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Title:
DATA TRANSMISSION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/193292
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a data transmission system (26) comprising an emitting device (28), a receiving device (30) and a communication link (32), the emitting device (28) comprising: a radiofrequency emitter (38) connected to the communication link, a power line (48) connected to the communication link at a connection point (50), the power line having a supply voltage, and a capacitive coupling component (60) connected between the radiofrequency emitter and the connection point (50); the receiving device (30) comprising: a radiofrequency receiver (66) connected to the communication link for receiving said radiofrequency signal, a power line (80) connected to the communication link at a connection point (82), and a capacitive coupling component (92) connected between the point of connection and the radiofrequency receiver, said capacitive coupling components transmitting the radiofrequency signal and blocking the supply voltage.

Inventors:
RACIC, Zoran (27 boulevard Saint Martin, PARIS, 75003, FR)
Application Number:
FR2019/050793
Publication Date:
October 10, 2019
Filing Date:
April 04, 2019
Export Citation:
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Assignee:
ZODIAC AEROTECHNICS (61 rue Pierre Curie, PLAISIR, PLAISIR, 78370, FR)
International Classes:
H04B3/54; H04B1/38; H04B3/56
Foreign References:
US20040258141A12004-12-23
US6192069B12001-02-20
FR2937199A12010-04-16
Other References:
GRASSI F ET AL: "Effects of imbalance on conducted immunity of a PLC link onto a DC power-bus for spacecraft", 2015 ASIA-PACIFIC SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (APEMC), IEEE, 26 May 2015 (2015-05-26), pages 665 - 668, XP033189121, ISBN: 978-1-4799-6668-4, [retrieved on 20150803], DOI: 10.1109/APEMC.2015.7175334
LARHZAOUI THOMAS ET AL: "OFDM PLC transmission for aircraft flight control system", 18TH IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON POWER LINE COMMUNICATIONS AND ITS APPLICATIONS, IEEE, 30 March 2014 (2014-03-30), pages 220 - 225, XP032594272, DOI: 10.1109/ISPLC.2014.6812333
None
Attorney, Agent or Firm:
CABINET PLASSERAUD (66 rue de la Chaussée d'Antin, PARIS CEDEX 09, 75440, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1.- Système de transmission de données (26,96), ledit système (26,96) comprenant un dispositif d’émission (28,98), un dispositif de réception (30,100) et un lien de communication (32),

• le dispositif d’émission (28,98) comprenant :

- un émetteur radiofréquence (38,102) ayant au moins une sortie (41 ) connectée au lien de communication (32), l’émetteur radiofréquence (38,102) étant propre à générer un signal radiofréquence représentatif de données à transmettre,

- une ligne de puissance (48) connectée au lien de communication (32) en un point de connexion (50); la ligne de puissance (48) étant destinée à être portée à une tension d’alimentation,

- au moins un composant capacitif de couplage (60) connecté entre la sortie (41 ) de l’émetteur radiofréquence et le point de connexion (50), ledit composant capacitif de couplage (60) étant propre à transmettre le signal radiofréquence et à bloquer la tension d’alimentation,

• le dispositif de réception (30,100) comprenant :

- un récepteur radiofréquence (66,104) ayant au moins une entrée (74) connectée au lien de communication (32) pour recevoir ledit signal radiofréquence,

- une ligne de puissance (80) connectée au lien de communication (32) en un point de connexion (82),

- au moins un composant capacitif de couplage (92) connecté entre le point de connexion (82) et l’entrée (74) du récepteur radiofréquence, ledit composant capacitif de couplage (92) étant propre à transmettre le signal radiofréquence et à bloquer la tension d’alimentation.

