FR2726358A1 - Practice mine - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention se situe dans le domaine des mines d'exercice, en particulier antichar. Elle est relative aussi à un détecteur d'une mine d'exercice équipée selon l'invention. Un tel détecteur peut être monté sur un détecteur manuel d'exercice, il est de préférence monté sur un véhicule ou un char participant à l'exercice. The invention relates to the field of exercise mines, in particular anti-tank. It also relates to a detector of an exercise mine equipped according to the invention. Such a detector can be mounted on a manual exercise detector, it is preferably mounted on a vehicle or a tank participating in the exercise.
On connaît des mines d'exercice en particulier pour char. De telles mines sont inoffensives pour le char. Elles sont utilisées lors de manoeuvres ou de séances d'instruction. Un char passant au dessus d'une mine d'exercice déclenche au niveau de la mine un signal, matérialisant le fait qu'il est passé au-dessus de la mine. Le char ne subit aucun dégât. Le signal permet la conduite de la manoeuvre ou de l'exercice en fonction de ce qui se serait réellement passé si la mine avait été une vraie mine. Les mines d'exercice les plus connues sont les mines fumigènes ou les mines équipées d'un émetteur ou d'un répondeur actif. Exercise mines are known in particular for tanks. Such mines are harmless to the tank. They are used during maneuvers or training sessions. A tank passing over an exercise mine triggers a signal at the mine level, materializing that it has passed over the mine. The tank takes no damage. The signal allows the conduct of the maneuver or the exercise according to what would have really happened if the mine had been a real mine. The best known practice mines are smoke mines or mines equipped with an active transmitter or responder.
La mine fumigène détecte et signale par déclenchement d'une charge fumigène qu'un char est passé au-dessus d'elle et aurait été touché. The smoke mine detects and signals by triggering a smoke load that a tank has passed over it and has been hit.
Elle doit détecter le passage du char au-dessus d'elle et le signaler visuellement, même si elle est enterrée. L'appréciation du résultat est aléatoire, de plus le véhicule touché ne s'aperçoit généralement pas qu'une mine a fonctionné et continue sa route sans simuler une mise hors combat.She must detect the passage of the chariot above her and visually indicate it, even if she is buried. The assessment of the result is random, moreover the vehicle affected does not generally notice that a mine has worked and continues on its way without simulating a decommissioning.
De par leur conception ces mines présentent de nombreux inconvénients.By design, these mines have many drawbacks.
D'une part il s'agit de mines d'un coût relativement élevé puisqu'elles comportent leur propre allumeur, une charge fumigène qui est consommée à chaque utilisation. Pour cette raison ia mine est relevée et reconditionnée, ce qui entraîne des coûts d'utilisation et de gestion d'éléments consommables. D'autre part il s'agit de mines qui peuvent se révéler dangereuse pour les utilisateurs, en raison des risques propres aux fumigènes. De plus, si une mine fumigène peut être utilisée pour simuler une mine enfouissable, il n'en est pas de même pour les mines dispersables.On the one hand, these mines are relatively high cost since they have their own igniter, a smoke charge which is consumed each time it is used. For this reason, the mine is raised and reconditioned, which leads to costs of use and management of consumable elements. On the other hand, these are mines which can prove to be dangerous for users, due to the risks specific to smoke bombs. In addition, if a smoke mine can be used to simulate a burial mine, it is not the same for dispersible mines.
La mine à émetteur ou répondeur envoie au char un signal lui indiquant qu'il est passé au dessus d'elle. Une telle mine comporte un émetteur générant un signal, par exemple radio, destiné à être détecté et reconnu par un dispositif récepteur installé sur le char. Lorsque le char détecte qu'il est passé au-dessus de la mine, il est considéré qu'il est touché et mis hors combat. Cet état du char est signalé par mise à feu d'une charge fumigène sur le véhicule, ou par tout autre moyen de visualisation extérieur. The emitting or responding mine sends a signal to the tank that it has passed over it. Such a mine comprises a transmitter generating a signal, for example radio, intended to be detected and recognized by a receiving device installed on the tank. When the tank detects that it has passed over the mine, it is considered to be hit and put out of action. This state of the tank is signaled by firing a smoke charge on the vehicle, or by any other external display means.
On voit donc qu'une mine de ce genre comporte de l'électronique, une source d'énergie. Elle peut comporter de plus pour économiser l'énergie, un dispositif sommaire de détection de char, de façon à limiter l'émission aux seuls moments où un char se trouve réellement à proximité. Là encore, il s'agit d'une mine d'un coût élevé à l'achat, que l'on relève après usage et qui nécessite un entretien, un renouvellement des piles.So we see that a mine of this kind includes electronics, a source of energy. In order to save energy, it may further include a summary tank detection device, so as to limit the emission to only the moments when a tank is actually nearby. Again, this is a mine of high cost to purchase, which is noted after use and which requires maintenance, replacement of the batteries.
La présente invention a pour but une mine d'exercice, ne nécessitant aucune maintenance. Elle vise une mine à répondeur passif ne nécessitant aucune source d'énergie propre. Elle vise enfin une mine dont un char équipé puisse identifier le type, de façon à pouvoir simuler la conduite ultérieure du char en fonction de la mine rencontrée. Avec des mines d'exercice équipées selon l'invention, on peut envoyer au char un signal différent selon que l'on veut signifier que le char est victime par exemple d'une mine qui ne provoque que des dégâts de mobilité ou d'une mine qui provoque par exemple une destruction totale du char. The present invention aims to mine exercise, requiring no maintenance. It targets a passive responder mine that does not require any clean source of energy. Finally, it targets a mine of which an equipped tank can identify the type, so as to be able to simulate the subsequent driving of the tank according to the mine encountered. With exercise mines equipped according to the invention, one can send the tank a different signal depending on whether one wants to signify that the tank is victim for example of a mine which only causes mobility damage or a mine which causes for example a total destruction of the tank.
