elle est exposée à l'émetteur et au récepteur.
Cette disposition est indiquée, à titre d'exemple, sur la fig. 3. On a désigné par M les poteaux qui sont montés le long.de la voie et qui portent l'antenne intermédiaire K com- me sur les fig. 1 et 2. Pour écarter l'influence du perturbateur G ,on établit entre l'antenne intermédiaire K et le perturbateur G un écran constitué, par exemple, par trois fils séparés ou connectés, formant écran ou par d'autres moyens équivalents.
Pour cette disposition, l'antenne intermédiaire K est utilisée par les antennes Al et a2, alors que les effets trou- blants du perturbateur G sont arrêtés par l'écran formé par les moyens auxiliaires Z. Dans ce cas l'antenne auxiliaire se trouve plus près des antennes A1, A2 que le perturbateur G.
Un tel écran peut être réalisé, pratiquement, de diffé- rentes manières. C'est ainsi, par exemple, que l'antenne inter- médiaire peut également, comme montré sur la fig. 4, être montée sur des isolataurs J établis entre les rails de la voie. Elle est alors protégée contre le perturbateur G par les rails eux-mêmes qui forment écran. Toutefois il est à recommander, poux la dis- position selon la fig. 4, d'adjoindre à l'antenne A1 une deuxiè- me antenne émittrice auxiliaire Hl, qui se trouve en dessous de la locomotive donc au-dessus de l'intervalle existant entre les rails (fig. 4) et qui se trouveet fonctionne donc à proximité de l'antenne intermédiaire K- Une telle antenne double devrait également être prévue au récepteur E.
Un autre mode de réalisation de l'invention se présen- te dans le cas où l'installation de transmission sans fil est agencée pour des communication duplex ou multiplex. A titre d'exemple on a montré, sur la fig.' 5, le cas où entre la locomo- tive L et le wagon w6 doit pouvoir être établie une conversation la locomotive L comportant à cet effet un émetteur Sl pour le récepteur E1 du wagon w6 et le wagon w6 un émetteur S2 pour le récepteur E2 de la locomotive L. Sur la locomotive L sont pré-
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vues les antennes correspondantes A1 et A2 et sur la wagon w6 les antennes A2 et A4.
Pour une telle communication duplex on utilisera, si une seule antenne intermédiaire K n'est pas auf- fisante, pour chaque onde de communication une antenne intermé- ' diaire particulière, comme indiqué en K1 et K2 sur la fig. 5.
Il est évident que les antennes K1 et K2 peuvent également être portées par les mêmes poteaux. Sur la fig. 6 on a montré une ré- alisation appropriée à ce cas selon la disposition de la fig. 3.
Pour les antennes auxiliaires, qui se trouvent entre les rails, on doit slors prévoir également das antennes actives cerrespon- dantes Hl et H2 sur les véhicules correspondants.
Une autre application pratique de l'invention se pré sente lorsque l'émetteur et le récepteur ne se trouvent pas sur le même train mais, par exemple, su deux trains différents qui doivent pouvoir communiquer entre eux par une signalisation sans fil ou lorsque, par exemple, un des deux postes est fixe et doit pouvoir correspondre avec une installation mobile, par exemple une station ou un poste d'aiguillage avec un train en marche ou une installation fixe établie dans une ville qui doit pouvoir converser avec une auto qui est er marche, également dans ce cas on a recours, pour la constitution et la pose de l'antenne intermédiaire, à une des réalisation indiquées plus haut.
Plus spécialement dans le cas indiqué en dernier lieu, on utilisera avantageusement une antenne intermédiaire constituée de manière telle qu'elle soit souplement protégée par un écran dans la zone de perturbation alors qu'en dehors de cette zone, elle ne com- porte plus cette protection. Si, par exemple, le long de la zone I-II de la fig. 1, on a formé un écren en posant l'antenne in- termédiaire entre les rails, on peut, en dehors de la zone I-II, faire sortir les deux extrémités de l'antenne hors des rails et les exposer librement à l'air, éventuellement en les posant sous forme d'une antenne dirigée. Sur la ig. 7 on a désigné par K, la partie protégée par écran de l'antenne intermédiaire, cette partie se trouvant, pour la zone III-IV entre les rails a.
En dehors de cette zone, l'antenne intermédiaire est prolongée à
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une extrémité ou aux deux par des parties R1 et R2 se trouvant à l'air libre.
Cet exemple peut être appliqué, évidemment, dans tous les autres cas qui peuvent se présenter, par exemple aussi pour la méthode de protection par écran selon la fig. 3, pour laquel- le les fils protégés Z se trouveraient entre III et IV alors que les parties en dehors de III et IV ne sont pas protégées de sorte qu'à ces endroits les antennes intermédiaires fonctionnent comme des antennes libres.
