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Patent Searching and Data


Title:
IDENTIFICATION AND/OR LOCALIZATION SYSTEM AND BEACON
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1988/005546
Kind Code:
A1
Abstract:
System for the identification and/or localization of at least one beacon in a space. The system comprises at least one interrogator assembly comprising simultaneous emission means emitting at least two base waves of different frequencies (F1, F2), means for the reception and detection of at least one correlated frequency wave (F3) and a computing and controlling unit for the processing of the signal issued from the reception and detection means. Each beacon is comprised, on the one hand, of distinct conducting loops (20, 21, 22) having dimensions adapted to form resonant circuits tuned on the base (F1, F2) and correlated (F3) frequencies, and on the other hand, of a diode (23) common to said conducting loops, said diode being connected to all conducting loops which close up onto said diode so as to form the mixer of base frequencies (F1, F2) and to deliver said mixture to the loop tuned to the correlated frequency (F3) in order to re-emit the wave of correlated frequency (F3).

Inventors:
BRIEUSSEL JEAN-MARIE (FR)
DAVID JACQUES (FR)
Application Number:
PCT/FR1988/000009
Publication Date:
July 28, 1988
Filing Date:
January 06, 1988
Export Citation:
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Assignee:
MIDI ROBOTS SA (FR)
International Classes:
G01S13/75; (IPC1-7): G01S13/74
Foreign References:
DE2352807A11975-04-24
US2551664A1951-05-08
US4155091A1979-05-15
US4123754A1978-10-31
US3707711A1972-12-26
GB2152335A1985-07-31
US4063229A1977-12-13
EP0172445A11986-02-26
Other References:
See also references of EP 0341254A1
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Claims:
REVENDICATIONS
1. 1/ Système d'identifica ion et/ou d localisation, doté d'au moins un ensemble interrogateur (l) e d'au moins une balise (2, 3, 4) : chaque balise (2, 3, 4) comprenant, d'un part, un système d'antenne de réception et de réémissio (13 16) adapté pour recevoir au moins deux ondes de base d fréquences différentes (Fi, F2) et pour réémettre au moins un troisième onde de fréquence corrélée (F3) différente des de premières, d'autre part, un mélangeur de fréquence (17) couplé audit système d'antenne et apte à mélanger au moin deux signaux de fréquence de base F2) pour délivrer ve ledit système un signal de fréquence corrélée (F3), . chaque ensembleinterrogateur (1 comprenant des moyens (5, 6) d'émissions simultanées d'a moins deux ondes de base de fréquences différentes (F , F2 des moyens (10) de réception et de détection d'au moins un onde de fréquence corrélée (F3), et une unité de contrôle e de calcul (9) pour le traitement du signal issu des moyens réception et de détection, ledit système d'identifica ion et/ou de localisation étan caractérisé en ce que le système d'antenne de chaque bali est constitué, d'une part, de boucles conductrices distinct (20, 21, 22) de dimensions adaptées pour former des circui résonnants accordés sur les fréquences de base (F,, F9) corrélée (F3), d'autre part, d'une diode (23) commune à c boucles conductrices, ladite diode étant reliée à toutes l boucles conductrices qui se referment sur celleci, de façon constituer le mélangeur des fréquences de base (F,, F9) et délivrer ce mélange dans la boucle accordée sur la fréquen corrélée (F3) en vue de la réémission de l'onde de fréquen corrélée ( F ) .
2. Système selon la revendication 1, da lequel : chaque balise possède parmi ses boucl résonnantes une boucle accordée sur une fréquence corrél (F3) égale à la différence des fréquences de base (F F2), chaque ensembleinterrogateur possède d moyens (10) de réception et de détection, accordés sur fréquence corrélée ( ) égale à la différence des fréquen.
3. Système selon l'une des revendication ou 2, caractérisé en ce qu'un résonateur diélectriqu coefficient de surtension élevé (18, 25) est couplé à boucle résonnante (15, 21) accordée sur une des fréquences.
4. Système selon l'une des revendicati 1, 2 ou 3, dont les 'moyens d'émissions simultanées s constitués par deux émetteurs radiofréquences distin couplés (5, 6), et les moyens de réception par un récept radiofréquence (10).
5. Système selon la revendication comportant deux émetteurs radiofréquences couplés (5, adaptés pour émettre plusieurs couples de fréquence (F,, F F ' 2 , F'2...) caractéristiques des diverses balises, récepteur radio f r quence (10) étant apte à recevoir une ba de fréquence contenant toutes les fréquences corrél correspondantes (F3, F'3...).
6. Système selon la re endica ion 5, d lequel un émetteur (5) est à fréquence fixe constituée particulier par la fréquence la plus élevée (F.), l'au émetteur (6) étant adapté pour générer plusieurs fréquen (F2, F' ...), afin d'émettre des couples de fréquences ( F2 ; Fi , F' "«) ayant une fréquence commune.
7. Système selon l'une des revendica ion ou 6, pour l'identification d'une balise dans un espa caractérisé en ce qu'il comprend : un modulateur (8) associé à l'un d émetteurs radio réquence (6) en vue d'émettre une onde de b modulée ( F2 ) » un démodulateur (11) associé au récepte radiof réquence (10) en vue d'extraire le signal de modulat et de le comparer à la modulation de l'onde de base modul (F2) en vue de délivrer un signal de correspondance, l'unité de contrôle et de calcul ( adaptée pour recevoir le signal de correspondance issu démodulateur (11) et délivrer un signai de présence en cas réception significative d'une onde corrélée (F3) de mê modulation que l'onde de base (F2). 8 / S y s t è m e s e l o n l ' u n e d e revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6 ou 7, dans lequel le moyens d'émissions et/ou moyens de réception de l'ensembl interrogateur comprennent une antenne directive.
8. Balise apte à réémettre une ond d'identification et/ou de localisation, caractérisé en c qu'elle est constituée par tro ï"s boucles conductrice résonnantes de tailles différentes se refermant par de connections sur une diode mélangeuse commune (23), les tro boucles (20, 21, 22) ayant des longueurs respectivement lié à deux fréquences de base (F., F2) et à la différence de c fréquences (F = F t F2), de façon à former des circui résonnants accordés sur ces valeurs de fréquences.
9. Balise apte à réémettre une ond d'identification et/ou de localisation, caractérisé en qu'elle est constituée par deux boucles résonnantes (31, 3 de tailles différentes se refermant sur une diode mélangeu commune (33), les longueurs des deux boucles étant d multiples entiers d'une même longueur de façon à former d circuits résonnants accordés sur des fréquences de base (F F2 et fréquence corrélée (F3) telles que : F3 = FτF n9Fι = niFn où ni et n sont des nombres entiers.
10. Balise selon l'une des revendications ou 10, caractérisée en ce que les boucles (20, 21, 22 ; 3 32) sont constituées par un circuit imprimé sur lequel a é rapportée la diode (23), au moins un résonateur diélectriq (25) étant fixé à proximité d'une des boucles (21).
11. Balise selon l'une des revendicatio9 10 ou 11, caractérisée en ce qu'un réflecteur d'ondes (2 27) est associé à chaque boucle et disposé parallèlement plan de ladite boucle à une distance de celleci telle q l'onde réfléchie par le réflecteur soit en phase avec l'on directe .
12. Balise selon la re endication 1 caractérisée en ce que les boucles (20, 21, 22) sont situé dans un même plan et en ce qu'elle comprend un ou d réflecteurs d'ondes (26, 27) disposés parallèle ent au pi desdites boucles à distance telle que les ondes réfléchi soient en phase avec les ondes directes.
Description:
SYSTEME ET BALISE D ' IDENT I F I C AT I ON ET/OU DE LOCALISATION

