Dispositif et procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant

Description

[0001] La présente invention concerne les dispositifs et les procédés de transmission d'informations, en général, et porte, plus particulièrement, sur un dispositif et un procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant.

[0002] Le système IAGO, pour informatisation et automatisation par guide d'ondes rayonnant, de la demanderesse est par exemple décrit dans le document "THE USE OR RADIATING WAVEGUIDES IN GUIDED TRANSPORTATION SYSTEMS" de Marc HEDDEBAUT et Marion BERBINEAU numéro spécial N°8, édité par l'Institut National de Recherche sur les Transports et leur Sécurité.

[0003] Ce système est susceptible de localiser des mobiles circulant le long du guide d'ondes rayonnant.

[0004] Cette localisation est basée sur l'utilisation de fentes spécifiques de localisation.

[0005] Ces fentes de localisation sont complémentaires aux fentes régulièrement disposées continûment le long du guide d'ondes rayonnant et sont perpendiculaires à ces fentes régulières.

[0006] Les fentes régulières permettent la transmission à grand débit d'informations ainsi que la mesure de la vitesse des mobiles.

[0007] L'information relative à la localisation des mobiles n'est cependant accessible qu'au vol, c'est à dire lorsque le mobile se déplace le long du guide d'ondes rayonnant.

[0008] Dans certaines applications, le mobile est en zone de garage atelier ou en zone de stationnement ou en entrée de station. Pour de telles applications, il est nécessaire de disposer d'un dispositif de transmission d'informations pouvant être lu lorsque le mobile est arrêté voire stationné au-dessus de ce dispositif de transmission d'informations.

[0009] Pour des applications dans lesquelles le mobile se déplace le long du guide d'ondes rayonnant, il est nécessaire de disposer d'un dispositif de transmission d'informations à haut débit.

[0010] Le document EP 529 581 divulgue un système de localisation par ondes électromagnétique hyperfréquence utilisant un guide d'onde permettant de connaître la position d'un mobile par injection dans le guide d'ondes d'une ou plusieurs fréquences comportant chacune un message de localisation particulier et en prélevant par filtrage au niveau de chaque balise le seul message destiné à la balise concernée. Un tel système présente l'avantage de permettre la localisation un mobile que celui-ci soit arrêté ou non sur une balise, mais présente toutefois l'inconvénient de ne pas permettre la transmission d'informations générées localement.

[0011] Un but de l'invention est donc un dispositif de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant.

[0012] Un autre but de l'invention est un procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant.

[0013] Conformément à l'invention, le dispositif de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant, guide d'ondes le long duquel se déplace un mobile, est caractérisé en ce qu'il comporte :

• des moyens pour injecter une onde porteuse non modulée dans ledit guide d'ondes rayonnant,
• des moyens de prélèvement ponctuel, le long dudit guides d'ondes rayonnant, d'une partie de l'énergie de ladite onde porteuse non modulée,
• des moyens de modulation pour appliquer à ladite onde porteuse non modulée un signal de modulation local représentant l'information destinée audit mobile, et
• des moyens pour rayonner, à destination dudit mobile, ladite onde porteuse modulée.

[0014] Le dispositif de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant de l'invention satisfait également à l'une quelconque des caractéristiques selon les sous-revendications jointes.

[0015] Conformément à l'invention, le procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant, guides d'ondes le long duquel se déplace un mobile, se caractérise en ce qu'il comporte les étapes principales consistant à :

• injecter une onde porteuse non modulée dans ledit guide d'ondes rayonnant,
• prélever ponctuellement, le long dudit guide d'ondes rayonnant, une partie de l'énergie de ladite onde porteuse non modulée,
• appliquer à ladite onde porteuse non modulée un signal de modulation local représentant l'information destinée audit mobile, et
• rayonner, à destination dudit mobile, ladite onde porteuse modulée.

[0016] Le procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant de l'invention satisfait également à l'une quelconque des caractéristiques selon les sous-revendications jointes.

[0017] Le dispositif de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant de l'invention peut être à titre d'exemple entièrement réalisé à l'aide d'une section droite de guide d'ondes rayonnant de courte longueur, dimension voisine de la longueur d'onde dans l'air des signaux propagés dans le guide d'ondes rayonnant.

[0018] Une telle technologie a été employée pour la réalisation de la maquette élaborée originellement dans les laboratoires de l'Institut National de Recherche sur les Transports et leur Sécurité.

[0019] Un avantage du dispositif et du procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant de l'invention est de ne prélever qu'une énergie très réduite, environ 0,02 dB, sur le guide d'ondes rayonnant et donc de pouvoir disposer de dispositifs de transmission aussi fréquemment que l'exploitation des mobiles le long du guide d'ondes rayonnant le nécessite.

[0020] Un autre avantage du dispositif et du procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant de l'invention est de réaliser un ensemble simple, autonome et muni d'un minimum de composants et de connexions.

[0021] Un autre avantage du dispositif et du procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant de l'invention est de ne pas nécessiter de source d'énergie continue.

[0022] Un autre avantage du dispositif et du procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant de l'invention est d'être susceptible de fournir un signal impulsionnel de localisation précis.

[0023] Un autre avantage du dispositif et du procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant de l'invention est d'être susceptible d'indiquer le sens de marche du mobile sans ambiguïté.

