<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AUX SYSTEMES DE DETECTION''D'OBSTACLES
La présente invention se rapporte à des perfectionnements aux systèmes de détection d'obstacles du type comportait l'utilisa- Lion 1 ondes électro-magnétiques modulées ou balayées en fréquence de façon cyclique et , dans lesquelsun signal à fréquence de batte- ments est obtenu entre l'onde émise à l'instante considéré et l'onde reçue après réflexion sur l'obstacle.
Dans le système le plus communément utilisé pour la détec- tion d'obstacles au moyen d'une émission à haute fréquence'avec modulation du balayage de fréquence, ou cyclique la fréquence de l'émetteur est modulée de façon cyclique conformément à une forme d'onde à symétrie linéaire. Le signal réflechi est constitua par une onde analogue, mais retardée dans le temps conformément à la durée de propagation vers l'obstacle et à, partir de celui-ci.
Lors-
EMI1.1
lU' on détecte l'ensemble d'un signal ,réf.yli..adé l ' obé>Él.lation /. ; ;....: -... ' :
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
locale de l'émetteur, on o'bî-ie12t¯ une note de battements à fréquence i-.a:.;à.na.l.<;;1=ient, consta.n.Le; dont la. fréquence est une indication due la, ÜS"Gilnce de 11 objet,réfler';issant.
Une des limitations du système connu ci-dessus, décrit est qu'il n'est pas praticable de produire un balayage de fréquence par-
EMI2.2
f ai bernent linéaire. De .plus. aux extrémités de l'élongation de t'r - quence de l'émetteur, la note de battements diminue rapidement jus-
EMI2.3
qu'à la fréquence zéro, .et elle augmente ensuite rapidement jusqu'à sa valeur nominale pendant la majeure partie de 1 ' <élonjja,iio12 en direction opposée. De plus'encore, les trains d'ondes produits lors des élongations .successives ne sont pas cohérents en phase.
Suivant la. distance exacte de 1¯' objet, réfléchissant, il se produit un dépha-
EMI2.4
ôe.::,;, indéterminé entre les trains d'ondes correspondant à des balay- ages successifs de fréquence. Pour les raisons ci-dessus, la, fré- quence de battements nominalement constante n'est pas une fréquence unique, niais correspond à un spectre complexe de fréquences . Il n'est
EMI2.5
Imc pas possible d'utiliser un r8cel-,teur à bande passante étroite, dans le but de réduire le bruit et d'obtenir un meilleur rapport signal/bruit.
L'un des objets de'l'invention est la constitution de sys-
EMI2.6
tèmes récepteurs.pour une forme quelconque de balayage de fréquences, dans lesquels on obtient le même effet que si l'on utilisait un ba-
EMI2.7
1..:..ra:, de fréquences parfaitement linéaire.
De façon plus générale, l'invenbion a pour objet J'j, ccn- , : l.,t ,:lt?l'1 ;:Le systèmes #i r 1: : ;:: leurs qui convertissent la, '1lC't'-t d(= < L a 1. 1, ..
..: 1=; entre les signaux émis et reçus en une onde sinusoïdale pure 1: fréquence constante, i12dépen:.i.a,nt<a de la, forme d'onde de modulation de l'émetteur. Ces dispositions permettent l'utilisation de toutes
EMI2.8
le:; formes d'ondes, pour :La ;rnodL.Ia,tion de fréquence, une ,forme d'onde j i>..ijj¯o>J.li.ér<.:fi>1*1;;> utile é'Lant constituée par un balayage sinusoïdal L'invention a également pour objet l'obtention de la plus
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
grande réductionn possible du bruit, grâce à l'usage d'un récepteur à bande passante étroite.
Un autre objet de l'invention est de supprimer la distor-
EMI3.2
sien des signaux causée par le " doppler effekt " c'est-à-dire par le fait qu existe2Un mouvement relatif entre 1 obstacle et ap-
EMI3.3
pareilla;e de'détection.