L ' i n v e n t i o n c o n c e r n e u n s y s t è d'identification et/ou de localisation, à distance, de bali dans un espace. Elle peut notamment être mise en oeuvre p déterminer la direction relative d'une balise à partir d point de l'espace ou pour localiser un objet par rappor plusieurs balises de positions connues. Elle s'étend à nouvelle structure de balise appelée à équiper ledit syst d'identifica ion et/ou de localisation. Par "identificatio on entend aussi bien la détection de la présence d'une bali que la reconnaissance d'un état prédéterminé de celle-ci que l'identification de celle-ci dans un groupe donné. L ' invent i on peu t en pa r t i cul i e r "êt appliquée pour le repérage absolu d'engins mobiles dans espace pourvu de balises fixes (engins mobiles autonomes.. le repérage de personnes en détresse préalable ent muni d'une balise (naufragés, personnes ensevelies ou égarée l'identification d'objets munis de balises par étiqueta

(véhicules, wagons, conteneurs, marchandises...), etc.

Il existe essentiellement trois catégories système d'identification et/ou de localisation à distance, q sont aptes à assurer une in errogation de balise et à analys la réponse en vue d'effectuer une identi ication et/ou u localisation. Par "balise", on entend tout dispositif apte renvoyer une réponse identif iable lorsqu'il est excité façon appropriée.