[0024] D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description du mode de réalisation préféré du dispositif et du procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant, description faite en liaison avec les dessins dans lesquels:

• la figure 1 est une vue générale du dispositif de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant conforme au mode préféré de réalisation de l'invention,
• la figure 2 représente le guide d'ondes rayonnant et son coupleur directif du dispositif de transmission de la figure 1,
• la figure 3A représente la cavité résonante du dispositif de transmission de la figure 1,
• la figure 3B représente la face supérieure de la cavité résonante et son dispositif de modulation,
• la figure 3C représente la cavité résonante et son dispositif générant le signal représentant l'information à transmettre,
• la figure 4 est une vue générale du dispositif de transmission d'informations et de son dispositif de télé-alimentation,
• la figure 5 représente un mode de réalisation du dispositif de réception de l'onde porteuse modulée disposé sur le mobile.

[0025] Le système IAGO exploite la grande bande passante d'un guide d'ondes hyperfréquence fonctionnant en mode TE₀₁ pour autoriser notamment la transmission d'informations à grand débit entre sol et mobiles.

[0026] Cette bande passante importante permet en outre de transmettre dans le guide d'ondes rayonnant une onde porteuse supplémentaire non modulée.

[0027] Une telle onde porteuse non modulée est émise à bas niveau et est propagée tout le long du guide d'ondes rayonnant.

[0028] Cette onde porteuse non modulée subit peu d'atténuation et est amplifiée au moyen des mêmes répéteurs en ligne que ceux exploités pour régénérer les autres signaux transmis dans le guide d'ondes rayonnant.

[0029] L'onde porteuse non modulée est donc présente sur toute la longueur du guide d'ondes rayonnant essentiellement à l'intérieur du guide.

[0030] Cette onde porteuse non modulée n'est pas discernable depuis le mobile et ne porte pas non plus à l'origine d'informations ou de signature identifiable.

[0031] Conformément à l'invention, le dispositif et le procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant, par exemple le système IAGO, sont tels qu'ils consistent à prélever le long du guide d'ondes rayonnant et en des endroits stratégiques pour l'exploitation des mobiles une partie de l'énergie se propageant dans le guide d'ondes de manière indiscernable dans le bilan énergétique global.

[0032] L'énergie prélevée est rayonnée à destination du mobile.

[0033] Lors de cette étape, on applique sur l'onde porteuse non modulée un signal de modulation local, signal que l'on souhaite délivrer au mobile circulant le long du guide d'ondes.

[0034] La figure 1 est une vue générale du dispositif de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant conforme au mode préféré de réalisation de l'invention.

[0035] Dans le mode préféré de réalisation du dispositif de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant de l'invention, le mobile (non représenté) est un véhicule ferroviaire.

[0036] Il est clair que dans d'autres domaines d'application, les mobiles peuvent être des chariots ou tout autres moyens mobiles.

[0037] Comme représenté à la figure 1, une cavité résonante 1 est disposée sur un côté du guide d'ondes rayonnant 2.

[0038] Le guide d'ondes rayonnant 2 et la cavité résonante 1 comportent chacun, sur leurs côtés se faisant face, un coupleur directif, respectivement 3 et 4.

[0039] Les coupleurs directifs sont constitués, par exemple, de deux ouvertures circulaires de tailles importantes par rapport à la période de l'onde porteuse non modulée.

[0040] La figure 2 représente le guide d'ondes rayonnant du dispositif de transmission de la figure 1 et son coupleur directif.

[0041] La figure 3A représente la cavité résonante du dispositif de transmission de la figure 1 et son coupleur directif.

[0042] Dans le système IAGO, le guide d'ondes rayonnant fonctionne en mode TE₀₁. Il n'existe dés lors pratiquement pas de champ électrique sur les côtés latéraux de ce guide d'ondes rayonnant.

[0043] La taille des ouvertures doit donc être grande pour autoriser le niveau de couplage requis; de ce fait, cette dimension devient mécaniquement peu critique.

[0044] Une telle réalisation permet d'obtenir de manière répétée des coefficients de couplage de l'ordre de -40 dB par rapport au niveau de puissance transmis dans le guide d'ondes rayonnant.

[0045] La longueur de la cavité résonante 1 est la plus réduite possible de manière que le volume intérieur de cette cavité résonante résonne en cavité selon un mode fondamental TE₀₁₁. Dans un tel mode de réalisation de la cavité résonante, toute directivité est supprimée et le coefficient de couplage reste identique que le guide d'ondes rayonnant soit alimenté en amont ou en aval.

[0046] La cavité résonante en mode fondamental TE₀₁₁ est court-circuitée à ses extrémités et comporte une fente résonante en demi-onde 5.

[0047] La fente résonante en demi-onde est réalisée sur la grande face extérieure de la cavité résonante tournée vers le véhicule ferroviaire.

[0048] La fente résonante en demi-onde est orientée perpendiculairement aux fentes 6 du guide d'ondes rayonnant.

[0049] Cette fente résonante en demi-onde rayonne l'énergie couplée depuis le guide d'ondes rayonnant vers la cavité résonante en mode TE₀₁₁.

[0050] Le rayonnement de la fente résonante en demi-onde s'effectue en polarisation linéaire perpendiculaire aux fentes régulières du guide d'ondes rayonnant.

[0051] Ces fentes régulières sont dites fentes de transmission et de mesure de vitesse du guide d'ondes.

