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PJ1R:FE'aI'IONNFMEm'S AUX Gl)NI0MFrRES à LIY1TURE DIRIROTE La présente invention, système SEV, concerne
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les radîogcniomètres lecture directe. On sait que la détermination de la direction d'une onde plane peut être ramenée à la mesure de la phase d'un courant à basse fréquence, on connait déjà un système-permet- tant d'atteindre ce résultât, système qui comprend deux cadres orthogonaux fixes et une antenne non directive, les cadres étant commutés électriquement à l'aide d'un générateur dipbasé à basse fréquence.
La présente invention a pour objet la'détermi-
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nation rapide de la phase du courant à basse fréquence sortant du récepteur du radiogoniomètre, la phase de référence étant celle du générateur local. Le pnase- mètre décrit plus loin emploie un tube à rayons cathe- diques, oscillographe ou oscilluscope.
L'invention sera mieux comprise en se référant aux dessins ci-après :
La figure 1 représente le schéma de réalisation d'un phasemètre conforme à l'invention.
La figure 2 représente la forme d'un courant de blocage,
La figure .3 représente schématiquement l'index lumineux obtenu sur l'écran du tube cathodiuue.
La figure 4 représente un autre mode de réali- sation du phasemètre.
La figure 5 représente une forme de courait à basse fréquence.
La figure 6 représente une forme de courant sor-- tant du récepteur de radiogoniomètre.
La mesure de la phase@ d'un courant I sin définie par rapport à la phase du générateur local, leut être effectuée comme suit :
On superpose dans un circuit à caractéristiques non linéaires, par exemple comprenant des valves diodes ou autres redresseurs, les forces électromotrices : u = K I sin (## + #)@ et U1 = U sin#t,
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cette dernière-étant fournie par la phase 1 du générateur local. Soit a la différence de potentiel continue aux bor- nes d'une résistance R insérée dans le circuit.
Si U K I, la variation,,4 u1 due à la présence du courant I est propor- tionnelle à cos # :
On obtient de la même façon, en superposant u et U2 = U cos t fournie par la phase 2 dans un 2ème circuit identique au précédent, une' variation de la différence de potentiel continue : u2 = K sin # .
Les différences de potentiel u1 et 6 u2 sont ampli- . fiées ensuite dans deux amplificateurs identiques dont les circuits de sortie sont reliés respectivement aux deux pai- res de plaques déviatrices X - X', ,Y - Y' d'un tube catho- dique. Une force électromotrice v = V .sin 2 # F't module simultanément les deux amplificateurs à la fréquence F', qu'on choisit suffisamment élevée ( > 25 pps ) pour éviter le scintillement de l'image. La loi de variation des différen- ces de potentiel entre les plaques déviatrices étant la même pour les deux axes, la position du spot lumineux peut être représentée par les équations : x = m. u1 = m.
K cos #, y = m. u2 = m. K sin #, la position de repos étant choisie comme origine des coordonnées, les axes ox-oy dirigés sui- vant les axes de déviation.
Lorsque m varie, le spot se déplace sur la demi- droite y = x tg # . L'index lumineux ainsi produit permet de lire la valeur de(9 sur un cadran ayant son centre en 0 ett gradué de O2 à 360
La figure 1 représente à titre d'exemple non limita- tif une réalisation de phasemètre conforme à la présente in- vention. Le courant basse fréquence dont on mesure la phase, traverse les primaires des transformateurs T1 'T2. Les ten- sions de phase U1' U2 sont injectées dans les circuits de
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valves v1' v2' v3' v4' par les transformateurs T3' T4' La différence de potentiel continue est produite aux bor- nes des résistances R1.
Les résistances R2 R1 ( par exem- ple R2 = 10 R1) sont destinées à filtrer la différence de potentiel continue aux bornes des condensateurs C1 Le sens des enroulements de T1 et T2 est tel que pour les deux circuits de même phase les variations de la différence de potentiel aux bornes des deux condensateurs Cl sont de si- gnes contraires. Les deux amplificateurs à courant continu montés en " push-pull Il comprennent quatre lampes à écran E1 E2E2 E4 dont les cathodes sont reliées à la cathode de la lampe modulatrice M. Une résistance R3 est connectée entre les cathodes et le p8le négatif de la haute tension.
Les plaques des lampes E sont reliées directement aux pla- ques déviatrices XX', YY' du tube cathodique ; les charges de plaques sont constituées par quatre résistances R4 de même valeur, shuntées par quatre condensateurs identiques C2. Les circuits de chauffage ne sont pas représentés.
La modulation s'opère par " tout ou rien ".
La grille de la lampe M est attaquée par une force électromotrice élevée v = V sin W#E't à travers une résis- tance R5 ( de l'ordre du mégohm ). Le courant plaque de M est pratiquement de la forme représentée figure 2. Ce cou- rant produit dans la résistance R3 une polarisation négative des lampes E1 E2 E3 E4 et supprime complètement leurs cou- rants pendant la moitié de la période T' = 1 . La va-
F' leur de la constante de temps des circuits C2 R4 est choisie généralement entre 0,1 et 0,5 T'.
L'image obtenue sur l'écran du tube cathodique est représentée schématiquement figure 3. En l'absence du cou- rant de blocage, les différences de potentiel continues entre
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les plaquas déviatrices déplaceraient le spot de 0 en M.