Grâce, aux dispositions conformes à certaines caractéristi-
EMI3.4
ques' de l'invention, la fréquence affectée'de l'effet Il doppler peut être mesurée -et adonner une indication précise de
EMI3.5
la vitesse relative centre l'obstaaly et l'appareillage détecteur.
ónfôrmémér', à une caractéristique de l'invention les systèmes-de r. type utilisant des ondes'électro-magnétiques systàineà >de détecti$'dlà type utiiisant des oncles' électro-ir-aébéti:jlàes à modulation,,'ou à balayage de fréquences cyclique entre certaines limites de fréquance et dans lesquels .le signal; à fréquence de bat- tements est obtenu entre l'onde émise à l'instant '.considéré, et l'on- de reçue'âpres réflexion sur l'obstacle sont caractérisés en ce qu'il est prévu la conversion de ladite fréquente, de battements en une onde sinusoïdale'{pure à fréquence constante.
EMI3.6
tc;
Confbrmérnert,à un autre aspect de 1 invention, Icsdits sys- téines snt ca'actérises par une modulation de l ' 4çcord dû récepteur
EMI3.7
par rappprt à ladite'fréquence de abattements. i " .
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip-
EMI3.8
tion. suivante' et. à 1,'examen du dessin joint qui en représente schc- rnatiduement, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation.
Le schéma représenté symboliquement à l'aide de rectangles diffère,@d'ln*,système connu de détection d' obstacles à balayage de rrécue#ie, se,ulernenta;r la présence de l'oscillateur 0 de cnange- n,ent déF fréquence, lequel est modu'iê en fréquence, M L'émetteur, crayonne la fréquence moyenne Fie qui présenbu une modulation de i'iflguence c<Jnfoiniéide12t à'une;fprm 'onr3r quel- connue f ( l,) Pou? un balayage sinusoïdal f (t) peut être k sin wt).
<Desc/Clms Page number 4>
Le signal réfléchi par un obstacle est reçu sur la, fréquence FI (1 + f (t + # t) et ladite fréquence est détectée en D
EMI4.1
en même t,'2r,ps que l'onde émise à. l'instant considère, de manière à 1 ?ci..;i.i=e ;.t=2e note de battements dont la fréquence est proportionnelle au taux de variation de, la fréquence, émise. La fréquence iu si:pc.,J létecté peut donc s'écrire Kf1 ( t), où f (t) est la dérivée pre- i:;.l< =,# 'le D ( t ) par rapport a.u temps e où 1, est une constante déter- :nii,::.> i la. distance de l'objet réfléchissant ( dans le cas d'un ,:>a. ;,,--..:.v-: sinusoïdal à l' émetteur, cette fréquence i,,8ut s'écrire ,. 'il" 'fi r, ) LFA ent un a.i<>j,,lificail";<ir à t.a sc: f'ri:um=:nc:.
La fréquence moyenne de l'oscillateur de changement 1e fre- ,,u-w., ... 0 est F2 et c'est ceLt-<c fréquence qui est modulée par une (:;iü':.' vC'f:;, l'al::iclltla!e dépend de la distance de l'obstacle à détecter i ;..L .i<:<1, la forme est la dérivée première, par rapport au temps,'du balayée de fréquence à l'émetteur. La fréquence réelle de 7¯' os'cil- laLI "?dY' C peut être F2 = kf- (t) Ls 1..><>c'jio:a en FC de cebte onde de battements kif (t) et de l'onde 1 , ' ..;scilia w<a.ir fournit la fréquence constante ;1<q 1##lleii;ent>s F .
' :., .. 11.'lCa.üC.'L;r et Fréquence intermédiaire IFA est donc accordé à la i.L': y ..'..C:', F2,' On peut réduire indéfiniment la bande passante, de cet.
",m lificateur, suivant le rapport signal/bruit désiré, ou suivant le v!..¯ , -iJ.s;0i;1,¯u-î pour L'opération.