Une première catégorie de systèmes, tr nombreux, comporte des balises actives, dotées d'une sour d ' a l i men ta t i on p ropre ( ba l i se "A rgo s" , breve t n° 2 295 434...). Les déf auts essentiels de ces systèm proviennent de la présence obligatoire de la sour d'ali entation (entretien, risque de panne, encombrement poids) et généralement de leur complexité et de leur coût. C systèmes sont totalement inco patibles avec la réalisation dispositifs bon marché, de grande diffusion (étiquett identifiables ou localisables), ou de dispositifs exigeant stockage prolongé et non défini dans le temps (repérage sécurité), ou de dispositifs impliquant un grand no bre

balises ( ultiplication des opérations d'entretien, coût encombrement) .

Dans une deuxième catégorie de systèmes, le balises sont passives, c'est-à-dire non dotées d'alimentatio propre, mais comprennent des composants actifs qui son alimentés à travers un transformateur d'énergie, par le signa d'excitation provenant de l'ensemble interrogateur. Le brevets FR n° 2 444 945, 2 442 452, 2 260 115, 2 552 886 2 552 829... illustrent ce type de systèmes. Les balises d ces systèmes sont équipées de moyens élec roniques, plus o moins complexes, destinés à assurer diverses fonction spécifiques dépendant du but recherché et ces moyens son alimentés par l'énergie du signal d'excitation reçu en entrée Le défaut commun de tous ces systèmes réside dans le nivea d'énergie élevé que doit posséder le signal d'excitation émis pour mettre en état d'activité les balises. Ces système conduisent soit à des ensembles interrogateurs de puissance très élevées, soit à des dispositifs de portées réduites n dépassant pas quelques mètres. De plus, la présence de moyen de conversion d'énergie et de fonctions électroniques rend ce systèmes généralement nettement plus complexes que ceux de l troisième catégorie. Ce facteur d'augmentation des coûts es très pénalisant pour des systèmes de grande diffusion. Les systèmes de la troisième catégori comprennent des balises purement passives, c'est-à-dire qu rayonnent directement un signal image du ou des signaux reçu sans traitement électronique (absence de tout composant devan être alimenté). Ces systèmes ont en général l'avantage, d'un part, d'autoriser des portées beaucoup plus grandes que le précédentes, avec des puissances d'interrogation réduites d'autre part, de bénéficier de structures simples (et donc d f aibles co ûts, en raison de l'absence de circuit électroniques au niveau des balises). Ce dernier avantage es essentiel en pratique pour des systèmes exigeant la présenc d'un grand nombre de balises (étiquettes, ...).

L'invention vise un système entrant dan cette dernière catégorie.

Dans cette catégorie, plusieurs brevet décrivent des systèmes dans lesquels la balise réémet une ond

de m 'ente f réquence que cel le émise par l 'ensem interrogateur, cette onde réémise étant exploitée par ensemble afin de détecter la présence de la balise : brev FR n° 2 386 050, 2 445 039, 2 229 598, 2 272 542 et brevet n° 4 023 167. Le problème soulevé par ce type de syst provient de l'identité entre l'écho et l'onde émise, ce dernière perturbant l'écho et rendant une discrimininat difficile au niveau de l'ensemble interrogateur. Des soluti techniques ont été proposées pour assurer cette discriminat

(vobulation de l'onde émise et/ou analyse spectrale de réponse), mais il s'ensuit une complexité plus grande l'ensemble interrogateur, et une rigidité d'utilisation admissible dans beaucoup d'applications (plage étroite distances entre balise et ensemble interrogateur). De pl une ambiguïté subsiste toujours et, dans ces systèm l'identification est peu fiable car un écho accidentel p être engendré par d'autres objets.

Les brevets US n° 3.781.879, n° 4.188.6 n° 4.123.754, n° 3.798.642, FR n° 2 256 416 décrivent systèmes dans lesquels le défaut précédent est supprimé réémettant, au niveau de la balise, non pas l'o fondamentale reçue, mais un harmonique de celle-ci, de faço renvoyer vers l'ensemble interrogateur une onde de fréque différente de celle émise. Cette onde est ainsi plus facil discriminer. Toutefois, cette solution comporte deux défa essentiels. En premier lieu, un harmonique réémis par balise passive pure possède une puissance très inférieur celle de l'onde fondamentale (-10 à -20 dbs pour l'harmoni 2), et nécessite une puissance d'excitation plus élevée p que cet harmonique soit s i g n i f i c a t i v e m en t détectable. outre, quelles que soient les précautions prises, l'émiss d'une onde de fréquence donnée s'accompagne généralement d' émission d'harmoniques qui peuvent donc venir perturber échos significatifs et réduire la fiabilité du système. deuxième défaut est corrigé dans le système décrit dans brevet US n° 3 781 879 en amenant la balise à réémettre harmonique de polarisation croisée par rapport à l'onde base, de sorte que l'écho significatif est plus facile distinguer des échos parasites. Toutefois, cette soluti

entraîne une grave contrainte en pratique : l'orientati respective balise/ensemble interrogateur doit être fixée façon relativement précise, ce qui est incompatible avec plupart des applications (repérage de balises à positi aléatoire) .

