FR2552886A1 - Systeme de mesure et d'identification notamment pour la mesure de la distance a des creatures vivantes et/ou des objets ou des articles et leur identification - Google Patents

Abstract

PROCEDE POUR MESURER LA DISTANCE DE CREATURES VIVANTES ETOU D'OBJETS ET LES IDENTIFIER AVEC POSSIBILITE DE LA DETERMINATION DE LA POSITION DE CES CREATURES OU OBJETS DANS UNE ZONE. LE SYSTEME FONCTIONNE AVEC AU MOINS UN POSTE D'INTERROGATION 22, 33 - 34 ET AUTANT DE TRANSPONDEURS 23, 23, ... 23 QU'IL Y A D'OBJETS A LOCALISER. ON MESURE AU POSTE D'INTERROGATION LE TEMPS ECOULE DEPUIS L'ENVOI D'UN SIGNAL D'ACTIVATION ET LA RECEPTION DU SIGNAL DE REPONSE QUI SERT A MESURER LA DISTANCE DE L'OBJET AUX DEUX POSTES. DE CETTE DETERMINATION, ON DETERMINE LA LOCALISATION DE L'OBJET. L'INTERET DU PROCEDE EST QUE L'ECOUTE DU TRANSPONDEUR N'EST QU'INTERMITTENTE (LE MILLIEME DU TEMPS) JUSQU'A RECEPTION D'UN SIGNAL D'INTERROGATION ET QU'ELLE NE DEVIENT CONTINUE QU'A RECEPTION DU SIGNAL D'ACTIVATION.

Description

Système de mesure et d'identification A Uz-x % A Ueu OL13 i t",e Ok

eot"u"a&r P ti C a ta de t S<en ou àodes Q e)r Qex teuag' La présente invention concerne un système de mesure et d'identification et notamment un procédé pour mesurer la distance à des créatures vivantes, par exemple des moutons, et/ou à des objets ou des articles, et pour les identifier, et un transpondeur utilisé en liaison avec la mesure de distance et l'identification et prévu pour communiquer avec au moins un poste d'interrogation, un signal d'interrogation limité dans le temps étant transmis d'au moins un poste d'interrogation à un transpondeur, ce signal d'interroga10 tion contenant un code de validation pour le transpondeur, celui-ci, après détection de la fréquence porteuse du signal d'interrogation et du code de validation,envoyant en retour un signal de réception d'une durée égale à une partie terminale du signal d'interrogation sur une deuxième fréquence porteuse, obtenue par multiplication de fréquence, multiple de la fréquence porteuse du signal d'interrogation

(première fréquence porteuse).

Le Brevet allemand N 2 919 753 décrit un poste d'interro20 gation stationnaire et un transpondeur Ce poste d'interrogation comporte un émetteur d'énergie, un récepteur et une unité d'évaluation Le transpondeur comporte un récepteur d'énergie et un convertisseur d'énergie, une mémoire de signesd'identification, un générateur de rythme et une unité 25 de liaison comportant un émetteur de signesd'identification et au moins une antenne Au poste d'interrogation se trouvent une mémoire de codes devalidation et un émetteur de codesde validation, et le transpondeur comporte un récepteur de codesde validation, une mémoire de codesde validation et 5 un comparateur de codesde validation, raccordés ensemble aux modulesrestantsdu transpondeur de telle manière qu'un signe d'identification stocké dans la mémoire de signes d'identification n'est émis par l'émetteur d'énergie du transpondeur que lorsque le code de validation émis par le poste d'inter10 rogation et celui stocké dans l'appareil répondeur coincident Au poste d'interrogation, l'émetteur d'énergie et l'émetteur de codesde validation peuvent constituer un seul et même émetteur De même, le récepteur d'énergie et le récepteur de codesde validation peuvent constituer un seul 15 et même récepteur En outre, l'émetteur d'énergie du poste

d'interrogation peut être équipé d'une antenne directionnelle.

Le Brevet US 4 015 259 décrit un transpondeur qui, lors de la détection de la fréquence porteuse d'un signal d'interro20 gation, émet en retour un signal de réception d'identification d'une durée égale à une partie terminale du signal d'interrogation sur une deuxième fréquence porteuse qui est un multiple entier de la fréquence porteuse du signal d'interrogation Ce brevet US décrit des diodes montées en série qui, lors de l'émission d'une énergie hyperfréquence d'une fréquence spécifique, créent en retour des harmoniques de cette fréquence En outre, le signal de retour est modulé avec un code d'identification Dans une réalisation particulière, le transpondeur procure un code d'interrogation pseudoaléatoire à N bits On propose une fréquence fondamentale de 3,1 G Hz, ce qui implique que la cible recherchée doit pouvoir être vue de l'émetteur, et que la plage est en conséquence pratiquement limitée par la largeur du lobe d'émission La plage correspond environ à 300 mètres, vue 35 d'un avion à une altitude d'environ 300 mètres, ce qui implique que le champ d'émission est approximativement de

675 x 42 mètres.