On remarquera que, pendant le cycle de fréquences de l'o.-- := j¯ ] 1- . ; :¯. r :.: z? 0. la, fréquence peut traverser F2 t que celle-ci (JU.f.J ,. ci :,:c' directement l'amplificateur IFA . Il est donc à désirer que FCsoit un.modulateur d'un des types équilibrés bien connus, dans le- quel la. fréquence introduite à partir de l'oscillateur ne tende pas à apparaître à la sortie.
Si, dans les développements de la pratique,
EMI4.2
le dej.'ré d'équilibrage nécessaire était difficile a obtenir, on tour- rt>; introduire l'énergie .,le i;c.iLl.= de ' USC1 7:at,) Ltr fl 1: 1;a:r<=J)s un ré-/.';-.u sélec'ueur de fréquences re jetant la fréquence F, 1"t:lS laissant
<Desc/Clms Page number 5>
passer la bande de fréquences adjacente, de part et d' autre de
EMI5.1
celle-ci. De telles dispositions doivent, cependapib, être éviter ci possible, car elles introduisent une modulation d'amplitude et,
EMI5.2
zei on s'en servait, il faudrait maintenir consbante 1'énergie ;\de' F;<irtie 4u changeur de fréquence, par exemple en surélevant le 'Ëi- Via-1 du signal en, LFA, et ceci éviterait la superposition d'une ;o.ulation en amplitude au signal en IFA .
Un autre moyen de résoudre cette difficulté cousis Le à choisir, pour l'oscillateur 0, une valeur d'élongation qui fournisse un spectre général de fréquences ne contenant pas!la fréquence pré- cise F2. Pour un balayage de fréquences sinusoïdal (sin w t)
EMI5.3
c3:: r^l, il est aisé de démontrer que l'onde ;,ort4euse F2 peut être exactement annulée pa une .modulation à, la fréquence critique k cos -,v t de F2 . Lorsqu' on adopte* bette manière de faire, les ob- stacles aux différentes distances sqnt détectés par une commande de l'élcnp'ation de fréquence de l'émetteur )1I f (t) telle qu'elle pro- duise toujours la même fréquence de battements F2.
L'effet d'un oostacle-en déplacement sera d'ajouter ou de retrancher au signa.1 re- çu la fréquence " doppler " (d) . Ceci déplace la note de battements
EMI5.4
k i'1 (t) jLlS iJ' à k fil ( t ) :- d . Un tel sil;na1 f:eLy t=tre reçu correc- ,3oit en désaccordant IFA, jusqu'à F2 - d ou F2 d, ou en désaccordant la fréquence moyenne de l'oscillateur/0 d'une quanti- té d .
Dans la mise en pratique de l'invention, la fréquence de l'émetteur peut être commodéement modulée de façon électronique.
Dans ce cas, f1 (t) peut ,être tirée de 1onde de modulation de fré-
EMI5.5
quence f (t) en faisant'passer cette dernière à travers un simple réseau formé d'une résistance et d'un condensateur en série. Si la réactance du condensateur est, grande par rapport à sa résistance, à toutes les fréquences contenues dans f (t) la tension apparaissant) aux bornes de la résistance., sera proportionnelle à f1 (t).
Lorsqu'on utilise pour f (t) une onde sinusoïdale pure', f1 (t) est, bien entendu, obtenue au,,,moyen d'un simple déphaseur
<Desc/Clms Page number 6>
EMI6.1
'1 .
;j- J:.1, 1, . i' ;i? .; . j: i < ; y ; c l;'-i,(}(? ,,;,:t! .L> , :.: < .. i, i 1 <é (.,U ;;;O\} "l'ur; :,-:(',t'L1!:-::-- leur uournent, l..uîe'J:--"a.r"t,it3 rle ;a 1. ' E 1.ie >n . :; i de sortie de 1 ! c;:'?i,i,el',f' ;.' Lil, -être appliquée à un cliGcrtl1j¯na;Leur de fréquences de e 1..;n j . re <; c 1 ;:.. ià en soi. de'manière à, fournir ut (b) d'où l'on peut obtenir T ( 1 ) !Jt.1 moyen du système résistance-capacité mentionné 'ß r;:C ':1'Ll:.il'!:a. i'..1 remarquera, lU8 J2 .;;, :jt>11>'::=9 décrit i récure une :Lil'Lt:y.='';¯ d.8.''.c'.;; extraordinaire vis à vis des S .():t'ouL11 ô,gC? s" Une ."Ori:C d'onde eu-lconque peut être utilisée pour la ::;:r¯ylLû1Ç11 ':18 "-';: ;tl!:'Y:Ci:.' de 1''''l,-:,tJ'LJ'C'l]r'.