2.- Système de transmission (26,96) selon la revendication 1 , dans lequel l’émetteur radiofréquence (38,102) comprend une sortie supplémentaire (43) et le récepteur radiofréquence (66,104) comprend une entrée supplémentaire (76), le système de transmission (26,96) comprenant un lien de communication supplémentaire (34) connecté entre la sortie supplémentaire (43) de l’émetteur radiofréquence et l’entrée supplémentaire (76) du récepteur radiofréquence,

• le dispositif d’émission (28,98) comprenant :

- une ligne de puissance supplémentaire (52) connectée au lien de communication supplémentaire (34) en un point de connexion supplémentaire

(54) ; et

- un composant capacitif de couplage supplémentaire (62) connecté entre la sortie supplémentaire (43) de l’émetteur radiofréquence et le point de connexion supplémentaire (54),

· le dispositif de réception (30,100) comprenant :

- une ligne de puissance supplémentaire (84) connectée au lien de communication supplémentaire (34) en un point de connexion supplémentaire (86); et

- un composant capacitif de couplage supplémentaire (94) connecté entre le point de connexion supplémentaire (86) et l’entrée supplémentaire (76) du récepteur radiofréquence.

3.- Système de transmission (26,96) selon la revendication 2, dans lequel le dispositif d’émission (28,98) et/ou le dispositif de réception (30,100) comporte un transformateur (46, 78) connecté, d’une part, à l’émetteur radiofréquence (38,102) et/ou au récepteur radiofréquence (66,104) et, d’autre part, au lien de communication (32) et au lien de communication supplémentaire (34).

4.- Système de transmission (26,96) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le dispositif d’émission (28,98) et/ou le dispositif de réception

(30,100) comprend en outre un filtre (58,90) propre à bloquer le signal radiofréquence et à transmettre la tension d’alimentation, ledit filtre (58,90) étant connecté à la ligne de puissance (48). 5.- Système de transmission (26,96) selon la revendication 4, dans lequel ledit filtre (58,90) est un transformateur.

6.- Système de transmission (26,96) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le lien de communication (32) est un brin d’un câble à impédance contrôlé. 7.- Système de transmission (26,96) selon l’une quelconque des revendications

1 à 6, dans lequel le dispositif d’émission (28,98) comporte un réseau d’adaptation d’impédance (44) connecté entre l’émetteur radiofréquence (38,102) et le composant capacitif de couplage (60), ledit réseau d’adaptation (44) étant propre à adapter les impédances du lien de communication (32).

8.- Système de transmission (26,96) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le dispositif de réception (30,100) comporte un réseau d’adaptation d’impédance (68) connecté entre le composant capacitif de couplage (92) et le récepteur radiofréquence (66,104), ledit réseau d’adaptation (68) étant propre à adapter les impédances du lien de communication (32).

9.- Système de transmission (26,96) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 qui comporte en outre une source (56) d’alimentation en tension connectée à la ligne de puissance (48, 80) du dispositif d’émission (28,98) ou du dispositif de réception (30,100).

10.- Système de transmission (26,96) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 qui comporte en outre un ensemble (88) d’équipements électriques connecté à la ligne de puissance (70) du dispositif d’émission (28,98) ou du dispositif de réception (30,100).

Description:
Système de transmission de données

La présente invention se situe dans le domaine des systèmes de transmission de données pour aéronef.

Les aéronefs comportent un réseau de distribution de puissance et un réseau de transmission de données indépendant du réseau de distribution de puissance.

La figure 1 représente un exemple d’un système 2 de transmission de puissance et d’un système 4 de transmission de données généralement montés dans un aéronef. Le système 2 de transmission de puissance est indépendant du système 4 de transmission de données.

Le système 2 de transmission de puissance comporte deux câbles 6,8 connectés d’une part, à une source 10 d’alimentation en tension de l’aéronef et, d’autre part, à une unité de conversion de puissance 12 ou à un ensemble 12 d’équipements électriques.