L'invention vise à faire une mine d'exercice qui ne présente aucun danger pour quiconque et qui, pour cela, ne comporte pas de compositions pyrotechniques, fumigènes ou autres. Elle vise de préférence une mine ayant la forme extérieure réelle de la mine que l'on veut simuler de façon à pouvoir bénéficier des dispositifs réels de pose, de dispersion ou d'enfouissement automatique existants. The invention aims to make a mine of exercise which presents no danger to anyone and who, for this, does not contain pyrotechnic, smoke or other compositions. It preferably targets a mine having the actual external shape of the mine that one wishes to simulate so as to be able to benefit from the actual existing laying, dispersing or automatic burial devices.
Elle vise enfin une mine d'exercice qui puisse fonctionner quel que soit le type de mine et les conditions de pose, mines posées sur le sol ou enfouies, cette dernière exigence exclut les répondeurs hyperfréquences passifs tels que des réflecteurs, peu adaptés à la détection d'un élément enfoui ou immergé. Lastly, it targets an exercise mine which can operate whatever the type of mine and the laying conditions, mines placed on the ground or buried, this latter requirement excludes passive microwave responders such as reflectors, which are not very suitable for detection. of a buried or submerged element.
Dans le mode de réalisation préféré, la mine est biodégradable en sorte qu'elle s'intègre rapidement au terrain d'une part et qu'il soit possible de refaire un autre exercice sur le même terrain, dans des délais courts sans que le terrain ne soit pollué par les mines d'exercice du ou des exercices antérieurs. In the preferred embodiment, the mine is biodegradable so that it quickly integrates into the ground on the one hand and it is possible to redo another exercise on the same ground, in short time without the ground is not polluted by the exercise mines of the previous exercise (s).
L'invention vise également un détecteur qui lui, est monté sur un véhicule en particulier un char, ou éventuellement un outil manuel. The invention also relates to a detector which is mounted on a vehicle, in particular a tank, or possibly a hand tool.
Le détecteur en particulier sur un char peut actionner comme dans l'art connu des signaux extérieurs visuels comme par exemple des fumigènes, mais de préférence selon l'invention les signaux de détection sont utilisés pour provoquer une situation aussi proche que possible d'une situation réelle en cas de passage sur une mine. il pourra s'agir par exemple de l'immobilisation du char et/ou de certains de ses moyens d'action en fonction du type de dégât simulé. Enfin, il sera possible, si le char a des moyens de communication intégrés à des moyens d'information du commandement, de prévoir la transmission d'un message convenu de façon à mettre à jour un tableau de manoeuvre. The detector in particular on a tank can actuate as in the known art external visual signals such as for example smoke bombs, but preferably according to the invention the detection signals are used to cause a situation as close as possible to a situation real in the event of passage on a mine. it could be, for example, the immobilization of the tank and / or some of its means of action depending on the type of damage simulated. Finally, it will be possible, if the tank has means of communication integrated into command information means, to provide for the transmission of an agreed message so as to update a maneuver table.
L'intérêt d'un système selon l'invention comprenant, d'une part des mines et d'autre part des équipements embarqués, est de reporter au maximum la complexité au niveau des équipements embarqués, réutilisables et en nombre limités et de diminuer la complexité et le coût au niveau de la mine de manière à diminuer le coût global de l'exercice et pour cela
- eliminer toute opération de maintenance et de gestion d'éléments consommables,
-simplifier la récupération et le reconditionnement des mines, particulièrement contraignants,
- éventuellement supprimer la récupération en considérant la mine comme un élément consommable, non récupérable et même biodégradable.The advantage of a system according to the invention comprising, on the one hand mines and on the other hand on-board equipment, is to transfer the complexity as much as possible to the level of on-board equipment, reusable and in limited numbers and to reduce the complexity and cost at the mine level so as to reduce the overall cost of the exercise and for this
- eliminate all maintenance and management of consumable items,
-simplify the recovery and reconditioning of mines, which are particularly restrictive,
- possibly suppress recovery by considering the mine as a consumable, non-recoverable and even biodegradable element.
Selon l'invention la mine est munie d'un circuit résonnant comportant une inductance L et une capacité C accordé à une fréquence F connue. According to the invention, the mine is provided with a resonant circuit comprising an inductance L and a capacitance C tuned to a known frequency F.
Le dispositif détecteur embarqué est constitué par un émetteur capable de générer un champ magnétique alternatif et un récepteur capable d'analyser toute variation de champs induit dans l'environnement. The on-board detector device consists of a transmitter capable of generating an alternating magnetic field and a receiver capable of analyzing any variation in fields induced in the environment.
Le principe de fonctionnement du dispositif embarqué est de générer au moyen de l'émetteur, un champ magnétique à fréquence F de manière à induire des courants dans tout élément conducteur situé à proximité. Lorsque un tel conducteur sera un circuit accordé à la fréquence
F, le récepteur sera en mesure d'analyser les variations significatives liées à la résonance.The operating principle of the on-board device is to generate by means of the transmitter, a magnetic field at frequency F so as to induce currents in any conductive element located nearby. When such a conductor will be a circuit tuned to the frequency
F, the receiver will be able to analyze the significant variations linked to resonance.
On peut donc détecter sans ambiguïté la présence d'une mine d'exercice, et ceci sans être perturbé par les différents éléments métalliques, qu'ils soient liés au porteur ou présents sur le sol du champ de manoeuvre. We can therefore unambiguously detect the presence of an exercise mine, and this without being disturbed by the various metallic elements, whether they are linked to the carrier or present on the ground of the maneuvering field.