L'article "ELECTRONICS LETTERS", vol. n° 25, 1973, pages 592, 593, Hitchin, Herts, CB, D.E.N. DAVI et al r "Two-f requency secondary radar incorporating passi transpoπdeurs" et le brevet DE n° 2.352.807 décrivent système dans lequel deux ondes de base sont émises p l'interrogateur, ces ondes étant mélangées dans transpondeur pour réémettre une onde corrélée de fréquen égale à la somme ou la différence des fréquences de bas Cette solution paraît satisfaisante car elle supprime l défauts précités des autres solutions mettant en oeuvre d balises purement passives. Toutefois, les balises utilisé comportent des circuits LC dont les coûts et encombremen sont parfaitement compatibles avec des applications du type celles indiquées dans ces documents (contrôle aéri d'aéronefs, recherche de personnes), mais la structure de c balises les rend difficilement utilisable dans le c d'applications plus triviales, notamment étiquetage produits bons marchés, système de localisation nécessitant très nombreuses balises, etc.

La présente invention se propose de fourn un système de cette dernière catégorie qui utilise le mélan de deux fréquences pour effectuer l'identification ou localisation de la balise. Un objectif essentiel de l'invention est fournir un système dans lequel les balises présentent u structure très simplifiée par rapport à celles des systèm connus, leur coût et leur encombrement étant compatibles av une large diffusion de celles-ci, cependant que leur rustici et leurs faibles dimensions en autorisent l'utilisation da des applications les plus diverses et les plus courantes.

Un autre objectif est de fournir un systè dans lequel les réponses de balises ne subissent aucu perturbation de la part des émissions de l'ensemb interrogateur et sont facilement discriminées par celui-ci.

Un autre objectif est de fournir un systè bénéficiant d'un compromis très favorable por tét/puissance . '

Un autre objectif est de permettre la mise oeuvre d'un grand nombre de balises passives dif f rent iab les unes des autres.

Un autre objectif est de fournir un systè bénéficiant d'une grande souplesse d'utilisation, exem notamment de contraintes de positionnemen ou d'orientati des balises par rapport à ou aux ensembles interrogateurs.

A cet effet, le système d'identificati et/ou de localisation visé par l'invention est doté d'au moi un ensemble interrogateur et d'au moins une balise, présenta les caractéristiques suivantes : • chaque balise comprend, d'une part, système d'antenne de réception et de réémission adapté po recevoir au moins deux ondes de base de fréquences différent Fi , F e t pour réémettre au moins une troisième onde fréquence corrélée F, différente des deux premières, d'aut part, un mélangeur de fréquence, couplé audit systè d'antenne et apte à mélanger au moins deux signaux fréquence de base Fi , Fn pour délivrer vers ledit système signai de fréquence corrélée F -, , chaque ense ble-interrogateur comprend d moyens d'émissions simultanées d'au moins deux ondes de ba de fréquences différentes F -, , F^ » des moyens de réception de détection d'au moins une onde de fréquence corrélée F- j , une unité de contrôle et de calcul pour le traitement signal issu des moyens de réception et de détection. Selon la présente invention, le systè d'antenne de chaque balise est constitué, d'une part, boucles conductrices distinctes de dimensions adaptées po former des circuits résonnants accordés sur les fréquences base F-i, ? 2 e ^ corrélées F-r, d'autre part, d'une diode commu à ces boucles conductrices, ladite diode étant reliée à tout les boucles conductrices qui se referment sur celle-ci, façon à constituer le mélangeur des fréquences de base F^ > et à délivrer ce mélange dans la boucle accordée sur fréquence corrélée F -τ en vue de la réémission de l'onde fréquence corrélée F- j .

Ainsi chaque balise se réduit à plusieur fils conducteurs refermés en boucle sur une diode commun chaque fil conducteur étant dimensionné pour constituer u circuit résonnant en l'absence de tout composant électroniqu tel que self ou capacité. Cette structure extrêmement simpl et peu coûteuse permet la réalisation de balise à des coût extrêmement bas, pratiquement constitués par le prix de l diode. Par exemple, pour une application de localisation d'u produit grâce à une étiquette fixée sur celui-ci, le fréquences de base utilisées peuvent être de l'ordre d quelques gigahertz à quelques dizaines de gigahert conduisant à des longueurs de boucles de l'ordre d centimètre, soit des diamètres de l'ordre du demi-centimètre L'invention est applicable pour détecter l présence ou le passage d'une balise dans un espace donné, p exemple présence d'une balise- tiquette, présence d'un obj ou d'une personne munie d'une balise, passage d'un mobile da un espace. Elle peut également être appliquée pour reconnaît un état prédéterminé d'une balise apte à présenter plusieu états : état dans lequel elle réémet la fréquence F j , éta sans réémission (le passage d'un état à un autre pouvant êt assuré par quelque phénomène que ce soit, externe ou interne la balise). L'invention peut également être appliquée, com on le verra plus loin, pour identifier une balise dans groupe donné, localiser ladite balise ou s'orienter p rapport à plusieurs d'entre elles.