Le Brevet US 4 107 675 décrit un système de transpondeur et de répondeur, dans lequel le poste d'interrogation émet des signaux d'interrogation limités en durée sur une premiere fréquence porteuse, et les transpondeurs, lorsqu'ils sont 5 activés, émettent en retour un signal de réponse avec un code d'information sur une deuxième fréquence porteuse, le temps entre l'émission du signal d'interrogation et la réception du signal de réponse étant utilisé pour calculer la distance entre le poste d'interrogation et Ies transpondeurs. 10 Cependant, aucune impulsion d'interrogation codée n'est transmise Le Brevet concerne en particulier l'identification de petits bateaux, par exemple de yachts, ayant des problèmes ou se trouvant en détresse Dans le cas o plusieurs bateaux sont en détresse ou ont des problèmes, ou dans le cas o le transpondeur est accidentellement activé à bord, l'émission simultanée d'un signal de retour est possible, avec un risque très important de brouillage Le codage disponible dans le transpondeur à bord du bateau ne concerne que l'identification de l'état (situation de détresse), mais le 20 poste basé à terre est incapable d'identifier le bateau ou

le type de bateau.

Comme dans le cas du Brevet allemand 2 919 753, les Brevets allemands 2 736 217 et 2 508 201 décrivent également une 25 technique dans laquelle le but est de procurer, au moyen du poste d'interrogation, une alimentation en courant suffisante pour l'unité de liaison du transpondeur Ceci représente cependant une complication inutile du système, même s'il est indiqué une possibilité d'utiliser une batterie pour l'alimentation en énergie du transpondeur En utilisant une batterie en liaison avec le système antérieur, on rencontre l'inconvénient important que la batterie sera constamment chargée et, en conséquence, relativement rapidement déchargée Les systèmes d'appel personnel antérieurs, par exemple 35 ceux utilisés à l'intérieur des hôpitaux et dans l'industrie, sont du type dans lequel les récepteurs ou transpondeurs doivent être chargés à intervalles réguliers, habituellement

pendant la nuit ou en dehors des heures de travail En conséquence, un grand nombre d'appareils sera généralement normalement hors service.

Un inconvénient important des solutions antérieures est que les déterminations de distances sont impossibles et qu'en fait la détermination de position est très difficile, du fait que les possibilités de relèvement sont plutôt limitées, du fait que l'émetteur d'énergie de l'appareil d'interroga10 tion doit nécessairement présenter un large lobe d'émission

afin d'assurer qu'au moins un appareil répondeur répondra.

Ceci a à son tour tot à fait naturellement une influence sur les possibilités d'utilisation du système Si le lobe d'émission selon le système antérieur est relativement étroit, les créatures vivantes ou les objets à identifier doivent généralement se trouver dans le champ visuel Selon

le Brevet DE 2 919 753, l'invention qui y est décrite peut être utilisée dans un système de sécurité pour empêcher le vol Dans ce cas, l'appareil répondeur est disposé dans un 20 champ continu de rayonnement provenant de l'appareil d'interrogation.

Dans le Brevet US 4 107 675, uncertain nombre de transpondeurs peuvent émettre simultanément, ce qui crée des signaux 25 d'erreur et desbrouillages réciproques Ce système antérieur nécessite également une antenne tournante au poste d'interrogation et des signaux haute fréquence ayant un lobe d'émission très étroit afin de localiser le bateau en détresse, ce qui signifie que l'antenne et l'équipement 30 d'émission sont tous deux coûteux Du fait que le transpondeur est équipé d'un oscillateur local, le système risque des brouillages et des signaux d'erreur Pour limiter ce risque de brouillage et de signaux d'erreur, l'équipement de transpondeur sera nécessairement relativement coûteux. 35 En conséquence, la présente invention a pour objet d'éliminer les inconvénients liés à la technique antérieure, d'une

manière simple,tout en procurant un système ayant des possibilités améliorées d'utilisation.

L'élevage des moutons et du bétail, notamment dans les zones isolées, soulève un problème en ce que les animaux disparaissent des troupeaux, soit du fait d'accidents, par exemple en tombant d'une falaise, en étant empoisonnés, etc, en étant tués par d'autres animaux, soit que,pour toute autre raison, ils s'éloignent du troupeau Le problème est particulièrement 10 important dans le cas de l'élevage des moutons,mais également dans le cas du gros bétail qui se trouve dans des zones isolées pendant une grande partie de l'année En outre,l'invention peut être utilisée dans le cas, par exemple,

de bateaux en mer, à des fins de navigation ou de signaux 15 de détresse.

On doit toutefois souligner qu'en aucun cas l'invention n'est limitée à la localisation etàl 1 dentification de moutons, ni seulement dans le cas de bateaux,du fait que ces deux 20 utilisations ne sont données qu'à titre d'exemple afin de décrire d'une manière simple le fonctionnement du procédé

du transpondeur selon l'invention.

Selon l'invention, le signal de réception active le poste 25 d'interrogation pour émettre un signal d'activation limité dans le temps et de cette première fréquence porteuse et, à réception du signal d'activation, le transpondeur émet un signal de réponse ayant une fréquence égale à la deuxième fréquence porteuse, lequel signal de réponse a une durée égale à celle du signal d'activation, ce signal de réponse

étant capable de contenir un code d'information ou d'état, et le temps entre l'émission du signal d'activation et la réception du signal de réponse est mesuré et utilisé pour calculer la distance entre le poste d'interrogation et le 35 transpondeur.

Selon un deuxième aspect de l'invention, un transpondeur pour mesurer la distance à des créatures vivantes, par exemple des moutons et/ou à des objets et pour les identifier, ce transpondeur étant prévu pour communiquer avec au moins un poste d'interrogation, se caractérise en ce qu'il comporte une unité d'antenne de réception et d'émission, des premiers moyens d'amplification de signaux pouvant être commandés et raccordés à cette unité d'antenne, une porte de signaux pouvant être commandée et raccordée à la sortie des premiers moyens d'amplification de signaux et ayant un raccordement à deux directions avec une unité de détection et de commande, par exemple un microprocesseur, et étant en outre raccordée à un multiplicateur de fréquences multipliant la fréquence porteuse du poste d'interrogation pour arriver à un multiple de cette fréquence, et des deuxièmes moyens d'amplification pouvant être commandés et rac15 cordés à la sortie du multiplicateur de fréquences pour amplifier le signal de sortie du transpondeur, la sortie des deuxièmes

moyens d'amplification étant raccordée à l'unité d'antenne.