Le système est capable de détecter et d'identifier différents répondeurs accordés sur des fréquences différentes, dans une gamme donnée. Ceci est particulièrement intéressant afin de réaliser les fonctions suivantes:
- Simulation sélective de la mise hors combat d'un char:
Des fréquences d'accord particulières seront affectées aux différents types de mines. Par exemple une fréquence F1 pour les mines ventrales toute largeur d'un type donné, F2 pour les mines d'un autre type,
F3 pour les mines dispersables, etc... Le détecteur embarqué pourra engager différents types d'action en fonction du type de mine détectée et ainsi adapter la simulation de la mise hors combat du char au pouvoir vulnérant réel de la mine.En fonction du type de mines détecté on pourra simuler des dommages plus ou moins importants ou pénalisants pour le char qui a été touché : immobilisation définitive ou temporaire en fonction du dommage réel qui aurait été infligé au char (destruction complète ou dommage de mobilité, etc...).The system is capable of detecting and identifying different responders tuned on different frequencies, within a given range. This is particularly interesting in order to perform the following functions:
- Selective simulation of the decommissioning of a tank:
Specific tuning frequencies will be assigned to the different types of mines. For example a frequency F1 for all width ventral mines of a given type, F2 for mines of another type,
F3 for dispersible mines, etc ... The on-board detector will be able to initiate different types of action depending on the type of mine detected and thus adapt the simulation of the decommissioning of the tank to the real damaging power of the mine. type of mines detected we can simulate more or less significant or penalizing damage to the tank that was hit: final or temporary immobilization depending on the actual damage that would have been inflicted on the tank (complete destruction or damage to mobility, etc ... ).
- Possibilité de réaliser des exercices successifs sur le même terrain de manoeuvre sans récupération des mines. - Possibility of carrying out successive exercises on the same maneuvering ground without recovering the mines.
Si l'on considère que les mines sont non-récupérables, biodégradables ou non, il devient possible de prévoir différents lots de mines accordés sur des fréquences différentes de manière à pouvoir effectuer des exercices successifs sur le même terrain sans être gêné par les mines de l'exercice précédent qui restent toujours en place sur le terrain. If we consider that the mines are non-recoverable, biodegradable or not, it becomes possible to plan different lots of mines tuned on different frequencies so as to be able to carry out successive exercises on the same ground without being hampered by the mines of the previous exercise which still remain in place on the ground.
II suffira alors de programmer le détecteur de manière à ce qu'il ne donne le signal de déclenchement que lorsqu'il détecte des répondeurs correspondant aux fréquences programmées. Le détecteur ignorera alors les mines de l'exercice précédent. It will then suffice to program the detector so that it gives the trigger signal only when it detects responders corresponding to the programmed frequencies. The detector will then ignore the mines from the previous exercise.
A toutes ces fins l'invention est relative d'une part à une mine d'exercice inerte, caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit accordé inductance capacité. For all these purposes, the invention relates on the one hand to an inert exercise mine, characterized in that it includes a tuned capacity inductance circuit.
Dans une version non-biodégradable et récupérable, la mine d'exercice est constituée par un bloc de matière plastique de forme et de poids correspondant à la munition réelle et compatible des opérations de pose manuelle ou automatique à partir d'engin de pose ou de dispersion. Le répondeur est un circuit LC qui peut être réalisé de différentes manières:
- 'inductance est une simple bobine de dimension proche du diamètre de la mine et connectée au condensateur. Si la mine n'est pas cylindrique circulaire mais a une forme cylindrique à base polygonale, la bobine aura un diamètre proche de celui du cercle inscrit dans le polygone de base.In a non-biodegradable and recoverable version, the exercise mine is made up of a block of plastic material of shape and weight corresponding to the actual ammunition and compatible with manual or automatic laying operations using laying or dispersion. The answering machine is an LC circuit which can be implemented in different ways:
- 'inductance is a simple coil of dimension close to the diameter of the mine and connected to the condenser. If the mine is not circular cylindrical but has a cylindrical shape with a polygonal base, the coil will have a diameter close to that of the circle inscribed in the basic polygon.
Pour des fréquences d'accord relativement élevées, I'inductance est réalisée directement sur un circuit imprimé, par gravure et connectée au condensateur implanté sur ce même circuit. For relatively high tuning frequencies, the inductance is produced directly on a printed circuit, by etching and connected to the capacitor installed on this same circuit.
Le répondeur est, soit directement moulé à l'intérieur d'un corps de la mine, soit dans un module indépendant inséré dans la mine. The transponder is either directly molded inside a mine body, or in an independent module inserted in the mine.
Dans une version biodégradable, le répondeur est noyé dans un bloc de tourbe compactée. La continuité du circuit accordé LC pourra également être interrompue de manière physique ou chimique lors de la dégradation de la mine afin de rendre la mine d'exercice inactive pour ne pas perturber un exercice ultérieur. In a biodegradable version, the transponder is embedded in a block of compacted peat. The continuity of the LC tuned circuit may also be interrupted physically or chemically during the degradation of the mine in order to make the exercise mine inactive so as not to disturb a subsequent exercise.
L'invention est relative d'autre part à des circuits portables ou embarqués sur un véhicule, lesdits circuits ayant pour fonction de détecter la présence des mines d'exercice par détection du circuit accordé. A cette fin le matériel porté comporte un émetteur pour créer un champ magnétique alternatif de fréquence F égale à la fréquence d'accord des circuits accordés équipant les mines ou un type de mine exercice. A cette fin on peut par exemple faire circuler dans une bobine plate à air, de surface de l'ordre de quelques dm2, un courant à la fréquence F de façon à produire dans l'environnement de cette bobine un champ d'induction magnétique. Cette bobine est utilisée comme émetteur. The invention also relates to portable or on-board circuits on a vehicle, said circuits having the function of detecting the presence of practice mines by detecting the tuned circuit. To this end, the equipment carried comprises a transmitter to create an alternating magnetic field of frequency F equal to the tuning frequency of the tuned circuits equipping mines or a type of exercise mine. To this end, it is possible, for example, to circulate in a flat air coil, with a surface area of the order of a few dm2, a current at the frequency F so as to produce in the environment of this coil a magnetic induction field. This coil is used as a transmitter.