Cette forme d'onde peut être constituée, par FF'-'.Tii.9 ;:.r'3.i.' la parole, ce que l'on ne pourrait facilement utiliser .si l'on ne connaissait p3,s;:la forme d'onde.
Bien que l'objet :.'I'lïlC=;: ;1 de l'invention ,c\itJ 1 ?;. #<-.:y==: 1;1.- ... : ., > f; , < <1 , !:U1 :'C'J>'l..C.etJ LX't:;.: ;;lt'v\ . ? : . ;-: ;.; 'k / >'> i? < , i t, I.:L l.'\>;):.J,":-:;)Lc1: ;Ii. '.' -;..;:>:i,.n:1.<: 'i.:: ,-:.r,3CÍ".; 1. 11 L:a(.": .>' \ Ufhj Ót¯ri(.l'..; ;. c;;::.b,'YL'-' '\:d'C'l L'::; : m2.¯' :3)it{, a.u prix de la vibesse de i¯OYICrICY1'1':¯,t!: ,ni, , le ;a i , ;; j 1;;..- ..i'r-;1¯,^,-' conforMe 1:t certaines s :jaT\3.ct é-rt; Li -ltjr;s de ?, J 1 j-Yl Vî:\D-t1c,y' i::; y,Lif.,-'IIIL?1'l.L 1J ,$ t t utilisé à }\ oré3J LI torl d'une ch; 11:3 .a.ruicu- liere de distance ou de vitesse.
Pour :1 'x:-i)lcri:,.LiLlr! de distance, Li . ; , ¯: 1.' 1>.i de (41.ï'é: -Tc,ï'1!:I' le r;J'l'- 01'G de l'anipliuude de c : . : o .-l u î ,i. , , :< Lr : de l'crnetteur f (t) et de la tiiQ'.11.1.7.!,lÙl7 de <a 1 o ## c fii . i 1. a,. t :.: a r de CP3I1%'c'.;!::ïl:î ., <> é : j.Li e n c ' , " - '- ¯01 (") Cf ¯, e ;..t. .. -- - ' <+ r -0 - " '" -. l r.,It:.JLll:11C:3 récepteur \ LJ 1'1 ¯.eut ..a.rvenir faisant varier l'amplitude de J ! l.lI}.. ou l'autre de ces modulations conformé- ment 1#. une commande convenable de oase de temps d'oscillographe , . .i;lv:..L cathodique; 1.'étar:vi de sortie du récepteur .!: CI3.V.nt .-".¯n....¯ ment .être a.,¯;1 i i 1L!.;. Ü, ] lJ Z = ï 1 1 Ù Xjr à à .ifl 1" , de manière a ¯ -,¯'.:-; ¯, ¯'..r <. i 1 . ' analyse de distance, à la :.;: ai; 3' à. r connue.
EMI6.2
Cf.'.n..; : (1.1 < < :,y,¯ i.'.'-.i7¯1?':J, i.; 11 ;.::,.C1¯t .:11.:3 i¯,=C1.f11C "';! Ut) :jl') m.u,n'lliu' ïYla-'. ,;">.¯'l(>:'EL-Jict"1 .1. 'I1 Cc;,;, ..171 i'G.1'¯3,t 1 i. V,.'.. t' i.a) 1: =-, . m i1 t...
,1 1,'.1 \ t . ',-.." '1:> i , (. ,', ''.i .!'accord de :i.' a:r"..7 ¯i":ic::¯,r; r> TL'}