De préférence, les ondes de base de fréquen (Fi, F ? ) émises si ultanément par l'ensemble interrogate sont telles que F j - F 2 | < F ^ et F 2 , la balise éta adaptée pour délivrer et réémettre un signal de mélange constitué par la différence de signaux reçus F - j = F-. - Fo Ainsi l'onde corrélée possède une fréquence F j qui e inférieure aux fréquences de base Fi ou F 2 de sorte qu'auc harmonique de quelque ordre qu'il soit n'est susceptib d'interférer avec cette onde corrélée.

Les deux fréquences de base F^ et F 9 peuve n'avoir aucune corrélation entre elles ; dans ce cas, balise comprend trois boucles résonnantes accordées sur l fréquences de base F j _ , F2 et sur la fréc l uence corrélée F3

1 - F Il est également possible de choisir fréquences de base de façon que F^ = n^ -, et -F 2 = n F- j où et n 2 sont des entiers différents. Dans ce cas, la balise p se simplifier à l'extrême en prévoyant des circuits résonna communs à deux de ces fréquences (résonance dans des rappo d'harmoniques). La balise est alors constituée par d boucles résonnantes de tailles différentes se refermant sur diode mélange commune, les longueurs de deux boucles étant multiples entiers d'une même longueur de façon à former circuits résonnants accordés sur les fréquences de base F^, et fréquence corrélée F-,, liées par les relations s évoquées.

De préférence, un résonateur diélectriqu coefficient de surtension élevé est couplé à la bou résonnante accordée sur une des fréquences de base (F ). résonateur diélectrique (constitué par un composant très marché) permet d'améliorer la sélectivité de la balis l'égard de la fréquence de base concernée (F ) et, conséquence, d'accroître l'acuité fréquentielle de l'o corrélée réémise ( F - j ) . Dans le cas d'un grand nombre balises, celles-ci sont ainsi plus facilement di f f éren tiabl

L'invention s'étend, en ' tant que telle, h balise telle que définie plus haut, en particulier à balise comprenant deux ou trois boucles conductri résonnantes se refermant sur une diode élangeuse commune.

Selon un mode de réalisation préféré desdi balises, un réflecteur d'ondes est associé à chaque boucle disposé parallèlement au plan de ladite boucle à une dista de celle-ci telle que l'onde réfléchie par le réflecteur s en phase avec l'onde directe. Ainsi, on améliore le gain de balise sur une demi-sphère et l'on élimine toute perturbat provenant des supports sur lesquels ladite balise se tro appl iquée . L'invention exposée ci-dessus dans sa fo générale est illustrée dans la description qui suit référence aux dessins annexés qui en présentent des exemp de réalisation ; sur ces dessins :

- la figure 1 est un schéma synoptiq fonctionnel du système d'identification et de localisat

conforme à l'invention,

- la figure 2 est un mode de réalisation d balise en vue de face, - la figure 3 est une coupe axiale, .par u plan AA ' , de ladite balise,

- les figures 4 et 5, sont des vue analogues (vue de face et coupe axiale) d'un autre mode d réalisation de balise, - la figure 6 illustre le procédé d localisation conforme à l'invention au moyen de trois balises

- la f igure 7 illustre le procéd d'identification d'une balise interrogée par deux ensemble interrogateurs distincts. Le système représenté en exemple à l figure 1 comprend un ensemble interrogateur 1 et plusieur balises purement passives distinctes, en l'exemple au nombr de trois, 2, 3 et 4, qui seront décrites plus loin.

L'ensemble interrogateur est doté de deu émetteurs radiofréquences couplés 5 et 6, en l'exempl omnidirectionneis. Ces émetteurs sont couplés par l'entremis d'un bloc contrôleur 7 afin d'émettre simultanément deux onde de fréquences différentes F^, F 2 . L'émetteur 5 est un émetteu à fréquence fixe constituée par la fréquence la plu élevée F j . L'autre émetteur est un émetteur à fréquenc réglable, adapté pour générer plusieurs fréquences (F 2 , F' F"2«.«) à la commande du bloc contrôleur.