D'autres caractéristiques apparaîtront dans la description 20 détaillée ci-après et dans les revendications jointes.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement,

de plusieurs réalisations préférées, en liaison avec le 25 dessin joint sur lequel: la figure 1 montre à titre d'exemple un poste d'interrogation pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention; la figure 2 en montre une variante; la figure 3 montre une première réalisation d'un transpondeur pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention; la figure 4 en montre une légère variante; 35 la figure 5 montre sous forme schématique le type des signaux quittant le poste d'interrogation (figure 5 a) et le transpondeur (figure 5 b), respectivement; la figure 6 montre un exemple d'utilisation de l'invention dans le cas de la recherche de moutons; et

la figure 7 montre un autre exemple d'utilisation de l'invention dans le cas de petits bateaux.

La présente invention est basée sur le concept fondamental que, à l'intérieur d'un système, tous les transpondeurs incorporés dans le système peuvent fonctionner sur la même fréquence, du fait que seul un transpondeur répond à un moment donné à un appel codé ou chiffré provenant d'un poste 15 d'interrogation Ceci signifie en pratique que l'affectation de fréquences à un système de ce type est notablement simplifiée en même temps que la "pollution" du spectre de fréquences de par le monde est faible En même temps, on évite les problèmes de brouillage dans une large mesure. 20 Dans la technique antérieure, la consommation d'énergie était devenue un problème important, même avec les équipements électroniques modernes Ceci est:;d au fait que les transpondeurs sont réalisés de façon à écouter en continu les signaux 25 provenant d'un poste d'appel ou d'interrogation La présente invention est ainsi basée sur le fait que les transpondeurs n'effectuent qu'une écoute intermittente et n'envoient en retour une réponse au poste d'interrogation que sur appel sélectif ou individuel Ceci permet d'utiliser des batteries 30 plutôt petites, ce qui, à son tour, réduit au minimum à la fois le poids et le volume des transpondeurs Dans certaines

réalisations de transpondeurs, on peut avantageusement utiliser, pour l'alimentation en courant, des cellules solaires.

A titre d'exemple non limitatif, l'invention propose que le transpondeur ait un rapport d'état actif à état inactif de 1/1000, c'est-à-dire que le transpondeur n'écoute qu'une milliseconde par seconde Une caractéristique importante de l'invention est ainsi qu'il est complètement inutile d'écouter de façon continue Lors de la détection d'une fréquence correcte du poste d'interrogation, il y a écoute continue, sur une période d'environ 100 millisecondes, du signal d'interrogation émis du poste d'interrogation afin de trouver un code de validation qui provoque l'activation de la partie émetteur du transpondeur Un code long procure une sécurité maximale et peut, par exemple, contenir 32 bits Ceci est d'une importance particulière lorsque le système est utilisé

pour appeler tour à tour un grand nombre de transpondeurs.

Une autre caractéristique de sécurité du présent système repose sur le fait que le transpondeur ne répond qu'à un 15 appel codé ou chiffré prévu pour ce transpondeur.

Le temps de réponse A ts détecté au poste d'interrogation est une fonction directe du double de la plus courte distance entre le poste d'interrogation et le transpondeur répondant, 20 c'est-à-dire environ 0,6 ns/mètre ou 600 ns/kilomètre Pour des applications pratiques, lorsqu'il y a une distance réciproque d'environ 5 kilomètres, la réponse à l'extrémité transpondeur s'effectuera après environ 1,5 microseconde et le temps de réponse détecté au poste d'interrogation sera ainsi d'environ 3,0 microseconde, ce qui indique une distance de 10/2 = 5 kilomètres Dans le temps de réponse A ts, il y a également un temps constant A ttransp représentant le retard intrinsèque du répondeur avant sa réaction Du fait

du filtrage au poste d'interrogation, ce retard peut 30 être sensiblement plus grand, de l'ordre des microsecondes.

La précision de la mesure dépend du rapport signal/bruit et de la précision dela mesure de ce retard Avec la microélectronique moderne, on peut obtenir des circuits qui fonctionnent sans difficulté dans la gamme des nanosecondes, ce 35 qui rend la précision de la mesure, au moins théoriquement,

de l'ordre de 1 à 3 mètres.

Une autre caractéristique importante du présent système est que le transpondeur émet ses signaux de réponse avec une fréquence porteuse multiple de la fréquence du poste d'interrogation, ce multiple N étant tout nombre supérieur à zéro De cette manière, le transpondeur évite toute utilisation d'un oscillateur, ce qui rend le système automatiquement sûr et empêche le transpondeur d'émettre des signaux de façon non prévue En outre, on obtient de cette manière une notable stabilité de fréquence,du fait que la fréquence 10 porteuse du transpondeur sera toujours un multiple prédéterminé de la fréquence porteuse du poste d'interrogation Du fait que le système doit être utilisé avec un nombre relativement important de transpondeurs, tandis que le nombre de postes d'interrogation sera normalement beaucoup plus faible, 15 habituellement un ou deux, il e St évident qu'il est plus économique de prévoir l'équipement pour la stabilité de

fréquence au poste d'interrogation lui-même.