Le système 4 de transmission de données comprend une première unité d’émission-réception 14, une deuxième unité d’émission-réception 16 propre à transmettre et à recevoir des données à et de la première unité d’émission- réception 14. Ces données sont transmises par l’intermédiaire d’ondes radiofréquences. Les unités d’émission-réception 14,16 sont identiques. Elles comportent chacune une unité de traitement de données 18 apte à générer des données à transmettre, un émetteur-récepteur radio-fréquence 20 connecté à l’unité de traitement 18, un réseau d’adaptation 22 connecté à l’unité de traitement et une antenne 24 d’émission et de réception connectée au réseau d’adaptation.

Toutefois, ces système ne sont pas sécurisés et ne sont pas utilisés pour des systèmes critiques c’est-à-dire des systèmes pouvant entraîner la perte de l’avion.

La présente invention a pour but de proposer un système de transmission alternatif. A cet effet, la présente invention propose un système de transmission de données comprenant un dispositif d’émission, un dispositif de réception et un lien de communication,

• le dispositif d’émission comprenant :

- un émetteur radiofréquence ayant au moins une sortie connectée au lien de communication, l’émetteur radiofréquence étant propre à générer un signal radiofréquence représentatif de données à transmettre,

- une ligne de puissance connectée au lien de communication en un point de connexion; la ligne de puissance étant destinée à être portée à une tension d’alimentation,

- au moins un composant capacitif de couplage connecté entre la sortie de l’émetteur radiofréquence et le point de connexion, ledit composant capacitif de couplage étant propre à transmettre le signal radiofréquence et à bloquer la tension d’alimentation,

· le dispositif de réception comprenant :

- un récepteur radiofréquence ayant au moins une entrée connectée au lien de communication pour recevoir ledit signal radiofréquence,

- une ligne de puissance connectée au lien de communication en un point de connexion,

- au moins un composant capacitif de couplage connecté entre le point de connexion et l’entrée du récepteur radiofréquence, ledit composant capacitif de couplage étant propre à transmettre le signal radiofréquence et à bloquer la tension d’alimentation. Suivant des modes particuliers de réalisation, le système de transmission comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

- l’émetteur radiofréquence comprend une sortie supplémentaire et le récepteur radiofréquence comprend une entrée supplémentaire, le système de transmission comprenant un lien de communication supplémentaire connecté entre la sortie supplémentaire de l’émetteur radiofréquence et l’entrée supplémentaire du récepteur radiofréquence,

• le dispositif d’émission comprenant : - une ligne de puissance supplémentaire connectée au lien de communication supplémentaire en un point de connexion supplémentaire; et

- un composant capacitif de couplage supplémentaire connecté entre la sortie supplémentaire de l’émetteur radiofréquence et le point de connexion supplémentaire,

• le dispositif de réception comprenant :

- une ligne de puissance supplémentaire connectée au lien de communication supplémentaire en un point de connexion supplémentaire ; et

- un composant capacitif de couplage supplémentaire connecté entre le point de connexion supplémentaire et l’entrée supplémentaire du récepteur radiofréquence.

- le dispositif d’émission et/ou le dispositif de réception comporte un transformateur connecté, d’une part, à l’émetteur radiofréquence et/ou au récepteur radiofréquence et, d’autre part, au lien de communication et au lien de communication supplémentaire.

- le dispositif d’émission et/ou le dispositif de réception comprend en outre un filtre propre à bloquer le signal radiofréquence et à transmettre la tension d’alimentation, ledit filtre étant connecté à la ligne de puissance.

- ledit filtre est un transformateur.

- le lien de communication est un brin d’un câble à impédance contrôlé.

- le dispositif d’émission comporte un réseau d’adaptation d’impédance connecté entre l’émetteur radiofréquence et le composant capacitif de couplage, ledit réseau d’adaptation étant propre à adapter les impédances du lien de communication.

-le dispositif de réception comporte un réseau d’adaptation d’impédance connecté entre le composant capacitif de couplage et le récepteur radiofréquence, ledit réseau d’adaptation étant propre à adapter les impédances du lien de communication.