Sous'l'effet-de la suppression et du rétablissement pério- dique des courants des lampes E, le spot décrit la portion O' M' du rayon CM, les points 00' et MM' étant d'autant plus rapprochés que les constantes de temps des circuits de plaques sont'petites par rapport à la période T'.
Un des avantages du système décrit réside dans la pos- sibilité d'obtenir un index lumineux rectiligne sans avoir à employer dos lampes E1 E2 E3 E4 identiques en tous points.
Le .réglage préliminaire consiste à égaliser les courais pla- que dans chaque paire E1 - E2 et E3 - E4 en agissant sur ,les polarisations P1 et P2. L'égalité des quatre constantes de temps des circuits de plaques est facilement réalisée grâce à l'emploi des lampes à écran à résistance interne éle- vée . -
Un avantage plus général de l'invention c'est la pos- sibilité de compenser des erreurs quadrantales du goniomètre dues par exemple à la proximité des masses métalliques. Il suffit pour cela de régler le déphasage fixe'du récepteur de façon à faire coïncider les directions do l'erreur nulle avec les axes Ox . Oy % du tube cathodique, et d'ajuster ensuite agissant sur les sensibilités relatives des deux amplificateurs XX' et YY'.
On pourra, par exemple, diminuer la tension appliquée aux écrans des lampes E1 - E2 ou E3 - E4' ou de préférence, remplacer les résistances de plaques par des potentiomètres dont les curseurs seront reliés aux plaques déviatrices cor- respondantes.
La même méthode peut servir à compenser l'inégalité éventuelle des pentes moyennes E1 - E2 et E3 - E4.
Il est entendu que la réalisation figure 1 peut compor- ter de nombreuses variantes, Ainsi la modulation par tout. ou
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rien peut être appliquée dans le circuit des écrans ou autres électrodes ; la lampe M peut être remplacée par tout autre générateur de courant ayant la forme indiquée figure 2 ( un ticker, par exemple ). On peut également employer la modulation sinusoïdale en supprimant les don- densateurs C2 dans les circuits de plaques E ; dans ce cas il faut généralement limiter la profondeur de modula- tion à 50%.
On va décrire plus en détail un autre mode de réali- sation d'un phasemètre conforme à l'invention, représenté en partie sur la figure 4 et différent du précédent par la disposition des circuits de détection.
On considère d'abord le système figure 4 alimenté d'une part par le courant I sin (#t +#) traversant les primaires des transformateurs T1 T2' d'autre part par les tensions de phases U1 = U sin#t et U2 = U cos#t appli quées aux transformateurs T3 T4.
On supposera que la force électromotrice aux secon- daires T3 et T4 est beaucoup plus grande que la force électromotrice produite par le courant I aux secondaires T1 et T2. Dans ces conditions, lorsque la force électro- motrice au secondaire T3 produite par la phase 1 a le sens de la flèche, les valves V1 V2 laissent passer un courant important et la résistance entre les points A et B devient très faible ; si les résistances R1 et R6 sont beaucoup plus grandes que la résistance interne d'une valve J, la force électromotrice du signal est pratiquement bloquée pendant une alternance.
Lorsque la force électromotrice au secondaire T3 change de signe, les valves présentent une impédance infinie et la force électromotrice du transforma- tour T1 charge le condensateur C3 travers le réseau des
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résistances R6 R1 R2 :la résistance R2 >> R1 joue comme 'précédemment le rôle de filtre, On voit que la différence de potentiel aux bornes du crnden- sateur C3 est proportionnelle au courant moyen pen- dant une alternance, lequel a pour expression :
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rT/2 a I sin (A t + 0)'dt == A. l cos Q
Le second circuit de détection, identique au précédent mais commandé par la phase 2 du générateur loc:al, fournit aux bornes du condensateur C4 identi- que à C3 ' une différence de potentiel A I sin ( .
Les différences de potentiel A I sine) etA I cos # sont appliquées aux grilles d'un amplificateur analo- gue à celui de la figure 1 ( non représenté ) et l'on obtient comme précédemment un index lumineux rectili- gne formant un angle 9 avec l'axe X du tube catho- di que..
Les potentiomètres P1 et P2 permettent l'éga- lisation des courants des lampes El E2 E3 E4 en l'absence du signal.
Il est à remarquer que la tension fournie par le générateur diphasé ne doit pas être nécessairement sinusoïdale. Il y a intérêt au contraire, à produire des tensions ayant la forme indiquée figure 5 : on réduit ainsi l'importance de la période transitoire correspondant au changement de signe de la tension U1 ou U2, Cette remarque s'applique aussi bien au phasemètre de la figure 4 qu'à tout autre commutateur à valves employé dans les systèmes du genre indiqué.
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Le phasemètre figure 4 peut donner des indica- tions correctes dans le cas où l'on remplace le cou- rant sinusoidal I sin (#it + #) par le courant basse fréquence non filtré sortant d'un récepteur de radio- goniomètre à large bande : la forme générale " en es- calier " de ce courent est représentée figure 6. Il est facile de démontrer que les valeurs de courant moyen de 0 à T et de T à 3 T sont encore pro-
2 4 4 portionnelles à cos#et à sin# . Ainsi le filtra- ge des harmoniques peut être supprimé ce qui simplifiée la construction du récepteur.