Un autre avantage en fixant la fréquence du transpondeur à 20 un multiple de la fréquence de l'émetteur du poste d'interrogation est que l'on peut utiliser le même type d'antenne,

éventuellement avec de légères modifications.

La figure 1 montre, à titre d'exemple, un poste d'interro25 gation utilisé avec le présent système Il est toutefois bien entendu que de nombreuses adaptations individuelles de ce poste d'interrogation sont possibles sans s'écarter du concept et de la portée de l'invention La figure 2 est une légère variante du poste d'interrogation selon la figure 1. 30 Sur la figure 1, le poste d'interrogation comporte une

antenne combinée d'émission et de réception 1 et un diplexeur 2 pour isoler la partie émetteur et la partie récepteur.

Le poste d'interrogation est équipé d'un émetteur 3, d'un 35 codeur 6, d'un récepteur 4 et d'une visualisation 7 La visualisation 7 peut avoir toute configuration appropriée, mais, dans une réalisation préférée, indique par exemple que le transpondeur est interrogé, si le transpondeur répond et la distance entre le poste d'interrogation et le transpondeur sur la base du temps de réponse mesuré En outre, cette

visualisation peut indiquer un code d'état du transpondeur.

L'émetteur, le codeur, le récepteur et la visualisation sont, de préférence, commandés par une unité de commande centrale contenant une horloge Une fréquence porteuse appropriée pour la partie émetteur du système d'interrogation peut se 10 trouver dans la bande UHF Cependant, la largeur de bande doit être faible, par exemple 15 k Hz, cequi implique que l'émetteur ne doit pas avoir une déviation de fréquence supérieure à 15 x 10 -6 Ceci ne soulève aucun problème important, du fait que l'alimentation de courant, l'équipe15 ment technique et le poids et le volume des postes d'interrogation peuvent être beaucoup plus complexes et importants que ce qui est possible techniquement, pratiquement et économiquement dans le cas des transpondeurs On comprendra aisément que le récepteur 4 et la visualisation 7 peuvent comporter des moyens de décodage pour décoder l'information

reçue du transpondeur sous forme affichable.

Sur la figure 2, qui représente une variante de la figure 1, la partie émetteur du poste d'interrogation comporte une unité de chiffrage 27 et une unité de déchiffrage 29 procurant à la visualisation 7 une entrée visible Afin d'avoir un système moins vulnérable au brouillage, le poste d'interrogation peut être équipé d'une modulation à spectre étalé et, dans ce but, il est prévu un modulateur à spectre étalé 30 28 En outre, undémodulateur à spectre étalé 29 est prévu à l'extrémité réception du poste d'interrogation Le chiffrage par l'unité 27 et la fréquence d'émission du poste peuvent être sélectivement commandés par des codes de commande provenant de l'unité de commande 5. 35 La figure 3 représente une première réalisation du transpondeur destiné à être utilisé en liaison avec le présent système Les transpondeurs comportent une unité d'antenne 8, qui peut être constituée par une antenne combinée ou par deux ou plusieurs antennes accordées sur la fréquence f O et sur la fréquence de réponse nf O du transpondeur, N étant tout nombre arbitraire supérieur à zéro L'unité d'antenne est suivie par une première unité d'amplification accordée 9, qui peut être amenée au repos ou à l'état actif au moyen d'un microprocesseur 11 Cette première unité d'amplification 9 peut éventuellement comporter plusieurs amplificateurs 10 individuels qui sont reliés entre eux, par exemple en cascade.Le premier amplificateur 9 est suivi par une porte de signaux 10, qui peut être commandée par le microprocesseur 11 et qui communique avec ce microprocesseur 11 comme il sera expliqué ci-après La porte de signaux est suivie par 15 un multiplicateur de fréquences 12 qui peut,si on le désire, contenir plusieurs étages de multiplication de fréquences pour multiplier la fréquence et l'amener à un multiple de la fréquence porteuse f O du poste d'interrogation A la sortie

du multiplicateur de fréquences 12 apparaît ainsi un signal 20 ayant la fréquence porteuse nf 0, N étant supérieur à zéro.

Le signal de sortie du multiplicateur 12 est amené à un deuxième amplificateur accordé 13 commandé par le microprocesseur 11 Comme le premier amplificateur 9, le deuxième amplificateur 13 peut être constitué par plusieurs étages mutuel25 lement reliés entre eux, par exemple en cascade Comme on le voit sur la figure 3, l'amplificateur 13 est suivi par l'unité d'antenne 8, l'amplificateur 13 constituant ainsi

l'étage d'émission final du transpondeur.

L'unité d'antenne 8 peut être constituée par une unité combinée de réception et d'émission,ou par des antennes séparées pour la fréquence d'émission f O et la fréquence de

réponse nf 0.

