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1. WO2013160622 - FIBRE-OPTIC MEASUREMENT DEVICE, RATE GYRO, AND INERTIAL STABILISATION AND NAVIGATION UNIT

Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

[ FR ]

REVENDICATIONS

1. Dispositif de mesure (10) à fibre optique du type dans lequel un paramètre à mesurer engendre une différence de phase ΔΦp entre deux ondes contra-propagatives (24, 25), comportant :

une source lumineuse (11),

- un interféromètre en anneau (20) de SAGNAC à fibre optique, de préférence monomode, comportant une bobine (21) et un élément séparateur (23), dans lequel se propagent lesdites deux ondes contra-propagatives (24, 25), ledit interféromètre en anneau (20) ayant une fréquence propre fp,

un détecteur (14) de rayonnement électromagnétique, recevant la puissance lumineuse sortant dudit interféromètre en anneau (20) et délivrant un signal électrique modulé représentatif de la puissance lumineuse, qui est fonction de la différence de phase totale ΔΦt entre lesdites deux ondes contra-propagatives (24, 25) à la sortie dudit interféromètre en anneau (20),

une chaîne de modulation (30) apte à moduler ladite puissance lumineuse sortant dudit interféromètre en anneau (20), ladite chaîne de modulation (30) comportant au moins un modulateur de phase (33) placé dans ledit interféromètre en anneau (20) et apte à générer en sortie de ladite chaîne de modulation (30) une modulation de déphasage Φ m(t), introduisant entre lesdites deux ondes contra-propagatives une modulation de différence de phase ΔΦm(t) telle que : ΔΦm(t) = Φ m(t) - Φm(t-Δτg), Δτg = 1 / (2 fp) étant la différence de temps de transit entre lesdites deux ondes contra-propagatives (24, 25) déterminée entre ledit modulateur de phase (33) et ledit élément séparateur (23), et

- des moyens de traitement du signal (110) comportant :

- un convertisseur analogique / numérique (111) numérisant ledit signal électrique modulé reçu du détecteur (14) et représentatif de ladite puissance lumineuse reçue par ledit détecteur (14) pour délivrer un signal électrique numérique, et

- une unité de traitement numérique (112) apte à traiter ledit signal électrique numérique pour délivrer un signal fonction de ladite différence de phase ΔΦp et dudit paramètre à mesurer,

- des moyens de mise au biais (130) adaptés à générer un premier signal de mise au biais produisant en sortie de la chaîne de modulation (30) une première composante de modulation de déphasage de mise au biais Φb1(t) en créneaux carrés d'amplitude π/a1, a1 étant un nombre réel non nul, périodique à une première fréquence de modulation de mise au biais fb1 telle que fb1 = (2k1+1) fp, ki étant un entier naturel et fp étant la fréquence propre,

- des moyens de contre-réaction (120) adaptés à traiter ledit signal fonction de ladite différence de phase ΔΦp pour générer un premier signal de contre-réaction, produisant en sortie de la chaîne de modulation (30) une première composante de modulation de déphasage de contre-réaction Φcr1(t) en marches d'escalier, chaque marche ayant une durée Δτg/(2k1+1), ladite

première composante de modulation de déphasage de contre-réaction Φcr1(t) introduisant entre lesdites deux ondes contra-propagatives (24, 25) une première composante de modulation de différence de phase de contre-réaction ΔΦcr1(t) = Φcr1(t) - Φcr1(t-Δτg) fonction de ladite différence de phase ΔΦp,

des moyens de commande (140) de ladite chaîne de modulation (30) adaptés à traiter ledit premier signal de mise au biais et ledit premier signal de contre-réaction pour délivrer au moins un premier signal de commande en entrée de ladite chaîne de modulation (30), produisant en sortie de la chaîne de modulation (30) une première composante de modulation de déphasagΦem1(t) qui est la somme de ladite première composante de modulation de déphasage de mise au biais Φb1(t) et de ladite première composante de modulation de déphasage de contre-réaction Φcr1(t), telle que Φm1(t) = Φb1(t) + Φcr1(t),

ledit dispositif de mesure (10) à fibre optique étant caractérisé en ce que les moyens de commande (140) de ladite chaîne de modulation (30) sont agencés pour que ladite première composante de modulation de déphasage Φm1(t) opère une transition de deux fois l'amplitude de la première composante de modulation de déphasage de mise au biais Φb1(t), soit 2π/a1, lorsque son niveau dépasse l'amplitude de la première composante de modulation de déphasage de mise au biais Φb1(t), soit

2. Dispositif de mesure (10) à fibre optique selon la revendication 1, dans lequel ladite première composante de modulation de déphasage de contre-réaction Φcr1(t) présente des marches d'escalier de hauteur -ΔΦp/(2k1+1), de telle sorte que ladite première composante de modulation de différence de phase de contre-réaction ΔΦcr1(t) soit telle que ΔΦcr1(t) = -ΔΦp, pour compenser ladite différence de phase ΔΦp due au paramètre à mesurer.