Le matériel embarqué comporte aussi un récepteur pour détecter une émission à la fréquence F, ladite émission étant provoquée par la présence du circuit accordé. Pour cela une deuxième bobine par exemple identique à celle de l'émetteur est placée dans le même plan à une distance proche de la première et est utilisée comme récepteur. Les deux bobines doivent présenter un couplage direct faible et presque nul. The on-board equipment also includes a receiver for detecting a transmission at the frequency F, said transmission being caused by the presence of the tuned circuit. For this, a second coil, for example identical to that of the transmitter, is placed in the same plane at a distance close to the first and is used as a receiver. The two coils must have a weak and almost zero direct coupling.
Le couplage entre la bobine émettrice et la bobine réceptrice est modifié par la présence au voisinage de la bobine réceptrice d'un circuit accordé à la fréquence F tel que celui figurant sur la mine d'exercice. Si une petite bobine ayant son axe parallèle à celui des bobines émettrice et réceptrice est placée à proximité des bobines émettrice et réceptrice et si cette bobine est accordée sur la fréquence F grâce à un condensateur, on obtient un couplage entre les deux bobines émettrice et réceptrice qui sera maximum à la fréquence F. The coupling between the transmitting coil and the receiving coil is modified by the presence in the vicinity of the receiving coil of a circuit tuned to the frequency F such as that appearing on the exercise mine. If a small coil having its axis parallel to that of the transmitting and receiving coils is placed near the transmitting and receiving coils and if this coil is tuned to frequency F by means of a capacitor, a coupling is obtained between the two transmitting and receiving coils which will be maximum at frequency F.
En effet la petite bobine, constituant le "répondeur", voit circuler dans son circuit résonant (réalisé par une inductance, un condensateur et une résistance en série) un courant à la fréquence F qui sera maximum quand la fréquence de résonance du circuit est égale à F. Ce courant produit un champ d'induction au niveau de la bobine récepteur et on récupère ainsi aux bornes de cette bobine une tension qui est déphasée de 90" par rapport à la tension de la bobine "émetteur". Indeed the small coil, constituting the "responder", circulates in its resonant circuit (produced by an inductance, a capacitor and a resistor in series) a current at frequency F which will be maximum when the resonance frequency of the circuit is equal at F. This current produces an induction field at the level of the receiver coil and a voltage which is 90 ° out of phase with the voltage of the "transmitter" coil is thus recovered at the terminals of this coil.
Lorsque la distance d qui sépare la bobine répondeur des deux autres bobines augmente la tension récepteur diminue rapidement car la tension récupérée varie selon une atténuation en 1/d6 (on considère que la distance d est grande par rapport aux dimensions des bobines). When the distance d which separates the responder coil from the other two coils increases the receiver voltage decreases rapidly because the recovered voltage varies according to an attenuation in 1 / d6 (we consider that the distance d is large compared to the dimensions of the coils).
Le détecteur doit donc être adapté à détecter une variation de la puissance reçue, cette variation étant due à la présence d'un répondeur qui déphase le signal de 90" Conformément à ce principe le deuxième volet de l'invention est relatif à un détecteur, caractérisé en ce qu'il comporte un émetteur, L'émetteur comportant une bobine d'émission ayant un axe et un générateur de courant alternatif à la fréquence F couplé à cette bobine, un récepteur comportant une bobine de réception ayant un axe parallèle à celui de la bobine d'émission et une sortie, le récepteur comportant en outre un premier circuit multiplieur ayant deux entrées une sortie, I'une des entrées recevant un signal amplifié en provenance de la sortie de la bobine de réception et l'autre entrée recevant un signal en provenance du générateur de courant alternatif déphasé de 90" par un déphaseur, la sortie du multiplieur alimentant un détecteur de niveau, ce dernier délivrant un signal de présence lorsque le niveau détecté est supérieur à un seuil prédéterminé. The detector must therefore be suitable for detecting a variation in the power received, this variation being due to the presence of an answering machine which phase-shifts the signal by 90 ". In accordance with this principle, the second part of the invention relates to a detector, characterized in that it comprises a transmitter, the transmitter comprising a transmission coil having an axis and an alternating current generator at frequency F coupled to this coil, a receiver comprising a reception coil having an axis parallel to that of the transmit coil and an output, the receiver further comprising a first multiplier circuit having two inputs, one output, one of the inputs receiving an amplified signal from the output of the receive coil and the other input receiving a signal from the 90 "phase shifted alternating current generator by a phase shifter, the output of the multiplier supplying a level detector, the latter delivering a general presence when the detected level is above a predetermined threshold.
Dans le mode préféré de réalisation, le récepteur comporte en outre plusieurs circuits pour améliorer la qualité de la réception et diminuer le taux de fausses alarmes. In the preferred embodiment, the receiver further comprises several circuits to improve the quality of reception and reduce the rate of false alarms.
Tout d'abord, il convient afin d'améliorer la sensibilité de diminuer au maximum, I'influence du couplage mutuel entre les bobines d'émission et de réception. Une mesure connue consiste à placer les deux bobines de telle sorte qu'en vue de dessus selon une direction axiale, les deux bobines aient une surface intérieure commune. La surface est telle que le flux émis par exemple descendant, traversant la surface intérieure commune compense le flux montant traversant la surface intérieure commune par effet de couplage entre les deux bobines. First of all, in order to improve the sensitivity, the influence of the mutual coupling between the transmission and reception coils should be reduced as much as possible. A known measure consists in placing the two coils so that when viewed from above in an axial direction, the two coils have a common interior surface. The surface is such that the flux emitted, for example downward, passing through the common interior surface compensates for the upward flux passing through the common interior surface by coupling effect between the two coils.
Cette compensation selon, cette première méthode n'est pas toujours possible en raison par exemple de l'architecture de chacune des bobines. This compensation according to this first method is not always possible due for example to the architecture of each of the coils.