Le microprocesseur 11 contient une horloge amenant par intermittence l'amplificateur 9 à l'état actif, par exemple avec un rapport d'état actif à l'état inactif égal à 1/1000 pendant le mode d'écoute du transpondeur; il comporte en outre un détecteur qui, lors de la détection du signal d'onde porteuse 14 de fréquence f O provenant du poste d'interrogation (voir figure 5 a), amène le premier amplifica5 teur 9 à l'état actif et l'y maintient de façon continue pour détecter un code de validation correct possible 15 du transpondeur, ce code étant amené par la porte de signaux au détecteur 11 dans le microprocesseur Lors de la détection d'un tel code de validation, l'extrémité 16 du signal d'interrogation reçu de fréquence f O est amenée par la porte de signaux 10 et le multiplicateur de fréquences 12 au deuxième amplificateur 13, qui est maintenant rendu actif par le microprocesseur 11, jusqu'à l'unité d'antenne 8 sous forme d'un signal de réception 17 de la part du trans15 pondeur Le poste d'interrogation obtient maintenant une indication que le transpondeur répond et émet un signal d'activation 18 sous la forme d'une onde continue et d'une durée limitée (voir figure 5 a) A la réception de ce signal, le transpondeur l'amène par l'amplificateur 9 et la porte de 20 signaux 10 au microprocesseur 11 et lb renvoie à la porte de signaux 10, puis au multiplicateur de fréquences 12, à l'amplificateur 13 jusqu'à l'antenne 8, une partie du signal reçu étant modulée avec un code d'information 20 qui est caractéristique du transpondeur en question Ainsi, le trans25 pondeur émet un signal de réponse composite 19, 20, 21, ce signal de réponse ayant une durée égale au signal d'activation 18 provenant du poste d'interrogation Ce signal, transmis par le transpondeur et ayant une fréquence porteuse nf 0, est constitué, dans une réalisation préférée, par une 30 première partie 19 du type onde continue, suivie par une partie modulée en code 20,éventuellement suivie par une partie finale 21 du type onde continue Cependant, cette dernière partie peut être incorporée dans la partie 20 dans le cas o le code d'information doit être étendu. 35 Le temps s'écoulant de la transmission du signal d'activation provenant du poste d'interrogation jusqu'à la présence du signal de réponse 19 21 provenant du transpondeur et envoyé au poste d'interrogation a été indiqué sous la forme A ts Ce temps de réponse est fonction du double de la distance entre le poste d'interrogation et le transpondeur, plus le temps de réaction intrinsèque du transpondeur et du poste d'interrogation De cette manière, on obtient une mesure précise de la distance entre le poste d'interrogation et le transpondeur, laquelle distance est indiquée sur

la visualisation 7.

Le code d'information 20 dans le signal de réponse du transpondeur peut être procuré par un ou plusieurs générateurs d'informations extérieurs 25, raccordés au microprocesseur 11 si on le désire Dans le cas o on recherche des moutons, 15 ce générateur d'informations 25 peut être par exemple un indicateur de mouvement afin d'indiquer si le mouton se déplace ou non ou, par exemple, par un dispositif capable de mesurer Le pouls de l'animal Il est facile à comprendre

que ce générateur d'informations peut avoir toute configu20 ration appropriée pour la tâche à résoudre Si le générateur d'informations 25,en dépit de plusieurs interrogations, n'indique aucun mouvement, ce peut être une cause de recherche du mouton afin de voir s'il est encore vivant ou non.

Dans une autre réalisation, on peut visualiser le microprocesseur commandant un dispositif fonctionnel extérieur 26 capable d'effectuer certaines fonctions particulières, par exemple à la suite du signal d'activation 18 provenant du poste d'interrogation ou à la suite d'un signal d'activation 30 codé particulier A cet égard, on peut se reporter à la figure 2 indiquant le dispositif de chiffrage 27, qui, dans ces circonstances, peut être utilisé pour augmenter le facteur de sécurité globale de système A cet égard, on se reporte également à la figure 4, o les blocs fonctionnels 31, 32 indiquent respectivement des dispositifs de chiffrage et de déchiffrage En outre, afin de pouvoir analyser des signaux du type spectre étalé, les moyens 32 doivent être prévus entre la porte de signaux 10 et le microprocesseur 11 pour permettre l'analyse des signaux reçus du poste d'interrogation. L'utilisation du présent système va maintenant être décrite en se reportant à la figure 6 Sur cette figure 6, on voit

un troupeau de moutons présent dans la zone à explorer.

Dans le présent exemple, il est possible, soit d'avoir un poste d'interrogation portable,repéré en 22, qui est porté 10 d'un emplacement 22 A à un deuxième emplacement 22 B Il est toutefois possible d'avoir des postes d'interrogation fixes

33 et 34 respectivement sur la figure 6, disposés aux emplacements correspondants 22 A, 22 B Toutefois, afin de simplifier l'explication de l'utilisation, la description suivante 15 se référera à l'utilisation d'un poste d'interrogation portable 22 Au poste d'interrogation 22 au premier emplacement