- le système comporte en outre une source d’alimentation en tension connectée à la ligne de puissance du dispositif d’émission ou du dispositif de réception.

- le système comporte en outre un ensemble d’équipements électriques connecté à la ligne de puissance du dispositif d’émission ou du dispositif de réception. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux figures sur lesquelles :

- la figure 1 est une vue schématique d’un exemple de système de transmission de données et de système de transmission de puissance appartenant à l’état de la technique ; et

- la figure 2 est une vue schématique d’un système de transmission de données selon un premier mode de réalisation de l’invention ; et - la figure 3 est une vue schématique d’un système de transmission de données selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.

En référence à la figure 2, le système 26 de transmission de données selon un exemple de réalisation de la présente invention comporte un dispositif 28 d’émission de données apte à émettre des données, un dispositif 30 de réception de données apte à réceptionner les données transmises par le dispositif d’émission 28, un lien de communication 32 et un lien de communication supplémentaire 34.

Les liens de communication 32, 34 relient le dispositif d’émission 28 au dispositif de réception 30. Les liens de communication 32, 34 sont isolés l’un de l’autre. Ils sont par exemple constitués par un premier brin et un deuxième brin d’un câble à impédance contrôlé. Un câble de type RS 485 ou un câble ethernet peut par exemple être utilisé.

Le dispositif d’émission 28 comporte une unité de traitement 36 et un émetteur radiofréquence 38 connecté à l’unité de traitement 36 par une liaison de communication 42.

L’unité de traitement 36 est constituée par un contrôleur de protocole.

Elle comporte une sortie 40 propre à générer un signal représentatif de données à transmettre au dispositif de réception 30.

L’émetteur 38 est propre à recevoir le signal généré par l’unité de traitement, à le moduler et à l’amplifier. Enfin, l’émetteur 38 est apte à transmettre un signal radiofréquence contenant les données selon un mode différentiel au lien de communication 32 et au lien de communication supplémentaire 34. A cet effet, l’émetteur 38 comporte une sortie 41 connectée au lien de communication 32 et une sortie supplémentaire 43 connectée au lien de communication supplémentaire 34. L’émetteur radiofréquence 38 est par exemple un émetteur RFID.

La liaison de communication 42 est par exemple de type bus l 2 C (de l’anglais « Inter-lntegrated Circuit »), liaison SPI (de l’anglais « Serial Peripheral Interface »), liaison RS (de l’anglais « Recommended Standard ») telle qu’une liaison RS 232.

Le dispositif d’émission 28 peut comporter un réseau d’adaptation d’impédance 44 connectée à l’émetteur radiofréquence 38 et/ou un transformateur électrique 46 connecté au réseau d’adaptation d’impédance 44.

Le réseau d’adaptation d’impédance 44 comporte au moins une impédance variable et permet d’optimiser le transfert de données.

Le transformateur électrique 46 est propre à isoler galvaniquement l’émetteur 38 par rapport aux liens de communication 32, 34.

Le transformateur électrique 46 possède un premier bobinage connecté au réseau d’adaptation d’impédance 44 et un second bobinage connecté à des composants capacitifs de couplage 60, 62, comme explicité ci-après. Le premier bobinage agit comme une antenne propre à transmettre le signal radiofréquence. Le deuxième bobinage agit comme une antenne propre à réceptionner le signal radiofréquence émis par le premier bobinage.

En variante, le premier bobinage est connecté directement à la sortie 41 et à la sortie supplémentaire 43 de l’émetteur et le second bobinage connecté au lien de communication 32 et au lien de communication supplémentaire 34.

Le dispositif d’émission 28 comporte en outre une ligne de puissance 48 connectée au lien de communication 32 en un point de connexion 50, et une ligne de puissance supplémentaire 52 connectée au lien de communication supplémentaire 34 en un point de connexion supplémentaire 54.