3. Dispositif de mesure (10) à fibre optique selon la revendication 2, dans lequel les moyens de mise au biais (130) sont adaptés à générer un second signal de mise au biais produisant en sortie de la chaîne de modulation (30) une seconde composante de modulation de déphasage de mise au biais Φb2(t), ladite seconde composante de modulation de déphasage de mise au biais Φb2(t) étant :

- une modulation en créneaux carrés d'amplitude 7t/a2, a2 étant un nombre réel non nul différent de a1,

- périodique à une seconde fréquence de modulation de mise au biais fb2 telle que fb2 = (2k2+l) fp, k2 étant un entier naturel tel que (2^+1) et (2k2+l) soient multiples l'un de l'autre, et fp étant la fréquence propre,

- en quadrature par rapport à la première composante de modulation de déphasage de mise au biais Φb1(t).

4. Dispositif de mesure (10) à fibre optique selon la revendication 3, dans lequel a1 = 1.

5. Dispositif de mesure (10) à fibre optique selon la revendication 3, dans lequel a2 = 1.

6. Dispositif de mesure (10) à fibre optique selon l'une des revendications 3 à 5, comprenant également des moyens d'asservissement de gain (150) de ladite chaîne de modulation (30) permettant de maintenir ajustée la fonction de transfert de ladite chaîne de modulation (30).

7. Dispositif de mesure (10) à fibre optique selon la revendication 1, dans lequel:

- a1 = 1,

- ladite première composante de modulation de déphasage de contre-réaction Φcr1(t) présente des marches d'escalier de hauteur [a2/(a2-1)] [-ΔΦp/(2k1+1)], a2 étant un nombre réel strictement supérieur à a1 = 1,

- lesdits moyens de mise au biais (130) sont adaptés à générer un second signal de mise au biais produisant en sortie de la chaîne de modulation (30) une seconde composante de modulation de déphasage de mise au biais Φb2(t), ladite seconde composante de modulation de déphasage de mise au biais Φb1(t) étant :

- une modulation carrée en créneaux d'amplitude π/a2,

- périodique à une seconde fréquence de modulation de mise au biais fb2 telle que fb2 =fb1 =(2k1+1) fp, fb1 étant la première fréquence de modulation de mise au biais et fp étant la fréquence propre, et

- en quadrature retard par rapport à la première composante de modulation de déphasage de mise au biais Φb1(t),

- lesdits moyens de contre-réaction (120) sont adaptés à générer un second signal de contre-réaction, produisant en sortie de la chaîne de modulation une seconde composante de modulation de déphasage de contre-réaction Φεη2(t), ladite seconde composante de modulation de déphasage de contre-réaction Φcr2(t) étant :

- en marches d'escalier, chaque marche ayant une durée Δτg/(2k1+1) et une hauteur [1/(a2-1)] [-ΔΦp/(2k1+1)],

- en quadrature retard par rapport à la première composante de modulation de déphasage de contre-réaction Φcr1(t), et

- ladite seconde composante de modulation de déphasage de contre-réaction Φcr2(t) introduisant une seconde composante de modulation de différence de phase de contre-réaction ΔΦcr2(t) = Φcr2(t) - Φcr2(t-Δτg) entre lesdites deux ondes contra-propagatives (24, 25), de telle sorte que la différence entre la première composante de modulation de différence de phase de contre-réaction ΔΦcr1(t) et la seconde composante de modulation de différence de phase de contre-réaction ΔΦcr2(t) compense ladite différence de phase ΔΦp, soit ΔΦcr1(t) - ΔΦcr2(t)= -ΔΦp,

- lesdits moyens de commande (140) de ladite chaîne de modulation (30) sont adaptés à traiter ledit second signal de mise au biais et ledit second signal de contre-réaction pour délivrer au moins un second signal de commande en entrée de ladite chaîne de modulation (30), produisant en sortie de la chaîne de modulation (30) une seconde composante de modulation de déphasage Φm2(t) qui est la somme de ladite seconde composante de modulation de déphasage de mise au biais Φb2(t) et de ladite seconde composante de modulation de déphasage de contre-réaction Φcr2(t), de sorte que Φm2(t) = Φω(t) + Φcr2(t), et

- les moyens de commande (140) sont agencés pour que ladite seconde composante de modulation de déphasage Φ^ΐ) opère une transition de deux fois l'amplitude de la seconde composante de modulation de déphasage de mise au biais Φb2(t), soit 2π/a2, lorsque son niveau dépasse l'amplitude de la seconde composante de modulation de déphasage de mise au biais Φ^ΐ), soit 7t/a2, la modulation de déphasage Φm(t) étant égale à la différence entre la première composante de modulation de déphasage Φm1(t) et la seconde composante de modulation de déphasage Φm2(t), de sorte que Φm(t) = Φm1(t) - Φm2(t).

8. Dispositif de mesure (10) à fibre optique selon l'une des revendications 3 à 7, dans lequel k2 = 0.

9. Dispositif de mesure (10) à fibre optique selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel kx = 0.

10. Gyromètre caractérisé en ce qu'il est conforme au dispositif de mesure (10) à fibre optique de l'une des revendications 1 à 9, le paramètre à mesurer étant une composante de la vitesse de rotation de l'interféromètre en anneau (20).

11. Centrale de navigation ou de stabilisation inertielle comportant au moins un gyromètre selon la revendication 10.