Un autre moyen connu est d'adjoindre à la bobine de réception une petite bobine couplée au générateur et dont le flux traverse la bobine de réception. Le nombre de spire et la surface des spires seront choisis pour que le flux direct crée, compense le flux induit par l'inductance mutuelle des deux bobines. Another known means is to add to the reception coil a small coil coupled to the generator and the flow of which passes through the reception coil. The number of turns and the surface of the turns will be chosen so that the direct flux creates, compensates for the flux induced by the mutual inductance of the two coils.
Bien que ces précautions connues soit prises, il subsiste un signal parasite de couplage entre les deux bobines. Le signal induit par le répondeur de la mine est faible par rapport à ce signal parasite. C'est pourquoi dans le mode préféré de réalisation on soustrait du signal amplifié en provenance de la bobine un signal en provenance du générateur de courant alternatif déphasé et atténué de telle sorte qu'en sortie du soustracteur le signal reçu soit nul ou minimum en l'absence d'un couplage autre que le couplage mutuel. Although these known precautions are taken, there remains a parasitic coupling signal between the two coils. The signal induced by the mine responder is weak compared to this spurious signal. This is why in the preferred embodiment, a signal from the phase-shifted and attenuated alternating current generator is subtracted from the amplified signal from the coil, so that at the output of the subtractor the signal received is zero or minimum in l absence of a coupling other than mutual coupling.
Le circuit ci-dessus améliore la qualité et la sensibilité de la réception. The above circuit improves the quality and sensitivity of reception.
Pour diminuer la probabilité de fausse alarme en présence de masses métalliques quelconques autre que le répondeur mais capables de produire un couplage entre les bobines assez important pour que le signal en entrée du détecteur de niveau soit supérieur au seuil de détection, il est prévu dans le mode préféré de réalisation des circuits destinés à vérifier que le déphasage du signal reçu par rapport au signal émis est assez voisin de 90" pour être dû principalement au répondeur recherché. Ces circuits permettent d'éliminer les alarmes dues à des dépassements de seuil provoqués par des couplages au moyen d'une masse métallique isolée.Ils permettent aussi de diminuer la probabilité de fausse alarme, lorsque en raison de sa phase, le signal reçu peut être celui d'une masse métallique qui en raison de sa forme produit un déphasage, ou celui d'une masse métallique située au voisinage du répondeur, le couplage entre les bobines étant dû à une masse métallique seule ou à la fois au répondeur et à la masse métallique. To reduce the probability of a false alarm in the presence of any metallic mass other than the answering machine but capable of producing a coupling between the coils large enough for the input signal of the level detector to be greater than the detection threshold, it is provided in the preferred embodiment of the circuits intended to verify that the phase shift of the received signal with respect to the transmitted signal is close enough to 90 "to be due mainly to the desired answering machine. These circuits make it possible to eliminate the alarms due to overshoots of threshold caused by couplings by means of an isolated metallic mass. They also make it possible to reduce the probability of a false alarm, when, due to its phase, the signal received may be that of a metallic mass which, due to its shape, produces a phase shift, or that of a metallic mass located near the transponder, the coupling between the coils being due to a mass m Metallic alone or both the answering machine and the metal mass.
Si (p est l'angle de déphasage entre le signal émis par le générateur et le signal reçu par la bobine de réception, il a été vu que le signal est déphasé de 90" pour un répondeur, par contre pour une masse métallique il n'est pas déphasé de la même manière. Il en résulte que la mesure de tg (p donne une indication sur la proportion du signal due-à une masse métallique pour laquelle cos ç est voisin de 1, et un répondeur pour lequel sin (p est voisin de 1. If (p is the phase shift angle between the signal emitted by the generator and the signal received by the receiving coil, it has been seen that the signal is 90 "phase shifted for an answering machine, on the other hand for a metallic mass there n is not phase-shifted in the same way. It follows that the measurement of tg (p gives an indication of the proportion of the signal due to a metallic mass for which cos ç is close to 1, and a responder for which sin (p is close to 1.
Selon le mode préféré de réalisation de l'invention on va donc comparer tg (p à un seuil et ne pas déclencher d'alarme si tg ç est inférieur à ce seuil. According to the preferred embodiment of the invention, we will therefore compare tg (p to a threshold and not trigger an alarm if tg ç is less than this threshold.
Enfin dans le mode préféré de réalisation, le détecteur est équipé d'un circuit, destiné à ce que, une détection ne soit déclenchée que lorsque le signal détecté est maximum. Ce maximum traduit le passage du char à la plus grande proximité du répondeur. Finally, in the preferred embodiment, the detector is equipped with a circuit, intended for a detection to be triggered only when the detected signal is maximum. This maximum reflects the passage of the tank as close as possible to the responder.
Le mode préféré de réalisation de l'invention sera maintenant décrit en regard des dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 représente une mine d'exercice dispersable selon l'invention;
- ia figure 2 représente un autre type de mine ayant une forme extérieure différente;
- la figure 3 représente un schéma montrant un exemple d'agencement des circuits électroniques formant un détecteur selon l'invention. The preferred embodiment of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings in which:
- Figure 1 shows a dispersible exercise mine according to the invention;
- ia Figure 2 shows another type of mine having a different external shape;
- Figure 3 shows a diagram showing an example of arrangement of the electronic circuits forming a detector according to the invention.
La figure 1, représente une vue en transparence d'une mine d'exercice 40. Il s'agit d'une mine dispersable de forme cylindrique, obtenue à partir d'un bloc de tourbe compacté dans une forme de compactage. Une bobine 41 dont le diamètre est voisin du diamètre de la bobine, est incrustée dans la tourbe. FIG. 1 shows a transparent view of an exercise mine 40. It is a dispersible mine of cylindrical shape, obtained from a block of peat compacted in a form of compaction. A coil 41 whose diameter is close to the diameter of the coil, is embedded in the peat.
Cette bobine a même axe que l'axe de la mine. Un condensateur 42 est branché aux extrémités du fil constituant la bobine. Le condensateur 42 est lui aussi incrusté dans la tourbe. This coil has the same axis as the mine axis. A capacitor 42 is connected to the ends of the wire constituting the coil. The capacitor 42 is also embedded in the peat.