Le dispositif d’émission 28 peut également comporter une source 56 d’alimentation en tension de l’aéronef telle que le générateur de l’aéronef ou une batterie. Les lignes de puissance 48, 52 sont connectées à cette source d’alimentation 56. La ligne de puissance 48 est par exemple connectée à un potentiel de 28 Volts. La ligne de puissance supplémentaire 52 est connectée au retour de courant de la source d’alimentation en tension.

Avantageusement, le dispositif d’émission 28 peut également comprendre un filtre 58 connecté à la ligne de puissance 48 en amont du point de connexion 50 et à la ligne de puissance supplémentaire 52 en aval du point de connexion 54, en considérant le sens du courant d’alimentation provenant de la source d’alimentation 56. En particulier, le filtre 58 est connecté entre la source d’alimentation 56 et les points de connexion 50,54.

Le filtre 58 permet de bloquer la transmission du signal radiofréquence vers la source d’alimentation 56 tout en laissant passer la tension d’alimentation.

Ce filtre 58 est par exemple constitué par un transformateur.

Le dispositif d’émission 28 comporte de plus un composant capacitif de couplage 60 connecté entre la sortie de l’émetteur et le point de connexion 50, et un composant capacitif de couplage supplémentaire 62 connecté entre la sortie 41 supplémentaire 43 de l’émetteur et le point de connexion supplémentaire 54.

Le composant capacitif de couplage 60 et le composant capacitif de couplage supplémentaire 62 sont propres à transmettre le signal radiofréquence et à bloquer la tension d’alimentation. Ainsi, la tension d’alimentation appliquée par la source d’alimentation 56 n’est pas transmise à l’émetteur radiofréquence 38.

Les composants capacitifs de couplage 60,62 sont, par exemple, constitués par des capacités.

Avantageusement, les composants capacitifs de couplage 60,62 bloquent la tension d’alimentation afin qu’elle ne soit pas transmise à l’émetteur radiofréquence 38.

Le dispositif de réception 30 comporte une unité de traitement 64 et un récepteur radiofréquence 66 connecté à l’unité de traitement.

L’unité de traitement 64 est identique ou similaire à l’unité de traitement 36 du dispositif d’émission. Elle comporte une entrée 70 connectée à une sortie 72 du récepteur 66 par un lien de communication 37 de type bus l 2 C, liaison SPI, liaison RS. Le récepteur radiofréquence 66 comporte la sortie 72, une entrée 74 connecté au lien de communication 32 et une entrée supplémentaire 76 connectée au lien de communication supplémentaire 34

Le dispositif de réception 30 peut également comporter un réseau 68 d’adaptation d’impédance connecté au récepteur radiofréquence 66 et/ou un transformateur électrique 78 connecté au réseau d’adaptation d’impédance 68.

Le réseau d’adaptation d’impédance 68 et le transformateur 78 sont identiques ou similaires au réseau d’adaptation 68 et au transformateur 46 du dispositif d’émission 28. En particulier, le transformateur électrique 78 possède un premier bobinage connecté à la sortie 74 et à la sortie supplémentaire 76 du récepteur et un second bobinage connecté au lien de communication 32 et au lien de communication supplémentaire 34.

Le dispositif de réception 30 comporte une ligne de puissance 80 connectée au lien de communication 32 en un point de connexion 82 et une ligne de puissance supplémentaire 84 connectée au lien de communication supplémentaire 34 en un point de connexion supplémentaire 86.

Le dispositif de réception 30 peut également comporter un ensemble d’équipements 88 connecté à la ligne de puissance 32 et à la ligne de puissance supplémentaire 34. L’ensemble d’équipements 88 comprend un ou plusieurs équipements électriques.

De préférence, le dispositif de réception 30 comprend un filtre 90 connecté à la ligne de puissance 80 en aval du point de connexion 82 et à la ligne de puissance supplémentaire 84 en amont du point de connexion supplémentaire 86 en considérant le sens du courant provenant de la source d’alimentation 56 et alimentant l’ensemble d’équipements 88. En particulier, le filtre 90 est connecté entre l’ensemble d’équipements 88 et les points de connexion 82 et 86. Ce filtre 90 est apte à bloquer le signal radiofréquence et à laisser passer la tension d’alimentation. Le filtre 90 est par exemple constitué par un transformateur.