Ainsi, les émetteurs 5 et 6 sont aptes émettre simultanément à un instant donné, un couple d fréquences Fi, F 2 différentes, ce couple pouvant être modifi à l'instant suivant par un réglage approprié de la fréquenc Fo, F' 2 ' du second émetteur 6 (la fréquence Fi étant commun à tous les couples).

La bande des fréquences d'émission de émetteurs 5 et 6 peut en particulier s'étendre sur une décad notamment bandes des hyperf réquences .

Les émetteurs 5 et 6 sont en l'exempl ajustés de façon que les fréquences F j _ et F 2 soient no corrélées et satisfassent à la relation : r λ > F 2

et F 2 > F - F 2 soit F 2 > F 1 A Ainsi, la différence de fréquence F = , est inférieure à la plus petite fréquence d'émission (F 2 ne peut donc coïncider avec un harmonique des fréquences et F .

En outre, en l'exemple représenté, modulateur 8 est associé à l'émetteur 6 pour assurer modulation de chaque fréquence F 2 , F' 2 .«. Cette modulat peut être une modulation de fréquence ou d'amplitude.

Ce modulateur 8 et le bloc contrôleur 7 s contrôlés par une unité de contrôle et de calcul 9 synchronise les émetteurs 5 et 6, déclenche les émissions les changements de fréquences F , F' 2 e ^ les changements modulation de ces fréquences.

L'ensemble interrogateur comprend en outre récepteur ra di 0 f ré quence 10, en l'exemple o m n i d i rec t i onn apte à recevoir une bande de fréquence contenant toutes fréquences F , dites fréquences corrélées, constituées par différences j - F 2 , F j _ - F' 2 , F j _ - F" 2 ...

Ce récepteur est asservi en fréquence par bloc contrôleur 7 de façon à se positionner sur la fréque

F 3 = 2 - F 2 , F' 3 = F χ - F ' 2 ou F "3 = F χ - F " 2 , correspondance avec la fréquence F 2 , F' 2 ou F" ... laquelle l'émetteur 6 est en cours d'émission.

Le récepteur 10 possède une sortie ba fréquence délivrant un signal de modulation représentatif la modulation du signal reçu, et une autre sortie, délivr un signal continu représentatif de l'amplitude du signal re La sortie basse fréquence est reliée à démodulateur 11 qui compare le signal de modulation à modulation de l'onde F 2 émise en vue de délivrer v l'unité 9 un signal de correspondance lorsque ces modulati coïncident . L'autre sortie délivrant le sign d ' a m p l i t u d e e s t r e l i é e à u n c o n v e r t i s s e analogique/numérique 12 en vue de numériser ce sign d ' ampli tude .

Les signaux de correspondance et sign numérisés sont traités dans l'unité 9 pour délivrer en sor

1G un signal de présence lorsque :

- un signal de correspondance apparaît mettant en évidence, à l'instant considéré, une identité d modulation entre l'émission F 2 et la réception F-z,

- le signal numérisé est supérieur à un seui préd terminé, indiquant une réémission significative de l balise à identifier.

Par ailleurs, che-que balise 2, 3, 4 es caractérisé par un couple de fréquence F^, F ; F ^ , F' 2 ; F^ F" , ... et est adaptée pour émettre une fréquence F , F'3 F " égaie à la différence des fréquences du couple qui l caractérise .

Sur le plan fonctionnel, chaque balis comprend un système d'antenne de réception et de réémissio accordé sur les fréquences de base F-,, F 2 et corrélée F caractéristiques de la balise. Ce système a été décomposé à l figure 1 pour séparer les fonctions en une antenne 13 et de résonateurs 14, 15 et 16 accordés respectivement sur les troi fréquences F-., F 2> F . Les résonateurs 14 et 15 accordés su les fréquences Fi, F 2 sont reliés à un mélangeur 17 qu délivre vers l'autre résonateur un signal de fréquence F égale à la différence des fréquences reçues. Ce signai d fréquence F-, est réémis par l'antenne 13. En l'exemple, u résonateur diélectrique à coefficient de surtension, élevé 1 est associé au résonateur 15 (fréquence F 2 ) en vue d'accroîtr la sélectivité de la balise. On verra plus loin la structur des balises, caractéristique de l'invention.

Les balises ayant des fréquences d réémission différente les unes des autres, c'est-à-dire, soi des boucles de tailles différentes, soit des résonateur diélectriques 18 différents (comme on le verra plus loin) sont identifiées par l'ensemble-interrogateur 1 lorsque l fréquence correspondante F , F'3, F "3... est détectée par l récepteur 10 de celui-ci.