La figure 2 représente une vue de dessus en transparence d'une autre mine 50, d'exercice enfouissable. La mine reproduit la forme extérieure d'une mine réelle. Cette mine a en vue de dessus une forme de rectangle terminé à l'une de ses extrémités par un demi-cercle La mine est en plastique. Une bobine plate 51 et un condensateur 52 sont dessinés à la surface d'un circuit imprimé circulaire 53. Ce circuit peut être inséré dans un logement en forme de fente prévue pour le recevoir. Une languette rotative est prévue pour empêcher le glissement du circuit hors de son logement. Ce type de réalisation de la bobine et de la capacité, sur circuit imprimé, est particulièrement bien adapté aux circuits LC accordés sur des fréquences élevées. FIG. 2 represents a top view in transparency of another mine 50, of burialable exercise. The mine reproduces the external shape of a real mine. This mine has a top view of a rectangle shape terminated at one of its ends by a semicircle The mine is plastic. A flat coil 51 and a capacitor 52 are drawn on the surface of a circular printed circuit 53. This circuit can be inserted in a slot-shaped housing designed to receive it. A rotating tab is provided to prevent the circuit from sliding out of its housing. This type of realization of the coil and the capacity, on printed circuit, is particularly well adapted to LC circuits tuned on high frequencies.
II est naturellement possible de réaliser la mine dispersable selon ce même principe en prévoyant un logement pour le circuit imprimé. La mine 50 peut également être réalisée en tourbe compactée. It is naturally possible to produce the dispersible lead according to this same principle by providing a housing for the printed circuit. Mine 50 can also be made from compacted peat.
Dans chacun des modes de réalisation 40 ou 50, une partie du circuit peut être constituée par un conducteur biodégradable. Une coupure du circuit peut aussi être obtenue par le fait qu'une gaine biodégradable maintient en contact deux parties du circuit, le circuit étant interrompu par la rupture ou la détérioration de la gaine. In each of embodiments 40 or 50, part of the circuit can be constituted by a biodegradable conductor. A circuit break can also be obtained by the fact that a biodegradable sheath keeps two parts of the circuit in contact, the circuit being interrupted by rupture or deterioration of the sheath.
Un exemple d'un schéma de réalisation d'un détecteur 60, par exemple d'une mine d'exercice 40 sera maintenant décrit en liaison avec la figure 3. Le détecteur 60 comprend principalement un ensemble de bobine 1. Cet ensemble comporte une bobine d'émission 2, une bobine de réception 3 et une bobine de neutrodynage 4. Dans cet exemple de réalisation les bobines d'émission 2 et de réception 3 sont identiques, d'axes parallèles et situées dans un même plan. On veut dire par là que s'il s'agit de bobines plates elles sont coplanaires, par exemple sur le même circuit imprimé. S'il s'agit de bobines volumiques elles ont leurs centres dans un même plan perpendiculaire aux axes de chaque bobine. La bobine d'émission 2 et la bobine de neutrodynage 4 sont couplées à un générateur 9 de tension sinusoïdale de fréquence F ayant une sortie 10.La bobine de neutrodynage 4 est calibrée pour minimiser le flux induit dans la bobine de réception 3 par couplage avec la bobine d'émission 2. Les signaux issus de la bobine de réception 3 sont traités dans un ensemble de circuits de traitement 16. An example of an embodiment of a detector 60, for example of an exercise mine 40 will now be described in connection with FIG. 3. The detector 60 mainly comprises a coil assembly 1. This assembly comprises a coil transmission 2, a reception coil 3 and a neutralizing coil 4. In this embodiment the transmission 2 and reception 3 coils are identical, with parallel axes and located in the same plane. By this we mean that if they are flat coils they are coplanar, for example on the same printed circuit. If they are volume coils they have their centers in the same plane perpendicular to the axes of each coil. The transmission coil 2 and the neutralization coil 4 are coupled to a generator 9 of sinusoidal voltage of frequency F having an output 10. The neutralization coil 4 is calibrated to minimize the flux induced in the reception coil 3 by coupling with the transmission coil 2. The signals from the reception coil 3 are processed in a set of processing circuits 16.
Si un répondeur 40 du type circuit LC (petite bobine et condensateur) accordé sur la fréquence F s'approche du dispositif d'induction 1, une tension sinusoïdale à la fréquence F apparaît à la sortie 5 de la bobine 3. Cette tension présente un déphasage de 90" par rapport à la tension en sortie 10 du générateur 9 qui commande la bobine 2. If a responder 40 of the LC circuit type (small coil and capacitor) tuned to the frequency F approaches the induction device 1, a sinusoidal voltage at the frequency F appears at the output 5 of the coil 3. This voltage has a phase shift of 90 "with respect to the output voltage 10 of the generator 9 which controls the coil 2.
La tension ainsi obtenue en sortie 5 est la somme de la tension répondeur et de la tension résiduelle de couplage direct. The voltage thus obtained at output 5 is the sum of the responder voltage and the residual direct coupling voltage.
Les paramètres caractérisant la tension en sortie 5 de la bobine 3 seront traités dans les circuits 16 pour déterminer si un répondeur, par exemple 40 est à une distance inférieure à une distance d de l'ensemble de bobines 1. The parameters characterizing the output voltage 5 of the coil 3 will be processed in circuits 16 to determine whether a responder, for example 40 is at a distance less than a distance d from the set of coils 1.