[0052] Ce rayonnement autorise ainsi un découplage de l'ordre de 15 dB par rapport aux signaux transmis par les fentes de transmission et de mesure de vitesse du guide d'ondes.

[0053] L'onde porteuse se propageant dans le guide d'ondes, qui est un signal sinusoïdal pur, est couplée localement vers le véhicule ferroviaire au moyen de la cavité résonante et de sa fente résonante en demi-onde.

[0054] Ce signal sinusoïdal est modulé localement.

[0055] Pour ce faire, un dispositif de modulation, par exemple une diode du type Schottky, est disposé entre les bords de la fente résonante en demi-onde en un point de haute impédance à la fréquence voulue.

[0056] La figure 3B représente la cavité résonante et son dispositif de modulation.

[0057] Cette diode est polarisée au moyen d'un courant continu appliqué à ses bornes et est susceptible de court-circuiter la fente résonante en demi-onde au rythme de la polarisation, la fente présentant en ce point et pour la fréquence de travail considérée un point de haute impédance.

[0058] On produit ainsi une modulation en amplitude du signal sinusoïdal pur prélevé le long du guide d'ondes rayonnant.

[0059] Le coefficient de couplage existant entre le guide d'ondes rayonnant et la cavité résonante étant de l'ordre de -40 dB, la désadaptation liée à ce court-circuit au rythme de la modulation n'est pas décelable dans le guide d'ondes rayonnant.

[0060] De même, si l'on considère un niveau de fréquence de puissance hyperfréquence dans le guide d'ondes rayonnant, le signal modulé n'est réinjecté au mieux qu'à -80 dB sous ce niveau de référence vers le guide d'ondes rayonnant, soit - 40 dB dans le sens guide d'ondes rayonnant vers cavité résonante et -40 dB dans le sens cavité résonante vers guide d'ondes rayonnant.

[0061] Le signal modulé produit dans la cavité résonante n'est donc ni transmis le long du guide d'ondes rayonnant, ni répercuté en amont ou en aval de la cavité résonante.

[0062] Un dispositif 8 génère le signal représentant l'information à transmettre vers le véhicule ferroviaire.

[0063] Ce signal représentant l'information à transmettre est par exemple un signal composé d'une suite binaire.

[0064] Le débit binaire possible est important et n'est limité que par les temps de commutation de la diode Schottky et la fréquence du signal sinusoïdal pur.

[0065] A titre d'ordre de grandeur, plusieurs mégabits par seconde peuvent être accessibles.

[0066] A titre d'exemple, le dispositif 8 générant le signal représentant l'information à transmettre peut comporter un dispositif du type picocontrôleur mémorisant sur une mémoire du type EEPROM une trame et générant cette trame de manière répétitive à destination de la diode Schottky dés lors qu'une énergie lui est fournie.

[0067] D'autres dispositifs appropriés susceptibles de polariser la diode Schottky au rythme de l'information à transmettre peuvent être utilisés.

[0068] L'énergie présente dans la cavité résonante étant très faible, de l'ordre de 40 dB sous le niveau de puissance présent dans le guide d'ondes rayonnant, il est possible de disposer judicieusement le dispositif 8 générant le signal représentant l'information à transmettre à l'intérieur de la cavité résonante sans perturber notablement ni le fonctionnement de ce circuit électronique, ni la résonance en mode fondamental de la cavité résonante.

[0069] La figure 3C représente la cavité résonante et son dispositif générant le signal représentant l'information à transmettre.

[0070] L'alimentation de ce dispositif 8 générant le signal représentant l'information à transmettre, par exemple au moyen d'une source de tension 5V sous quelques milliampères, peut avantageusement être fournie par télé-alimentation au moyen d'un signal basse fréquence fonctionnant à quelques centaines de kilo hertz voire à quelques méga hertz.

[0071] La figure 4 est une vue générale du dispositif de transmission d'informations et de son dispositif de télé-alimentation.

[0072] Ce signal basse fréquence est couplé magnétiquement à la cavité résonante au moyen de deux boucles résonantes 9, 10A ou 10B.

[0073] A titre d'exemple, une première boucle résonante 9 du type série est associée à l'émission d'énergie et une seconde boucle résonante 10A, 10B du type parallèle est associée à la réception d'énergie, émission et réception d'énergie étant effectuées à la fréquence de télé-alimentation.

[0074] La boucle d'émission d'énergie 9 est solidaire du véhicule ferroviaire (non représenté) et génère en permanence un peu d'énergie, par exemple d'une valeur inférieure au watt, à destination d'au moins une boucle réceptrice d'énergie 10A, 10B solidaire de la cavité résonante 1.

[0075] La boucle de réception d'énergie 10A, 10B télé-alimente le dispositif 8 générant le signal représentant l'information à transmettre au passage du véhicule ferroviaire.

[0076] Dés lors et malgré le fait que le rayonnement hyperfréquence issu de la boucle d'émission d'énergie 9 est mal contrôlé et peut se propager par réflexion ou diffraction relativement loin de la cavité résonante, le signal représentant l'information à transmettre vers le véhicule ferroviaire ne sera généré que lorsque le dispositif 8 générant le signal représentant l'information à transmettre sera alimenté par télé-alimentation.