Comme on le verra plus loin, le systè e peu comprendre plusieurs ensembles-interrogateurs, émettan simultanément avec des modulations différentes. L démodulation au niveau de chacun de ceux-ci permet d'affecte à chaque ensemble-interrogateur l'éventuel signal de présenc

issu de sa propre interrogation.

Le système conforme à l'inven.ion permet d de détecter la présence d'un objet donné muni d'une balis l'objet peut le cas échéant porter plusieurs bali correspondant à un code de réémission ^3 » ^ ' 3 > F"3...) sorte que la détection de présence de toutes ces bali fournit une identification de l'objet après décodage. applications d'un tel système sont multiples : tri d'obje étiquetage, recherche de personnes en détresse, identificat d'une personne dans un groupe... Ces applications s possibles à moindre coût en raison de la structure extrêmem simple des balises, qui est décrite ci-après.

Les figures 2 et 3 représentent un mode réalisation de balise en vue de face et coupe axiale.

Celle-ci comprend trois boucles conductri distinctes 20, 21 et 22, faisant office d'antenne 13 et circuits résonnants 14, 15 et 16. Ces boucles sont reli par deux connexions communes à une diode 23 qui fait office mélangeur 17. Cette balise est exempte de tout composant s ou capacité.

Les trois boucles ont des longueurs L-,, L 2 L respective ent liées à la fréquence Fi , à la fréquence et à la différence de fréquences F = Fi - F 2 de façon que circuits résonnants qu'elles forment soient accordés sur valeurs de fréquence. (Ces longueurs L,, L 2> L3 sont voisi d'un nombre entier des longueurs d'ondes correspondant a fréquences concernées) .

Ces boucles conductrices peuvent êt constituées par des gravures de circuit imprimé, collé sur support diélectrique 24 et sur lequel est rapportée diode 23. Un disque résonateur diélectrique 25 est collé voisinage de la boucle 21 en vue de faire office de résonate à coefficient de surtension élevé 18. En outre, des réflecteurs d'ondes 26 et sont intégrés dans le support 24, parallèlement au plan comm des boucles, à distances telles que les ondes réfléchi soient en phase avec les ondes directes (distance entre bouc et réflecteur égale à ( 2 n+1 ) • , o A est la longueur d'on de l'onde concernée dans le diélectrique et un nomb

entier) .

En l'exemple, le réflecteur 26 est constitu par une feuille d'aluminium collée sur la face arrière d support 24, pour jouer le rôle de réflecteur pour les deu boucles 20 et 22. Ceci est possible grâce à un choix appropri des fréquences F, et F 2 (relation F 7 = 2 F, (— — - — — ) x ^ ^ 2n + 1 m entier < n) .

Le réflecteur 27 est une feuille d'aluminiu incluse dans le support 24 à la distance appropriée de l boucle 21 (liée à la fréquence F 2 ) .

Il est à noter que les réflecteurs 26 et 2 peuvent le cas échéant être remplacés par un seul réflecteu placé dans une position intermédiaire. Un tel compromi conduit à une si plification sans altérer de façon tro importante les performances.

On conçoit la simplicité structurelle d'un telle balise qui ne comprend qu'un seul composant semi conducteur et ne requiert aucune source d'alimentation (propr ou provenant du signal d'entrée).

Les dimensions de cette balise sont fonctio des fréquences et, pour les bandes d' hy perf ré quence, sont d l'ordre du centimètre en diamètre et de quelques millimètre en épaisseur. Les figures 4 et 5 présentent un autre mod de réalisation de balise. Cette balise comprend deux boucle de tailles différentes 31 et 32 se refermant comm précédemment, sur une diode mélangeuse 33. Les longueurs L' et L' 2 des deux boucles sont des multiples entiers d'une mêm longueur, les fréquences de résonance Fi, F 2 et F étant liée par les relations : n 2 F 1 = F 2

F-, = Fi - F 9 = (n 1 -n 9 )F 1 = (n-,-n 9 )F 7 n l n 2 où ni et n 2 sont des entiers différents tels que n 2 < ni < 2n

La boucle 31 est accordée sur la fréquence F

(la plus faible), l'autre boucle 32 est accordée sur l'une de fréquences F-, (ou F 2 )« Une des deux boucles est en outre apt à résonner (en mode harmonique) pour l'autre fréquence F (ou F λ ).

Comme précédemment, chaque boucle est do d'un réflecteur 34 ou 35 (ou d'un seul réflecteur en posit intermédi aire ) . La figure 6 illustre l'utilisation du syst pour localiser un objet équipé d'un ensemble interrogat symbolisé en 36 à cette figure, grâce à trois balises 37, et 39 de positions connues.