22 A sont émis des signaux d'interrogation, tout d'abord à destination du transpondeur 231 et est reçu un signal de réception SA 1 en retour Idu transpondeur Ensuite, le signal 20 d'activation est envoyé du poste d'interrogation 22 A et un signal de réponse SA 1 est renvoyé au poste d'interrogation depuis le transpondeur après un temps spécifique correspondant à la distance entre le poste d'interrogation en 22 A et le transpondeur 231 Dans les cas o les conditions topo25 graphiques sont telles qu'il y a, par exemple, une montagne 24 ou l'analogue, il peut arriver que les signaux émis par le transpondeur se réfléchissent également sur la montagne 24 et arrivent au poste d'interrogation comme signaux réfléchis S Ai-Refl Cependant, ces signaux arrivent dans le temps après le signal SA 1 et le poste d'interrogation 22 A ignore en conséquence le signal SA Ref Ceci est d au fait que c'est toujours le signal qui arrive le premier au poste d'interrogation qui est celui indiquant la plus courte distance au transpondeur Après que la mesure a été effec35 tuée et que la première distance au transpondeur est ainsi déterminée, le poste d'interrogation 22 qui, dans l'exemple décrit,est portable, est amené à un nouvel emplacement 22 B. Comme dans le cas de l'emplacement 22 A, il y aura échange de signaux avec le transpondeur 231, après quoi on connaît une deuxième distance au transpondeur Du fait que les deux emplacements 22 A et 22 B sont connus dans la zone de recherche, ils peuvent être indiqués sur une carte et on peut tracer deux cerclesayant respectivement un rayon égal aux distances mesurées respectives, ce qui permet d'établir une position précise du transpondeur 231 et de ce fait du mouton correspondant Si les antennes du poste d'interrogation 22 10 sont directionnelles, par exemple si elles ont un diagramme de rayonnement inférieur à 180 , il suffira d'effectuer deux telles mesures pour chaque transpondeur pour établir la position de tous les moutons du troupeau à identifier et à repérer La mesure concernant le mouton portant le trans15 pondeur 232 est exécutée de la même manière que décrite en liaison avec le transpondeur 231, du fait que les signaux entre le transpondeur et le poste d'interrogation sont repérés en général par SA 2 et SB 2 On comprendra aisément que les mesures concernant les transpondeurs 233, 234, 235, 236 23 m peuvent être réalisées d'une manière similaire On comprendra également aisément que, si la position dans la zone des transpondeurs 231 et 232 est fixée, la position du poste d'interrogation, soit à l'emplacement 22 A, soit à l'emplacement 22 B, peut être déterminée d'une manière simple par 25 détermination par points croisés On doit également souligner qu'il est possible d'avoir deux postes d'interrogation fixes 33, 34 au lieu d'un poste portable 22 porté de l'emplacement 22 A (le même que 33) à l'emplacement 22 B (le même

que 34).

La figure 7 montre à titre d'exemple l'utilisation de la présente invention dans le cas de navigation, le principe de fonctionnement du transducteur étant exactement celui décrit précédemment Toutefois, contrairement à l'exemple 35 de la figure 6, les transducteurs sont fixes et le poste d'interrogation est, soit pratiquement fixe à l'instant de la mesure, soit mobile entre des emplacements Dans l'exemple représenté, un bateau 40, par exemple un yacht,

est équipé d'un poste d'interrogation 39 Le bateau 40 est dans la-mer 35, par exemple à quelques miles de la côte 36.

Dans les eaux à traverser par le bateau 40, il peut y avoir des obstacles 37, par exemple un récif sur lequel a été disposé un transpondeur 386 En outre, le long de la côte 36 ont été disposés à intervalles réguliers des transducteurs 381, 382, 383, 384, 385, 38 m On connaît l'emplacement exact de ces transducteurs à partir d'une carte marine. 10 Des signaux d'interrogation et de validation sont émis du poste d'interrogation 39 à bord du bateau 40, comme il a été décrit en liaison avec la figure 5 Un échange de signaux semblable à celui décrit en liaison avec la figure 6 s'effec15 tue ensuite, dans le présent exemple, entre le poste d'interrogation 39 et le transpondeur 382, ainsi qu'entre le poste 39 et le transpondeur 383 Sur la base des distances mesurées entre le poste 39 et les transducteurs respectifs, on peut tracer sur la carte marine deux courbes 41, 42 res20 pectivement et l'intersection de ces deux courbes identifie positivement l'emplacement exact du bateau Ainsi, la présente invention procure également un système de navigation utile de fonctionnement simple et fiable En particulier, l'utilisation de l'invention, comme il a été décrit à titre 25 d'exemple en liaison avec la figure 7, peut être utile pour des yachts, une flotte de pêche, et notamment dans les

zones exigeant un système de navigation locale et également dans les zones ayant traditionnellement beaucoup de brouillard De cette manière, on peut éviter des aides à la navi30 gation plus coûteuses.

On comprendra également aisément que l'installation d'un transpondeur à bord du bateau 40 et de postes d'interrogation le long de la côte facilite l'identification et le

positionnement des bateaux circulant le long de cette côte.

Le présent système présente des avantages importants par rapport aux systèmes de relèvement antérieurs, ces systèmes antérieurs étant basés sur une antenne directionnelle dirigée vers l'emplacement ayant l'intensité de réponse la plus élevée Ensuite, l'appareil d'écoute est déplacé à un nouvel emplacement o un autre relèvement est pris en direction de l'emplacement qui à nouveau a l'intensité de réponse la plus élevée Cependant, dans ce cas, des réflexions peuvent provoquer des erreurs importantes et souvent fatales dans la mesure, en même temps qu'il peut être assez difficile de déterminer de façon précise la direction du signal de réponse d'intensité maximale Selon le présent système, on mesure la distance à la source de signaux (le transpondeur) depuis au moins deux emplacements, et il en résulte qu'on peut effectuer une détermination de coordonnées complètement pré15 cise, par exemple comme il est décrit en liaison avec les

figures 6 et 7.