[0077] La protection contre la diaphonie est obtenue du fait que le rayonnement hyperfréquence issu de la boucle d'émission d'énergie 9 est un signal de basse fréquence dont l'amplitude décroît conformément aux lois de la magnétostatique c'est à dire en raison inverse du cube de la distance entre émetteur et récepteur.

[0078] Conformément à un mode de réalisation possible, une première boucle de réception d'énergie 10A est disposée en amont de la cavité résonante 1 et fournie à l'approche ou lors de l'éloignement du véhicule ferroviaire une tension d'alimentation continue V₁, une seconde boucle de réception d'énergie 10B est disposée en aval de la cavité résonante 1 et fournie lors de l'éloignement ou à l'approche du véhicule ferroviaire une tension d'alimentation continue V₂.

[0079] Le dispositif 8 générant le signal représentant l'information à transmettre peut ainsi être télé-alimenté continûment lors du passage du véhicule ferroviaire de l'amont à l'aval de la cavité résonante ou inversement.

[0080] La transition de la tension continue V₁ à la tension continue V₂ ou inversement peut être utilisée pour fournir un signal de passage du véhicule ferroviaire au-dessus de la cavité résonante.

[0081] La transition de la tension continue V₁ à la tension continue V₂ peut également être utilisée pour fournir un signal indiquant le sens de passage amont vers aval du véhicule ferroviaire.

[0082] La transition de la tension continue V₂ à la tension continue V₁ peut également être utilisée pour fournir un signal indiquant le sens de passage aval vers amont du véhicule ferroviaire.

[0083] La figure 5 représente un mode de réalisation du dispositif de réception de l'onde porteuse modulée disposé sur le mobile.

[0084] Ce dispositif de réception 11 est constitué d'une antenne 12 connectée à une chaîne 13 d'amplification, de filtrage à la fréquence du signal sinusoïdal pur et de détection d'amplitude et a pour fonction de restituer l'information transmise.

Revendications

1. Dispositif de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant (2), guides d'ondes le long duquel se déplace un mobile, comportant :

- des moyens pour injecter une onde porteuse non modulée dans ledit guide d'ondes rayonnant,

- des moyens de prélèvement ponctuel (3,4), le long dudit guide d'ondes rayonnant(2), d'une partie de l'énergie de ladite onde porteuse non modulée,

- des moyens (5) pour rayonner, à destination dudit mobile, ladite onde porteuse,

caractérisé en ce que le dispositif comporte des moyens de modulation (7,8) pour appliquer à ladite onde porteuse non modulée un signal de modulation local représentant l'information destinée audit mobile.

2. Dispositif selon la revendication 1, comportant une cavité résonante (1) disposée sur un côté dudit guide d'ondes rayonnant (2).

3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la longueur de ladite cavité résonante (1) est telle que le volume intérieur de cette cavité résonante résonne en cavité selon un mode fondamental TE₀₁₁.

4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel la cavité résonante (1) en mode fondamental TE₀₁₁ est court-circuitée à ses extrémités.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel lesdits moyens de prélèvement (3,4) se composent d'un coupleur directif (3,4) réalisé sur les côtés se faisant face dudit guide d'ondes rayonnant (2) et de ladite cavité résonante (1).

6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel lesdits coupleurs directifs (3,4) se composent d'au moins une ouverture.

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel lesdits moyens pour rayonner (5) comportent une fente résonante en demi-onde réalisée sur ladite cavité résonante (1).

8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel ladite fente résonante en demi-onde (5) est réalisée sur la grande face extérieure de ladite cavité résonante (1) tournée vers ledit mobile.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, dans lequel ladite fente résonante en demi-onde (5) est orientée perpendiculairement aux fentes (6) dudit guide d'ondes rayonnant (2).

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel lesdits moyens de modulation (7,8) comportent un dispositif de modulation (7) disposé entre les bords de ladite fente résonante (5) en demi-onde en un point de haute impédance à la fréquence voulue.

11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel ledit dispositif de modulation (7) se compose d'une diode Schottky polarisée au moyen d'un courant continu appliqué aux bornes de ladite diode de manière à court-circuiter ladite fente résonante en demi-onde au rythme de la polarisation.

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 et il, dans lequel un dispositif (8) générant le signal représentant l'information à transmettre polarise ledit dispositif de modulation (7).

13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel ledit dispositif (8) générant le signal représentant l'information à transmettre est disposé à l'intérieur de ladite cavité résonante (1).

14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, dans lequel ledit dispositif (8) générant le signal représentant l'information à transmettre est alimenté par télé-alimentation.

15. Dispositif selon la revendication 14, dans lequel ladite alimentation dudit dispositif (8) générant le signal représentant l'information à transmettre est réalisée au moyen d'un signal basse fréquence comprise entre quelques centaines de kilohertz et quelques mégahertz.

16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 et 15, dans lequel ladite télé-alimentation s'effectue au moyen d'une boucle d'émission d'énergie (9), solidaire dudit mobile, à destination d'au moins une boucle réceptrice d'énergie (10A, 10B) solidaire de la cavité résonante (1).

17. Dispositif selon la revendication 16, dans lequel une première boucle de réception d'énergie (10A) est disposée en amont de ladite cavité résonante (1) et fournie à l'approche ou lors de l'éloignement dudit mobile une tension d'alimentation continue V₁, une seconde boucle de réception d'énergie (10B) est disposée en aval de ladite cavité résonante (1) et fournie lors de l'éloignement ou à l'approche dudit mobile une tension d'alimentation continue V₂.