Chaque balise se caractérise par un couple fréquence (F ' F 2 ), ( F j _ , F' 2 ) ou (F^, F" 2 ), différent d' balise à l'autre, et donc, par une fréquence de réémiss différente F 3 = F j _ - F 2 , F' 3 = F λ - F' 2 ou F" 3 = F χ - (taille différente de la ou des boucles accordées sur fréquences F 2 et F 3 ou dans le cas de fréquences proch résonateurs différents associés à des boucles identiques).

Ces couples de fréquence sont émis

1 ' en se m b 1 e- i n t err oga t eu r selon toutes les directions l'espace, en particulier grâce à une antenne directive, ani d'un mouvement de rotation de façon à engendrer des balaya spatiaux au moyen de faisceaux directifs coïncidants.

Le couple d'ondes F,, F caractéristi d'une balise est reçu par celle-ci avec réémission de l'o corrélée correspondante F 3 = Fi - F . Les circuits résona de cette balise étant accordés sur ce couple, les aut couples ne suscitent pas de réémission par ladite balise.

L'onde réémise F-» est reçue et sélective détectée par l'ensemble interrogateur dont l'unité de contr et de calcul est chargée, pour chaque balise (caractérisée ses fréquences), des informations concernant la position celle-ci dans l'espace.

De plus, l'amplitude maximum de l'onde F-, détectée par l'ensemble-interrogateur, qui relève la direct d'émission correspondant à l'apparition de cette amplitu maximum par rapport à une direction de référence. Un signal direction est alors engendré par l'unité de contrôle et calcul .

Cette détection d'amplitude maximum de l'o

F -, peut Itre assurée de façon omnidirectionnelle, relèvement de la direction de la balise s'effectuant relevant la direction des faisceaux directifs émis (F j , F 2 )

l'instant d'apparition de l'amplitude maximum.

Toutefois, cette détection est de préférenc assurée au niveau du récepteur par une réception directive e coïncidence avec les balayages d'émission en vue d'accroîtr la précision des mesures. (De la même façon, il est possibl de prévoir un seul faisceau directîf d'émission F-, (ou F 2 ) l'autre émission étant o m ni direc t i onnelle ; cependant pou accroître la précision des mesures, les deux faisceau d'émission seront de préférence prévus directifs e coïncidants) .

Il est à noter que l'application ci-dessu décrite implique la présence de moyens de goniométri parfaitement classiques, tant au niveau des antennes qu'a niveau de l'unité de calcul exploitant les données reçues.

Le processus ci-dessus décrit est répété ave les deux autres balises par émission des autres couples d fréquence (F^, F' ; F^, F" 2 ) et détection de l'amplitud maximum de la fréquence corrélée correspondante, et l position de l'o jet supportant l'ensemble-interrogateur es déduite, à chaque interrogation, des- trois signaux d direction par un simple calcul de triangulation.

La f igure 7 il lustre le procé d d'identification d'une balise 40 par modulation des ondes d base, lorsque plusieurs ense bles-interrogateurs 41 et 4 interrogent celle-ci, simultanément ou non. On considérera ci après le cas d'une interrogation simultanée qui est le seu cas où se pose le problème d'affecter à chaque ensemble l réponse issue de sa propre interrogation. La balise est caractérisée par ses fréquence de résonance F-. , F 2 , F- j .

Chaque ensemble-interrogateur émet les onde de base, de fréquence Fi et F , mais avec des modulation différentes ; dans le mode de réalisation de l'ensemble interrogateur déjà décrit, seule l'onde de base F 9 es modulée ; à la figure 7, les couples d'ondes ainsi émis son désignés par F λ , F 2 m et F j _, F 2 m « * 1 ' ° n α e corrélé correspondante étant désignée par F 3 ι dans le cas d'un émission simultanée par les ensembles 41 et 42 (cette ond ^3 m' portant la somme des modulations des ondes de base F 9

et F 2m ,).

Chaque ensemble-interrogateur recevant l'o corrélée F 3 m m ( (de fréquence F 3 ) extrait le signal modulation de celle-ci qui est comparée dans son démodulat à la modulation de l'onde de base émise (F 2m , F 2 m 1 ) . Si ce modulation se retrouve dans le signal de modulation, démodulateur engendre un signal de correspondance et le sig de présence est validé dans l'unité de contrôle et de calcu L'ensemble-interrogateur peut ain identifier une balise de caractéristique donnée (F-., F 2 ) s risque de perturbations dues à d'autres interrogations dans même espace.

Il est ainsi possible de prévoir un gro d'ensembles-interrogateurs (équipant des robots ou aut engins mobiles) qui interrogent dans un espace un réseau balises pour se localiser par rapport à celles-ci apr ident if ica tion .