Le présent transpondeur peut avoir toute forme appropriée, par exemple la forme de circuits intégrés et la dimension et 20 le coût de production peut ainsi être réduit au minimum Il est important de noter qu'il n'y a pas de référence de fréquence au transpondeur, par exemple un oscillateur local, à l'exception de tout filtre passe-bande nécessaire, ce qui, à nouveau, contribue à réduire le coût global du transpondeur. 25 Le fait que le transpondeur ne possède pas d'oscillateur local empêche complètement que le transpondeur puisse émettre de façon automatique et non intentionnellement, ce qui est souvent le cas avec les radio balises de secours bien connues En outre, c'est un fait que, avec ces radio30 balises de secours antérieures, il n'est pas possible de déterminer directementla distance à ces balises, comme c'est le cas avec la présente invention Le relèvement sur les balises de secours est basé sur des mesures d'amplitude de crête de signaux,avec les imprécisions inhérentes. 35 Si le poste d'interrogation utilise une antenne directionnelle ou sensible aux phases particulière, par exemple avec un angle d'ouverture de 90 , il suffira dans certains cas, par exemple dans le cas o l'on recherche si le troupeau de moutons est dans une zone limitée donnée, d'effectuer une seule mesure de distance De cette manière, il est possible de déterminer si tous les moutons, ou seulement certains d'entre eux, se trouvent à l'intérieur d'un segment circulaire prédétermine. On doit souligner que le facteur de multiplication de fré10 quence du transpondeur n'est pas nécessairement un nombre entier, mais peut aussi bien être une fraction Bien que l'invention ait été décrite seulement en liaison avec un ou deux postes d'interrogation, il est évident qu'on peut utiliser une multiplicité de postes d'interrogation sans s'écar15 ter de la portée du concept de l'invention Dans la présente invention, on doit noter que les évaluations de relèvement plutôt subjectives comme il est connu dans le cas de la détermination de l'amplitude de crête des signaux, est complètement éliminée, du fait que l'opérateur au poste d'interrogation peut lire directement sur une visualisation

la distance au transpondeur.

Le signal de réponse 19 21 peut également contenir l'état du courant du transpondeur et de son équipement associé, par 25 exemple l'étatde l'équipement extérieur 25 indiqué sur la figure 3 En outre, le signal de réception 17 (voir figure b) peut contenir un code d'état Afin de réduire le risque de brouillage et d'une facile déduction des codes échangés, on peut prévoir des moyens de chiffrage, à la fois au poste 30 d'interrogation et au transpondeur, avec des moyens de déchiffrage correspondants En outre, une modulation à spectre étalé est possible si nécessaire, les moyens de chiffrage ainsi que la modulation à spectre étalé pouvant

être commandés par un cade d'instruction provenant du poste 35 d'interrogation ou des transpondeurs.

Une autre caractéristique importante de la présente inven-

tion est qu'elle permet de n'avoir aucune émission ou échange de signaux avant que le contact avec le transducteur spécifique ne soit nécessaire Il y a ainsi silence absolu avant toute action En outre, seul le transducteur appelé répondra. Bien que la présente invention ait été décrite principalement pour être utilisée avec l'air comme milieu de transmission, il est aisément compréhensible à un homme de l'art que 10 la présente invention peut également s'appliquer pour des

usages marins, en utilisant l'eau comme milieu de transmission et en fonctionnant avec des ondes ultrasoniques.

Claims (19)

Revendications.

1 Procédé pour mesurer la distance à des créatures vivantes, par exemple des moutons et/ou à des objets et pour les iden5 tifier, dans lequel un signal d'interrogation limité dans le temps est envoyé d'au moins un poste d'interrogation à un transpondeur, ce signal d'interrogation contenant un code de validation pour le transpondeur, ce transpondeur, lorsqu'il détecte la fréquence porteuse du signal d'interrogation et 10 le code de validation, envoyant un signal de réception d'une durée égale à une partie terminale du signal d'interrogation, sur une deuxième fréquence porteuse rendue multiple de la fréquence porteuse du signal d'interrogation (première fréquence porteuse) au moyen d'une multiplication de fréquence, 15 caractérisé en ce que le signal de réception ( 17) active le poste d'interrogation ( 1 7;

1 5, 7, 27 29) pour émettre un signal d'activation limité dans le temps ( 18) d'une première fréquence porteuse, en ce que le transpondeur ( 8 13), lors de la réception du signal d'activation 20 ( 18) envoie un signal de réponse ( 19 21) ayant une fréquence égale à la deuxième fréquence porteuse, lequel signal de réponse a une durée égale à celle du signal d'activation, ce signal de réponse pouvant contenir un code d'information et d'état ( 20), et en ce que le temps entre la transmission 25 du signal d'activation ( 18) et la réception du signal de réponse ( 19 21) est mesuré et utilisé pour calculer la

distance entre le poste d'interrogation et le transpondeur.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 30 le signal de réception ( 17) et le signal d'activation ( 18)

sont du type à onde continue.

3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de réception ( 17) contient une information d'état 35 et en ce que le signal d'activation ( 18) est du type onde continue. 4 Procédé selon la revendication 1 et 2, ou 1 et 3, caractérisé en ce que le signal d'interrogation ( 14 16) et le signal de réponse ( 19 21), durant une partie de leurs durées respectives ( 14 16; 19 21), sont du type onde continue, le code de validation ( 15) et le code d'information et d'état ( 20) apparaissant par l'intermédiaire de la

modulation d'impulsion des fréquences porteuses respectives.

Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le signal d'interrogation ( 14 16) de la première fréquence porteuse est une onde continue ( 14 16) avec un code de

validation ( 15) introduit dans l'onde continue.

6 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que 15 le signal de réponse ( 19 22) de la deuxième fréquence porteuse (nf 0) comporte une onde continue ( 19) suivie par le code d'information et d'état ( 20), la partie terminale de ce signal de réponse, soit contenant un code d'information et d'état prolongé, soit étant une onde continue ( 21) o 20

7 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le transpondeur ( 8 13) avant

la réception du signal d'interrogation ( 14 16) écoute de

façon intermittente, par exemple avec un rapport d'état 25 actif à état inactif de 1/1000.

8 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le transpondeur ( 8 13), lors

de la réception d'une fréquence correcte de signal d'inter30 rogation, écoute de façon continue sur un intervalle de temps fonction de la durée du signal d'interrogation afin de détecter un code de validation correct éventuel ( 15) dans le

signal d'interrogation.