18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un dispositif de réception (11) de l'onde porteuse modulée est disposé sur ledit mobile.

19. Dispositif selon la revendication 18, dans lequel ledit dispositif de réception (11) comporte une antenne (12) connectée à une chaîne (13) d'amplification, de filtrage à la fréquence dudit signal sinusoïdal pur et de détection d'amplitude.

20. Procédé de transmission d'informations pour système à guide d'ondes rayonnant, guide d'ondes le long duquel se déplace un mobile, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes principales consistant à:

- injecter une onde porteuse non modulée dans ledit guide d'ondes rayonnant,

- prélever ponctuellement, le long dudit guide d'ondes rayonnant, une partie de l'énergie de ladite onde porteuse non modulée,

- appliquer à ladite onde porteuse non modulée un signal de modulation local représentant l'information destinée audit mobile, et

- rayonner, à destination dudit mobile, ladite onde porteuse modulée.

21. Procédé selon la revendication 20, dans lequel l'étape consistant à prélever ponctuellement une partie de l'énergie de ladite onde porteuse non modulée, est réalisée au moyen de moyens directifs (3, 4) disposés sur les côtés se faisant face dudit guide d'ondes rayonnant (2) et de ladite cavité résonante (1).

22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 et 21, dans lequel une étape consiste en ce qu'une cavité résonante (1), disposée sur un côté dudit guide d'ondes rayonnant (2), résonne en cavité selon un mode fondamental TE₀₁₁.

23. Procédé selon la revendication 20, dans lequel l'étape consistant à appliquer à ladite onde porteuse non modulée un signal de modulation local est effectuée en appliquant aux bornes d'un dispositif de modulation (7) un courant continu de manière à polariser ledit dispositif de modulation et à court-circuiter une fente résonante en demi-onde (5) au rythme de la polarisation, ladite fente résonante faisant partie de ladite cavité résonante (1).

24. Procédé selon la revendication 23, dans lequel ledit dispositif de modulation (7) est polarisé au moyen d'un signal représentant l'information à transmettre.

25. Procédé selon l'une quelconque des revendications 23 à 24, dans lequel une étape consiste à mémoriser, sur une mémoire du type EEPROM, une trame, au moyen d'un dispositif du type picocontrôleur et à générer ladite trame de manière répétitive à destination dudit dispositif de modulation (7) dès lors qu'une énergie lui est fournie.

26. Procédé selon l'une quelconque des revendications 23 à 25, dans lequel une étape consiste à alimenter un dispositif (8) générant le signal représentant l'information à transmettre par télé-alimentation, cette dernière étant réalisée par l'émission d'énergie provenant d'une boucle d'émission solidaire du mobile et par la réception de cette énergie par au moins une boucle réceptrice située sur ledit guide d'onde.

27. Procédé selon la revendication 26, dans lequel ladite télé-alimentation dudit dispositif (8) générant le signal représentant l'information à transmettre est effectuée au moyen d'un signal basse fréquence de fréquence comprise entre quelques centaines de kilohertz et quelques mégahertz.

28. Procédé selon la revendication 27, dans lequel une étape consiste à coupler magnétiquement ledit signal basse fréquence à ladite cavité résonante au moyen de deux boucles résonantes (9, 10A ou 10B).

29. Procédé selon la revendication 28, dans lequel une étape consiste à associer ladite première boucle résonante (9) du type série à l'émission d'énergie et ladite seconde boucle résonante (10A, 10B) du type parallèle à la réception d'énergie.

30. Procédé selon la revendication 29, dans lequel ladite émission et ladite réception d'énergie sont effectuées à la fréquence de télé-alimentation.

31. Procédé selon l'une quelconque des revendications 26 à 30, dans lequel ladite télé-alimentation dudit dispositif (8) générant le signal représentant l'information à transmettre est effectuée au passage dudit mobile au moyen de ladite boucle de réception (10A, 10B).

32. Procédé selon la revendication 31, dans lequel une première boucle de réception d'énergie (10A), disposée en amont de ladite cavité résonante (1), fournit à l'approche ou lors de l'éloignement dudit mobile une tension d'alimentation continue V₂.

33. Procédé selon la revendication 32, dans lequel la transition de la tension continue V₁ à la tension continue V₂ ou inversement fournit un signal de passage dudit mobile au-dessus de ladite cavité résonante.

34. Procédé selon l'une quelconque des revendications 32 et 33, dans lequel la transition de la tension continue V₁ à la tension continue V₂ fournit un signal indiquant le sens de passage amont vers aval dudit mobile.

35. Procédé selon l'une quelconque des revendications 32 et 33, dans lequel la transition de la tension continue V₂ à la tension continue V₁ fournit un signal indiquant le sens de passage aval vers amont dudit mobile.

36. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 à 28, dans lequel une étape consiste à restituer l'information transmise au moyen d'un dispositif de réception (11) constitué d'une antenne (12) connectée à une chaîne (13) d'amplification, de filtrage à la fréquence du signal sinusoïdal pur et de détection d'amplitude.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Übertragung von Informationen für ein System mit strahlenden Wellenleitern (2), an denen sich eine Mobilstation entlangbewegt, mit:

- Mitteln zum Einspeisen einer nichtmodulierten Trägerwelle in den strahlenden Wellenleiter,

- Mitteln zum punktuellen Abgreifen (3, 4), entlang des strahlenden Wellenleiters (2), eines Teiles der Energie der nichtmodulierten Trägerwelle,

- Mitteln (5) zum Ausstrahlen der Trägerwelle in Richtung der Mobilstation,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Modulationsmittel (7, 8) umfaßt, um auf die nichtmodulierte Trägerwelle ein lokales Modulationssignal aufzuprägen, das die für die Mobilstation bestimmte Information darstellt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einem an einer Seite des strahlenden Wellenleiters (2) angeordneten Resonatorhohlraum (1).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Länge des Resonatorhohlraumes (1) derart ist, daß das Innenvolumen dieses Resonatorhohlraumes in einer Hohlraum-Grundmode TE₀₁₁ schwingt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der der Resonatorhohlraum (1) in der Grundmode TE₀₁₁ an seinen Enden kurzgeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Mittel zum Abgreifen (3, 4) aus einem Richtkoppler (3, 4) gebildet sind, der an den sich gegenüberliegenden Seiten des strahlenden Wellenleiters (2) und des Resonatorhohlraumes (1) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Richtkoppler (3, 4) aus wenigstens einer Öffnung aufgebaut sind.

7. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 2 bis 5, bei der die Mittel zum Abstrahlen (5) einen als Halbwelle schwingenden Schlitz umfassen, der an dem Resonatorhohlraum (1) gebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der als Halbwelle schwingende Schlitz (5) an der großen Außenfläche des Resonatorhohlraumes (1) ausgebildet ist, der der Mobilstation zugewandt ist.

9. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 7 und 8, bei der der als Halbwelle schwingende Schlitz (5) senkrecht zu den Schlitzen (6) des strahlenden Wellenleiters (2) orientiert ist.

10. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 7 bis 9, bei der die Mittel zum Modulieren (7, 8) eine Modulationsvorrichtung (7) umfassen, die zwischen den Rändern des als Halbwelle schwingenden Schlitzes (5) an einem Punkt hoher Impedanz bei der gewünschten Frequenz angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Modulationsvorrichtung (7) aus einer Schottky-Diode aufgebaut ist, die mit Hilfe eines an die Klemmen der Diode angelegten Gleichstromes polarisiert ist, um den als Halbwelle schwingenden Schlitz im Takt der Polarisierung kurzzuschließen.

12. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 10 und 11, bei der eine Vorrichtung (8), die das die zu übertragende Information darstellende Signal erzeugt, die Modulationsvorrichtung (7) polarisiert.

13. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 12, bei der die Vorrichtung (8), die das die zu übertragende Information repräsentierende Signal erzeugt, innerhalb des Resonatorhohlraumes (1) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 13, bei der die Vorrichtung (8), die das die zu übertragende Information darstellende Signal erzeugt, durch Fernspeisung gespeist ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Speisung der Vorrichtung (8), die das die zu übertragende Information darstellende Signal erzeugt, mit Hilfe eines Signals von niedriger Frequenz zwischen einigen hundert kHz und einigen MHz erfolgt.

16. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 14 und 15, bei der die Fernspeisung mit Hilfe einer mit der Mobilstation fest verbundenen Energiesendeschleife (9) an wenigstens eine mit dem Resonatorhohlraum (1) fest verbundene Energieempfängerschleife (10A, 10B) erfolgt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der ein erster Energieempfängerkreis (10A) vor dem Resonatorhohlraum (1) angeordnet ist und beim Annähern oder sich Entfernen der Mobilstation eine Speisegleichspannung V₁ liefert und ein zweiter Energieempfängerkreis (10B) hinter dem Resonatorhohlraum (1) angeordnet ist und beim Entfernen oder sich Annähern der Mobilstation eine Speisegleichspannung V₂ liefert.

18. Vorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Empfangsvorrichtung (11) für die modulierte Trägerwelle an der Mobilstation angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Empfangsvorrichtung (11) eine Antenne (12) umfaßt, die mit einer Kette (13) zur Verstärkung, Filterung bei der Frequenz des reinen Sinussignals und zur Amplitudenerfassung verbunden ist.

20. Verfahren zur Übertragung von Informationen für ein System mit strahlendem Wellenleiter, an dem sich eine Mobilstation entlangbewegt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß seine Hauptschritte darin bestehen,

- eine nicht modulierte Trägerwelle in den strahlenden Wellenleiter einzuspeisen,

- punktuell entlang des strahlenden Wellenleiters einen Teil der Energie der nicht-modulierten Trägerwelle abzugreifen,

- auf die nicht-modulierte Trägerwelle ein lokales Modulationssignal aufzuprägen, das die für die Mobilstation bestimmte Information darstellt, und

- die modulierte Trägerwelle an die Mobilstation auszustrahlen.

21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Schritt des punktuellen Abgreifens eines Teiles der Energie der nicht-modulierten Trägerwelle mit Hilfe von Richtmitteln (3, 4) durchgeführt wird, die an den sich gegenüberliegenden Seiten des strahlenden Wellenleiters (2) und des Resonatorhohlraumes (1) angeordnet sind.

22. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 20 und 21, bei dem ein Schritt darin besteht, daß ein an einer Seite des strahlenden Wellenleiters (2) angeordneter Resonatorhohlraum (1) in einer Hohlraum-Grundmode TE₀₁₁ schwingt.

23. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Schritt des Anwendens eines lokalen Modulationssignals auf die nicht-modulierte Trägerwelle durchgeführt wird durch Anlegen eines Gleichstroms an die Klemmen einer Modulationsvorrichtung (7), um die Modulationsvorrichtung zu polarisieren und einen als Halbwelle schwingenden Schlitz (5) im Rhythmus der Polarisierung kurzzuschließen, wobei der schwingende Schlitz Teil des Resonatorhohlraumes (1) ist.

24. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem die Modulationsvorrichtung (7) mit Hilfe eines Signals moduliert wird, das die zu übertragende Information darstellt.

25. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 23 bis 24, bei dem ein Schritt darin besteht, in einem Speicher vom Typ EEPROM einen Rahmen mit Hilfe einer Vorrichtung vom Typ Pikocontroller zu speichern und diesen Rahmen wiederholt an die Modulationsvorrichtung (7) abzugeben, wenn ihr Energie geliefert wird.

26. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 23 bis 25, bei dem ein Schritt darin besteht, eine Vorrichtung (8), die das die zu übertragende Information darstellende Signal erzeugt, durch Fernspeisung zu speisen, wobei letztere realisiert wird durch Senden von Energie, die von einem mit der Mobilstation fest verbundenen Sendekreis kommt und durch Empfangen dieser Energie durch wenigstens einen an dem Wellenleiter befindliche Empfängerkreis.

27. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem die Fernspeisung der Vorrichtung (8), die das die zu übertragende Information darstellende Signal erzeugt, mit Hilfe eines Niederfrequenzsignals mit einer Frequenz durchgeführt wird, die zwischen einigen hundert kHz und einigen MHz liegt.

28. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem ein Schritt darin besteht, das Niederfrequenzsignal magnetisch an den Resonatorhohlraum mit Hilfe zweiter Schwingkreise (9, 10A oder 10B) zu koppeln.

29. Verfahren nach Anspruch 28, bei dem ein Schritt darin besteht, den ersten Schwingkreis (9) vom Serientyp dem Senden von Energie und den zweiten Schwingkreis (10A, 10B) vom parallelen Typ dem Empfang von Energie zuzuordnen.

30. Verfahren nach Anspruch 29, bei dem das Senden und Empfangen von Energie bei der Fernspeisungsfrequenz erfolgen.

31. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 26 bis 30, bei dem die Fernspeisung der Vorrichtung (8), die das die zu übertragende Information darstellende Signal erzeugt, beim Durchgang der Mobilstation mit Hilfe des Empfängerkreises (10A, 10B) erfolgt.

32. Verfahren nach Anspruch 31, bei dem ein erster Energieempfängerkreis (10A), der vor dem Resonatorhohlraum (1) angeordnet ist, beim sich Annähern oder Entfernen der Mobilstation eine Speisegleichspannung V₁ liefert, und daß ein zweiter Energieempfängerkreis (10B), der hinter dem Resonatorhohlraum (1) angeordnet ist, beim sich Annähern oder Entfernen der Mobilstation eine Speisegleichspannung V₂ liefert.

33. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem der Übergang von der Gleichspannung V₁ zur Gleichspannung V₂ oder zurück ein Signal für den Durchgang der Mobilstation über dem Resonatorhohlraum liefert.

34. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 32 und 33, bei dem der Übergang von der Gleichspannung V₁ zur Gleichspannung V₂ ein Signal liefert, das die Richtung des Durchganges von vorn nach hinten der Mobilstation angibt.

35. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 32 und 33, bei dem der Übergang von der Gleichspannung V₂ auf die Gleichspannung V₁ ein Signal liefert, das die Richtung des Durchganges von hinten nach vorn der Mobilstation angibt.

36. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 20 bis 28, bei dem ein Schritt darin besteht, die übertragene Information mit Hilfe einer Empfangsvorrichtung (11) wiederzugeben, die durch eine Antenne (12) gebildet ist, die mit einer Kette (13) zur Verstärkung, Filterung bei der Frequenz des reinen Sinussignals und Amplitudenerfassung verbunden ist.

Claims

1. An information transmission device for systems using radiating waveguides (2) along which a mobile travels, said device including:

- means for injecting an unmodulated carrier wave into said radiating waveguide,

- means for localized sampling (3, 4) along said radiating waveguide (2) of some of the energy of said unmodulated carrier wave, and

- means (5) for radiating said carrier wave to said mobile characterized in that the device includes modulator means (7, 8) for modulating said unmodulated carrier wave using a local modulation signal representing information addressed to said mobile.

2. A device according to claim 1 including a resonant cavity (1) on one side of said radiating waveguide (2).

3. A device according to claim 2 wherein said resonant cavity (1) has a length such that its interior volume resonates in a TE₀₁₁ fundamental mode.

4. A device according to claim 3 wherein the TE₀₁₁ fundamental mode resonant cavity (1) is short-circuited at its ends.

5. A device according to any of claims 1 to 4 wherein said sampling means (3, 4) comprise a respective directional coupler (3, 4) on facing sides of said radiating waveguide (2) and said resonant cavity (1).

6. A device according to claim 5 wherein said directional couplers (3, 4) comprise at least one aperture.

7. A device according to any of claims 2 to 5 wherein said radiating means (5) include a half-wave resonant slot in said resonant cavity (1).

8. A device according to claim 7 wherein said half-wave resonant slot (5) is on a large exterior face of said resonant cavity (1) facing towards said mobile.