Dans son mode de réalisation le plus simple, les circuits 16 comprennent un amplificateur de gain A1 7 qui amplifie le signal présent en sortie 5, le signal amplifié alimente un multiplieur 19 ayant deux entrées 15 et 18 et une sortie. L'entrée 15 reçoit le signal amplifié de la bobine 3
L'entrée 18 reçoit le signal en provenance de la sortie 10 du générateur de tension sinusoïdale 9 après qu'il ait été déphasé de 90" dans un déphaseur 17. Le signal en sortie du multiplieur alimente un amplificateur de gain A2, 22. Le signal en sortie de l'amplificateur 22 alimente lui-même un détecteur de niveau 23.In its simplest embodiment, the circuits 16 comprise a gain amplifier A1 7 which amplifies the signal present at output 5, the amplified signal feeds a multiplier 19 having two inputs 15 and 18 and one output. Input 15 receives the amplified signal from coil 3
The input 18 receives the signal coming from the output 10 of the sinusoidal voltage generator 9 after it has been phase shifted by 90 "in a phase shifter 17. The signal at the output of the multiplier feeds a gain amplifier A2, 22. The signal at the output of the amplifier 22 itself supplies a level detector 23.
Le signal en sortie de l'amplificateur 22 croît avec le produit de l'amplitude du signal en sortie 5 de la bobine 3 et du sinus de l'angle de déphasage entre le signal de la bobine 3 et le signal du générateur 9. The signal at the output of the amplifier 22 increases with the product of the amplitude of the signal at the output 5 of the coil 3 and the sine of the phase shift angle between the signal of the coil 3 and the signal of the generator 9.
La comparaison à un seuil effectuée dans le détecteur de niveau 23 permettra de décider si un objet 40 se trouve à une distance inférieure à d. The comparison with a threshold made in the level detector 23 will make it possible to decide if an object 40 is at a distance less than d.
Dans le mode préféré de réalisation le circuit 16 est complété par des circuits de traitement destinés d'une part à augmenter la sensibilité du détecteur et d'autre part à diminuer le taux de fausses alarmes en discriminant mieux l'origine probable du signal en provenance de la bobine 3. Des filtres passe-haut 6 et passe-bande 20 sont introduits entre la bobine 3 et l'amplificateur 7 d'une part et entre le multiplieur 19 et l'amplificateur 22 d'autre part. Le filtre 6 élimine la composante continue en sortie de la bobine 3. Le filtre passe-bande 20 élimine d'une part la composante continue présente en sortie du multiplieur 19 et d'autre part le signal à fréquence 2F également présent en sortie du multiplieur 19. C'est donc la sortie 21 du filtre passe-bande 20 qui alimente l'amplificateur 22. In the preferred embodiment, circuit 16 is completed by processing circuits intended on the one hand to increase the sensitivity of the detector and on the other hand to reduce the rate of false alarms by better discriminating the probable origin of the signal coming from. of the coil 3. High pass filters 6 and band pass 20 are introduced between the coil 3 and the amplifier 7 on the one hand and between the multiplier 19 and the amplifier 22 on the other hand. The filter 6 eliminates the DC component at the output of the coil 3. The bandpass filter 20 eliminates on the one hand the DC component present at the output of the multiplier 19 and on the other hand the frequency signal 2F also present at the output of the multiplier 19. It is therefore the output 21 of the bandpass filter 20 which supplies the amplifier 22.
Pour diminuer la tension résiduelle permanente présente à la sortie de la bobine 3, il est prévu d'alimenter l'entrée 15 du multiplieur 19 au travers d'un soustracteur 14 ayant deux entrées 8, 13 et une sortie 15. La première entrée 8 du soustracteur 14 reçoit le signal en provenance de la bobine 3 au travers du filtre passe-haut 6 et de l'amplificateur 7. La seconde entrée 13 du soustracteur 14 reçoit la tension présente en sortie 10 du générateur de tension sinusoïdale 9 au travers d'un déphaseur réglable 11 et d'un atténuateur 12.Le déphaseur 11 et l'atténuateur 12 sont réglés pour minimiser et si possible annuler la tension résiduelle permanente en sortie de l'amplificateur 7 de gain Al. II est supposé que cette tension résiduelle permanente, qui existe malgré la présence de la bobine de neutrodynage 4, est due à des différences de phase entre les différents flux d'induction reçus par la bobine 3. To reduce the permanent residual voltage present at the output of the coil 3, provision is made to supply the input 15 of the multiplier 19 through a subtractor 14 having two inputs 8, 13 and an output 15. The first input 8 of the subtractor 14 receives the signal from the coil 3 through the high pass filter 6 and the amplifier 7. The second input 13 of the subtractor 14 receives the voltage present at the output 10 of the sinusoidal voltage generator 9 through d an adjustable phase shifter 11 and an attenuator 12. The phase shifter 11 and the attenuator 12 are adjusted to minimize and if possible cancel the permanent residual voltage at the output of the gain amplifier 7 A1. It is assumed that this residual voltage permanent, which exists despite the presence of the neutralizing coil 4, is due to phase differences between the different induction fluxes received by the coil 3.
Dans le mode préféré de réalisation, il est également prévu d'évaluer la phase du signal capté par la bobine 3. In the preferred embodiment, provision is also made to evaluate the phase of the signal picked up by the coil 3.
Pour cela le signal en sortie 15 du soustracteur 14 est envoyé sur l'une des 2 entrées d'un second multiplieur 29 qui reçoit sur sa seconde entrée 10 la tension en provenance du générateur de tension sinusoïdale 9. For this, the signal at output 15 of subtractor 14 is sent to one of the 2 inputs of a second multiplier 29 which receives on its second input 10 the voltage coming from the sinusoidal voltage generator 9.
Le signal en sortie du multiplieur 29 est amplifié par un amplificateur de gain
A2 32 qui reçoit le signal sur une entrée 31.The signal at the output of the multiplier 29 is amplified by a gain amplifier
A2 32 which receives the signal on an input 31.
De préférence ce signal est au préalable introduit dans un filtre passe-bande 30 qui joue le même rôle que le filtre 20. Le signal en sortie de l'amplificateur de gain A2 32 est proportionnel à l'amplitude du signal reçu sur la bobine 3 et au cosinus de l'angle de déphasage ç entre le signal émis par le générateur de tension 9 et le signal reçu sur la bobine de réception 3. Preferably this signal is previously introduced into a bandpass filter 30 which plays the same role as the filter 20. The signal at the output of the gain amplifier A2 32 is proportional to the amplitude of the signal received on the coil 3 and at the cosine of the phase shift angle ç between the signal emitted by the voltage generator 9 and the signal received on the receiving coil 3.