Une application rationelle pour l'antenne intermé- diaire peut également être envisagée dans tous les cas, autres que l'exploitation des chemins de fer, pour lesquels peuvent se produire également des effets perturbateurs d'une nature quel- conque, tels que des zones d'affaiblissment, des fadings lo- coux etc.
Dans ce cas les extrémités de l'antenne intermédiaire qui sont avantageusement prolongées de part et d'autre d'une quantité suffisante au delà de la zone perturbée, peuvent être établies à une hauteur suffisante tout en éetant dégagées, qu'el- les soient soustraites à toutes les influences perturbatrices du terrain ou des constructions ou installations existantes.
Quand, dans ce cas, toute l'antenne intermédiaire n'est pas mon- tée sur des poteaux, on peut éventuellement donner à ses parties extrêmes, par l'intermédiaire de supports ou suspensi.ons, le dé- gagement voulu ainsi que la position et la direction désirées. four des zones d'affaiblissment particulièrement étendues ou pour d'autres seotions perturbées d'une zone de transmission ou encore si les éléments perturbateurs ont un ef- fet actif très élevé, il peut également être avantageux de munir les antennes intermédiaires de ses propres récepteurs et émet- teurs, en vue d'assurer la transmission. Le cas échéant on peut également les munir d'amplificateurs. La fig. 8 montre un exem- ple schématique de cette disposition.
Dans ce cas on agence de manière telle le récepteur E K et l'émetteur S K de l'antenne
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intermédiaire K, que l'extremité de cette antenne , qui se trouve du côté du poste émetteur S, comporte le récepteur E et que l'extrémité de cette antenne qui se trouve du côté du poste ré- cepteur 3 soit munie de l'émetteur S K. On a désigné par Z l'e- cran pour l'antenne intermédiaire et par V un amplificateur.
En outre, quand on veut pouvoir communiquer depuis deux ou un plus grand nombre de points àe départ ou suivant un système duplex ou multiplex, il peut être avantageux de consti- tuer les antennes intermédiaires sous forme de fils ou câbles doubles ou multiples. Toute antenne intermédiaire, pour laquelle on veut remplir cette nécessité, comporte alors, selon la fig.8, à chque extrémité un récepteur et un émetteur. Ce cas est indi- qué schématiquement sur la fig. 9. Les antennes intermédiaires K1, K2, K3, et K4, qui sont protégées par écran entre III et IV et qui sont, avantageusement, posées comme les câbles, se termi- nent, pour quaxtre ondes de communication différentes, par des antennes libres R1, R2, R3 et R4, qui sont éventuellement diri- gées.
L'antenne intermédiaire K2, R2 comporte l'émetteur S K2 et le récepteur E K2 qui sont accordés l'un sur l'autre, alors que l'antenne intermédiaire K4.R4, comporte l'émetteur S K4 et le récepteur E ainsi que l'amplificateur V. Les appareils émet- teurs et récepteurs, accordés les uns par rapport aux autres peuvent ou bien être reliés directement aux fils du câble ou y être connectés par une liaison d'antenne particulière. Le cas échéant on peut également orienter les appareils récepteurs et émetteurs dans les directions intéressantes suivant lesquelles ils reçoivent les oscillations électriques ou suivant lesquelles ils doivent les transmettra, éventuellement aussi en montant ces antennes terrestres, comme déjà indiqué, avec les récepteurs ou les émetteurs sur des supports et en les dirigeant vers le haut comme des antennes dirigées (fig. 8).
En plus des organes indiqués, tels que des émetteurs, des récepteurs, des amplificateurs, on peut évidemment monter dans les antennes intermédiaires des dispositifs d'accord afin
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de pouvoir les accorder pour les différentes ondes de communica- tion à considérer. De tels diapositifs d'accord sont désignés par T sur les fig. 8 et 9.
Les antennes intermédiaires elles-mêmes peuvent être constituées en toute matière convenant au transport d'ondes é- lectriques.
Comme déjà indiqué, il est ,indifférent à quel but émetteur doit servir, pour la transmission sans fil, l'organe accessoire ou antenne intermédiaire constitué comme indiqué plus haut, quel que soit d'ailleurs le mode de réalisation de cette antenne. En principe, ces antennes intermédiaires ont pour fonc- tion de transporter des ondes électriques au travers de zones perturbatrices, de permettre leur utilisation dans ces zones ou de produire ou d'assurer leur transmission subsequente ou leur amplification.