9. A device according to either of claims 7 and 8 wherein said half-wave resonant slot (5) is perpendicular to the slots (6) of said radiating waveguide (2).

10. A device according to any of claims 7 to 9 wherein said modulator means (7, 8) include a modulator device (7) between the edges of said half-wave resonant slot (5) at a point of high impedance at the required frequency.

11. A device according to claim 10 wherein said modulator device (7) includes a Schottky diode biased by a direct current applied to the terminals of said diode which short-circuits said half-wave resonant slot when so biased.

12. A device according to either of claims 10 and 11 wherein a device (8) generating the signal representing information to be transmitted biases said modulator device (7).

13. A device according to any of claims 10 to 12 wherein said device (8) generating the signal representing information to be transmitted is inside said resonant cavity (1).

14. A device according to any of claims 10 to 13 wherein said device (8) generating the signal representing information to be transmitted is supplied with power by remote power feed means.

15. A device according to claim 14 wherein said power feed to said device (8) generating the signal representing information to be transmitted is effected by means of a signal at a low frequency between a few hundred kilohertz and a few megahertz.

16. A device according to either of claims 14 and 15 including a loop (9) attached to said mobile adapted to emit energy to at least one energy receiver loop (10A, 10B) attached to the resonant cavity (1) to effect said remote power feed.

17. A device according to claim 16 including a first energy receiver loop (10A) on the upstream side of said resonant cavity (1) to provide a direct current power supply voltage V₁ when said mobile is approaching or moving away and a second energy receiver loop (10B) on the downstream side of said resonant cavity (1) to provide a direct current power supply voltage V₂ when said mobile is moving away or approaching.

18. A device according to any of the preceding claims including a device (11) for receiving the modulated carrier wave on said mobile.

19. A device according to claim 18 wherein said receiver device (11) includes an antenna (12) connected to a system (13) providing amplification, filtering at the frequency of said pure sinusoidal signal and amplitude detection.

20. An information transmission method for systems using radiating waveguides along which a mobile travels, said method being characterized in that it includes the following principal steps:

- injecting an unmodulated carrier wave into said radiating waveguide,

- localized sampling along said radiating waveguide of some of the energy of said unmodulated carrier wave,

- modulating said unmodulated carrier wave using a local modulation signal representing information addressed to said mobile, and

- radiating said modulated carrier wave to said mobile.

21. A method according to claim 20 wherein the step of localized sampling of some of the energy of said unmodulated carrier wave is effected by means of directional means (3, 4) disposed on facing sides of said radiating waveguide (2) and said resonant cavity (1).

22. A method according to either of claims 20 and 21 comprising a step wherein a resonant cavity (1) disposed on one side of said radiating waveguide (2) resonates in a TE₀₁₁ fundamental mode.

23. A method according to claim 20 wherein the step of using a local modulation signal to modulate said unmodulated carrier wave is effected by applying to the terminals of a modulator device (7) a direct current to bias said modulator device and to short-circuit a half-wave resonant slot (5) when the bias is applied, said resonant slot forming part of said resonant cavity (1).

24. A method according to claim 23 wherein said modulator device (7) is biased by means of a signal representing information to be transmitted.

25. A method according to either of claims 23 and 24 comprising a step of memorizing a frame in an EEPROM type memory by means of a picocontroller type device and of generating said frame repetitively for application to said modulator device (7) as soon as energy is supplied to it.

26. A method according to any of claims 23 to 25 including a step of energizing a device (8) generating the signal representing information to be transmitted by remote power feed means, this being carried out by emitting energy from an emission loop attached to the mobile and by receiving this energy through at least one receiver loop located on said waveguide.

27. A method according to claim 26 wherein said remote power feed to said device (8) generating the signal representing information to be transmitted is effected by means of a signal at a low frequency between a few hundred kilohertz and a few megahertz.

28. A method according to claim 27 including a step of magnetically coupling said low-frequency signal to said resonant cavity by means of two resonant loops (9, 10A or 10B).

29. A method according to claim 28 including a step of associating said serial type first resonant loop (9) with the emission of energy and said parallel type second resonant loop (10A, 10B) with the reception of energy.

30. A method according to claim 29 wherein said emission and said reception of energy are effected at the remote power feed frequency.

31. A method according to any of claims 26 to 30 wherein said remote power feed to said device (8) generating the signal representing information to be transmitted is effected by means of said receiver loop (10A, 10B) when said mobile passes.

32. A method according to claim 31 wherein a first energy receiver loop (10A) on the upstream side of said resonant cavity (1) provides a when said mobile is approaching or moving away direct current voltage V₂.

33. A method according to claim 32 wherein the transition from the direct current voltage V₁ to the direct current voltage V₂ or vice versa provides a signal indicating passage of said mobile over said resonant cavity.

34. A method according to either of claims 32 and 33 wherein the transition from the direct current voltage V₁ to the direct current voltage V₂ produces a signal indicating that said mobile passes in an upstream to downstream direction.

35. A method according to either of claims 32 and 33 wherein the transition from the direct current voltage V₂ to the direct current voltage V₁ produces a signal indicating that said mobile passes in a downstream to upstream direction.

36. A method according to any of claims 20 to 28 including a step of reconstituting information transmitted by means of a receiver device (11) comprising an antenna (12) connected to a system (13) providing amplification, filtering at the frequency of the pure sinusoidal signal and amplitude detection.

Dessins