9 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le transpondeur utilise des parties ou la totalité du signal transmis depuis le poste

d'interrogation afin d'émettre le signal de sortie ( 17; 19 21), la fréquence de l'onde porteuse de ce signal étant

créée par multiplication de fréquence de la fréquence porteuse du poste d'interrogation.

Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la position des créatures vivantes

et/ou des objets doit être déterminée, caractérisé en ce que le poste d'interrogation ( 1 7) effectue l'identification 10 et la mesure de distance de façon répétitive depuis différentes positions par rapport au transpondeur, et en ce que

la position du transpondeur est déterminée par la détermination du point d'intersection des distances mesurées.

11 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fréquences porteuses

sont modulées en spectre étalé.

12 Procédé selon l'une quelconque des revendications pré20 cédentes, caractérisé en ce que les signaux codés sont du

type chiffré.

13 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le milieu de transmission est 25 l'air et que les fréquences de fonctionnement se trouvent à

l'intérieur de la bande des fréquences UHF.

14 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à

, caractérisé en ce que le milieu de transmission est l'eau 30 et que le fonctionnement est basé sur la propagation des

ondes ultrasoniques.

Transpondeur pour mesurer la distance à des créatures vivantes, par exemple des moutons et/ou à des objets et pour 35 les identifier, et prévu pour communiquer avec au moins un poste d'interrogation ( 1 7), caractérisé en ce que le transpondeur comporte: a) une unité d'antenne d'émission et de transmission ( 8), b) des premiers moyens d'amplification de signaux ( 9) pouvant être commandés, raccordés à cette unité d'antenne ( 8), c) une porte de signaux ( 10) pouvant être commandée, raccordée à la sortie des premiers moyens d'amplification de signaux ( 9), et présentant un raccordement à deux directions avec une unité de détection et de commande ( 11), par exemple 10 un microprocesseur,et étant en outre raccordée à un multiplicateur de fréquences( 13),celui-ci multipliant la fréquence porteuse du poste d'interrogation pour arriver à un multiple de cette fréquence, d) des deuxièmes moyens d'amplification ( 13) pouvant être commandés, raccordés à la sortie du multiplicateur de fréquencespour amplifier le signal de sortie du transpondeur, la sortie des deuxièmes moyens d'amplification ( 13) pouvant être commandés étant raccordée à l'unité d'antenne ( 8). 20 16 Transpondeur selon la revendication 15, caractérisé en ce que les moyens d'amplification ( 9, 13) sont commandés par

l'unité de détection et de commande ( 11).

17 Transpondeur selon la revendication 15 ou la revendication 16, caractérisé en ce que l'unité de détection et de commande ( 11) contient une horloge rendant par intermittence actifs les premiers moyens d'amplification ( 9), par exemple avec un rapport d'état actif à état inactif de 1/1000, lors 30 du mode d'écoute du transpondeur, et contient un détecteur qui, lors de la détection de l'onde porteuse du poste d'interrogation ( 14) d'une première fréquence porteuse (f), rend actifs de façon continue lespremiers moyens d'amplification ( 9) pour détecter un code de validation correct possible 35 ( 15), la partie terminale ( 16) du signal d'interrogation

reçu ( 14 16), lors de la détection de ce code de validation,étant amenéepar la porte de signaux ( 10), le multiplica-

teur de fréquences ( 12) et les deuxièmes moyens d'amplification ( 13) à l'unité d'antenne.

18 Transpondeur selon la revendication 17, caractérisé en 5 ce que l'unité de détection et de commande ( 11), lors de la réception d'un signal d'activation ( 18) dans le transpondeur, commande ce signal par l'intermédiaire de la porte de signaux et ensuite par le multiplicateur de fréquences( 12) pour l'envoyer de là par l'intermédiaire des deuxièmes mo10 yens d'amplification ( 13) à l'unité d'antenne ( 8) sous forme d'un signal de réponse de la deuxième fréquence porteuse

(nf 0).

19 Transpondeur selonl I 1 lune quelconque des revendications 15 15 â 18, caractérisé en ce que l'unité de détection et de

commande ( 11) est équipée d'au moins un générateur d'informations raccordable extérieur ( 25).

Transpondeur selon l'une quelconque des revendications 20 15 à 19, caractérisé en ce que l'unité de détection et de

commande (i 11) est raccordée à un dispositif fonctionnel extérieur ( 26) qui peut être activé par cette unité de

commande ( 11).

21 Transpondeur selon l'une quelconque des revendications

'à 20, caractérisé en ce que la partie détecteur de l'unité de détection et de commande ( 11) contient une mémoire

pour le code de validation ( 15) caractéristique du transpondeur.

22 -Transpondeur selon la revendication 20, caractérisé en ce que le dispositif fonctionnel ( 26) peut être activé par

un signal d'activation codé ( 18) provenant du poste d'interrogation.

23 Transpondeur selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que l'unité d'antenne com-

porte une antenne combinée de réception et d'émission ou au moins une antenne accordée sur la fréquence de réception

et au moins une antenne accordée sur la fréquence de réponse du transpondeur.

24 Transpondeur selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que la première et la deuxième fréquence porteuse se trouvent à l'intérieur de la

bande UHF.

Transpondeur selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que le transpondeur peut

fonctionner en modulation à spectre étalé.

26 Transpondeur selon l'une quelconque des revendications

à 23, caractérisé en ce que l'unité de réception et

d'antenne ( 8) est un transducteur ultrasonique.