Dans le cas où le signal de la bobine 3 est dû à la présence d'un répondeur accordé on obtient cos (p = 0. Si le répondeur est selfiques pure, (bobine en court-circuit) on a cos (p = 1. Les matériaux conducteurs du type aluminium ou acier provoquent des déphasages tels que cos ((p) est sensiblement égal à 1.In the case where the signal from coil 3 is due to the presence of a tuned responder, we obtain cos (p = 0. If the responder is pure inductive, (coil short-circuited) we have cos (p = 1. Conductive materials of the aluminum or steel type cause phase shifts such that cos ((p) is substantially equal to 1.
On dispose donc en sortie de l'amplificateur 22 d'un signal proportionnel à sin ç et en sortie de l'amplificateur 32 d'un signal proportionnel à cos (p. Un comparateur 33 ayant deux entrées et une sortie reçoit sur l'une de ses entrées, le signal en sortie de l'amplificateur 32 et sur la seconde de ses entrées le signal en sortie de l'amplificateur 22 préalablement atténué dans le rapport 1/K (K > 1) par un diviseur 34. There is therefore available at the output of amplifier 22 a signal proportional to sin ç and at the output of amplifier 32 a signal proportional to cos (p. A comparator 33 having two inputs and one output receives on one of its inputs, the signal at the output of the amplifier 32 and on the second of its inputs the signal at the output of the amplifier 22 previously attenuated in the ratio 1 / K (K> 1) by a divider 34.
La sortie du comparateur 33 est à l'état actif si tg p est inférieur à 1/K. The output of comparator 33 is in the active state if tg p is less than 1 / K.
Les sorties du comparateur 33 et du détecteur de niveau 23 sont raccordés chacune à une entrée d'une porte "et" 24. Le signal en sortie 35 de cette porte "et" est à l'état actif si à la fois l'amplitude du signal est supérieure au seuil fixé au niveau du détecteur 23 et si la phase de ce-signal traduit que le signal capté est probablement celui d'un répondeur accordé. The outputs of comparator 33 and of level detector 23 are each connected to an input of a door "and" 24. The signal at output 35 of this door "and" is in the active state if both the amplitude of the signal is greater than the threshold fixed at the level of the detector 23 and if the phase of this signal indicates that the signal received is probably that of a tuned responder.
Enfin, afin de détecter à quel moment le répondeur est le plus proche du détecteur, le détecteur est dans le mode préféré muni d'un dérivateur 25 et d'un détecteur de passage à 0, 26, branché en sortie du dérivateur 25. Le dérivateur 25 reçoit le signal en sortie de l'amplificateur 22. Finally, in order to detect when the answering machine is closest to the detector, the detector is in the preferred mode provided with a tap 25 and a passage detector at 0.26, connected to the tap output 25. The tap 25 receives the signal at the output of amplifier 22.
On admet que le niveau du signal est croissant tant que le détecteur s'approche du répondeur et qu'il décroît lorsque le détecteur s'éloigne.It is assumed that the signal level increases as long as the detector approaches the answering machine and decreases when the detector moves away.
II en résulte que le passage à 0 du détecteur de passage à 0 26 traduit la plus grande proximité du répondeur et du détecteur. La sortie 27 du détecteur de passage à 0 alimente une troisième entrée de la porte "et" 24. Ainsi un signal positif en sortie 35 de la porte "et" 24 indique que le signal de la bobine 3 est supérieur au niveau fixé, a une phase qui permet de dire qu'il y a une bonne probabilité pour que l'on soit en présence d'un répondeur accordé et que l'on se trouve au plus près de ce répondeur. Les entrées de la porte "et" 24 sont temporisées de telle sorte qu'un signal fugitif en provenance du comparateur 33, du détecteur de niveau 23 ou du détecteur de passage à 0,26, provoque un créneau de durée déterminée. De la sorte on aura en sortie 35 de la porte "et" 24 une sortie positive même en présence d'un léger manque de synchronisation des sorties positives du comparateur 33, du détecteur de niveau 23 et du détecteur de passage à 0,26. As a result, the passage to 0 of the passage detector at 0 26 reflects the greater proximity of the responder and the detector. The output 27 of the passage to 0 detector feeds a third input of the door "and" 24. Thus a positive signal at output 35 of the door "and" 24 indicates that the signal of the coil 3 is higher than the fixed level, a a phase which makes it possible to say that there is a good probability that one is in the presence of a tuned answering machine and that one is closest to this answering machine. The inputs of the door "and" 24 are timed so that a fleeting signal from the comparator 33, the level detector 23 or the passage detector at 0.26, causes a slot of fixed duration. In this way there will be a positive output at output 35 of the door "and" 24 even in the presence of a slight lack of synchronization of the positive outputs of the comparator 33, of the level detector 23 and of the passage detector at 0.26.
Les fonctions de traitement de signal décrites pourront être réalisées de façon numérique par processeur de signal. The signal processing functions described can be performed digitally by signal processor.
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|---|---|---|---|
| FR9413073A FR2726358B1 (en) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | EXERCISE MINE AND ASSOCIATED DETECTOR |
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|---|---|
| FR2726358A1 true FR2726358A1 (en) | 1996-05-03 |
| FR2726358B1 FR2726358B1 (en) | 1996-11-29 |
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| FR9413073A Expired - Lifetime FR2726358B1 (en) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | EXERCISE MINE AND ASSOCIATED DETECTOR |
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| FR (1) | FR2726358B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2751742A1 (en) * | 1996-07-23 | 1998-01-30 | Tda Armements Sas | Field mine detecting and status indicating system |
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1994
- 1994-11-02 FR FR9413073A patent/FR2726358B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| FR2726358B1 (en) | 1996-11-29 |
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