Le dispositif de réception 30 comprend en outre un composant capacitif de couplage 92 connecté entre le point de connexion 82 et l’entrée 74 du récepteur radiofréquence 66, et un composant capacitif de couplage supplémentaire 94 connecté entre le point de connexion 86 et l’entrée 76 du récepteur radiofréquence 66.

Les composants capacitifs de couplage 92,94 sont propres à bloquer la tension d’alimentation provenant de la source de tension 56 et à laisser passer le signal radiofréquence. Les composants capacitifs de couplage 92,94 comprennent une ou plusieurs capacités.

En variante, l’ensemble d’équipements 88 connecté au dispositif d’émission 28 et la source de tension 56 est connectée au dispositif de réception 30. Dans ce cas, c’est le dispositif de réception 30 qui alimente en tension le dispositif d’émission 28, les données étant transmises du dispositif d’émission 28 vers le dispositif de réception 30.

En variante, le dispositif d’émission 28 et/ou le dispositif de réception 30 ne comporte pas de transformateur électrique 46, 78.

En variante, la ligne de puissance 48, 80 et la ligne de puissance supplémentaire 52,84 du dispositif d’émission 28 et/ou le dispositif de réception 30 ne comporte pas de filtre 58, 90.

En variante également, le système de transmission 26 comporte un unique lien de communication 32 et l’émetteur 38 comporte une unique sortie 41 propre transmettre le signal radiofréquence représentatif des données à transmettre sur l’unique lien de communication dans un mode non différentiel.

En fonctionnement, l’émetteur radiofréquence 38 module les données issues de l’unité de traitement 36 en un signal radiofréquence et transmet le signal ainsi obtenu aux liens de communication 32,34. Les données sont ainsi transmises du dispositif d’émission 28 vers le dispositif de réception 30. Les données réceptionnées sont démodulées par le récepteur radiofréquence 66 puis transmises à l’unité de traitement 64. En parallèle, la tension d’alimentation provenant de la source d’alimentation 56 est des lignes de puissance 48, 52 vers les liens de communication 32, 34. Cette tension d’alimentation est transmise aux lignes de puissance 80, 84. Cette tension d’alimentation alimente l’ensemble d’équipements électriques 88.

Le système de transmission de données 96 selon le deuxième mode de réalisation de l’invention représenté sur la figure 3 est identique au système de transmission de données selon le premier mode de réalisation à l’exception du fait qu’il comporte un premier dispositif d’émission-réception 98 à la place du dispositif d’émission 28 et un deuxième dispositif d’émission-réception 100 à la place du dispositif de réception 30.

A cet effet, dans ce mode de réalisation, l’émetteur radiofréquence 38 est un émetteur-récepteur radiofréquence 102 et le récepteur radiofréquence 66 est un émetteur-récepteur radio fréquence 104. Les autres composants du système de transmission 96 selon le deuxième mode de réalisation sont identiques ou similaires aux composants du système de transmission 26 selon le premier mode de réalisation et ne seront pas décrits une seconde fois.

Le fonctionnement du système de transmission selon le deuxième mode de réalisation est similaire au fonctionnement du système de transmission selon le premier mode de réalisation. Des données sont transmises du premier dispositif d’émission-réception 98 au deuxième dispositif d’émission-réception 100 et des données sont transmises du deuxième dispositif d’émission-réception 100 au deuxième dispositif d’émission-réception 98. La source de tension 56 alimente l’ensemble d’équipements 88. La tension d’alimentation est transmise par les lignes de puissance 48,58 du premier dispositif 98, les liens de communications 32, 34 et les lignes de puissance 80, 84 du deuxième dispositif 100.

Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association.