BE428055A - - Google Patents

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BE428055A
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/91Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control
    • G01S13/913Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control for landing purposes

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Description


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    ALTIMETRE   A ONDES ULTRA-COURTES POUR
AEROPLANES 
L'invention se rapporte à des prooédés pour mesurer des distances au moyen d'ondes dténergie et elle utilise des ondes électromagnétiques ultra-oourtes pour la mesure d'altitudes jusqu'à envi- -ron 100 mètres. Il est naturellement important de pouvoir déterminer avec exactitude des altitudes de cette grandeur au moment de l'atter- 

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 -rissage ou au moment du départ d'aéroplanes ou d'appareils analogues.

   Dans ce but on a proposé que des ondes ultra-courtes soient émises au moyen d'antennes montées à l'extrémité d'une aile d'un aéroplane et suivant un arc latéral tel que quand l'aéroplane est à une hauteur quelconque d'environ 100 mètres du sol, certaines des ondes atteindront le sol sous le centre de l'aéroplane et sont réfléchies de ce point vers une antenne réceptrice montée à l'extrémité de l'autre aile. 



   Une transmission directe de l'appareil transmetteur à l'ap -pareil récepteur peut être réduite à une valeur telle qu'elle n'inter -fère pas avec la réception d'ondes réfléchies par le sol. L'une quelconque des méthodes bien connues pour aocomplir l'élimination d'interférences entre les appareils transmetteur et récepteur peut être employée comme par exemple : un écran électrostatique et électromagnétique ; l'emploi d'une antenne avec une oaractéristique de direction très précise; la connexion et la déconnexion alternative des appareils d' envoi et de réception ; la neutralisation de l'énergie, eto.

   Une trans -mission sous des angles non compris dans l'arc mentionné ci-dessus, et non exclus par la nécessité de réduire la transmission directe à l'appareil récepteur, doit seulement être limitée par des considérations envisageant la possibilité d'éviter des interférences avec d'au -tres appareils radiophoniques se trouvant dans le voisinage. 



   L'angle sous lequel des ondes réfléchies atteignent l'antenne réceptrice, peut être déterminé par la méthode bien connue de comparaison des phases de deux composantes reçues par des antennes distantes d'une longueur connue. Si les antennes sont supportées sur lesparties métalliques inférieures de l'aéroplane, ce dernier protègera partiellement les antennes et pourra améliorer leurs caractéristiques de direction, L'angle sous lequel les ondes réfléchies par le sol atteignent l'aéroplane, suffit comme une indication de l'altitude quand le dit aéroplane est   pntiquement   parallèle à la surface réfléchissante,

   puisque la distance entre les antennes réceptrice et transmettrice est connue et que l'angle d'incidence de l'onde vers la terre peut être 

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 supposé égal à l'angle de réflexion de la terre vers l'aéroplane. 



  Quand l'attitude de l'aéroplane devient plus grande qu'environ trois fois la grandeur de ses ailes, le changement angulaire avec l'altitude pour les ondes réfléchies reçues devient trop faible pour donner une indication exacte de la hauteur. Ainsi, si la longueur d'aile est d'environ 30 mètres, l'exactitude de la méthode ci-dessus décrite devient insuffisante pour des altitudes dépassant 100 mètres. 



   Pour déterminer des altitudes plus élevées, l'invention propose d'utiliser les ondes ultra-courtes telles que décrites cidessus, partiellement modulées par des ondes ayant une longueur d'on -de d'environ huit fois la hauteur de vol normal, ou la hauteur à la -quelle la sécurité et la sensibilité maximums sont requises. 



   Comme cela apparaftra mieux de la description détaillée sui' -vante, les ondes longues n'affectent pas le fonctionnement du système indicateur à basse altitude mentionné précédemment. Elles peuvent être séparées de la composante réfléchie reçue sur l'une des antennes réceptrices pour une comparaison de phases avec l'énergie obtenue directement du modulateur à ondes longues placé sur l'aéroplane. La différenoe de phase obtenue donnera une indication de la hauteur de   tappareil.   Pour un tel système, une modulation approximative de 30% oonvient et une fréquence de 60   Kilooyoles,   par exemple, fournira une onde de longueur convenable où la sécurité maximum à une altitude de 600 métras est désirée. 



   Une onde longue de la même fréquence peut être utilisée seule de la même manière pour ce but. Cependant l'emploi d'ondes longues semblables est préjudiciable en ce qu'elles provoquent ordinairement beaucoup plus d'interférences avec l'équipement radiophonique aux autres stations. De plus, les longueurs d'ondes convenables pour l'emploi envisagé se trouvent dans une rangée de fréquen -ces qui a été assignée pour d'autres buts.

   Même si de telles fréquences sont réservées pour la détermination de l'altitude des aéroplanes, le nombre d'appareils qui peuvent employer des systèmes de ce genre dans un réseau déterminé, sans interférer sérieusement l'un 

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 avec   l'autre,   sera beaucoup plus faible que le nombre qui emploierait le système équivalent d'ondes ultra-courtes modulées partiellement proposé dans cette invention et sans interférences mutuelles. 



   En utilisant des ondes ultra-courtes modulées, l'interférence avec d'autres équipements radiophoniques peut être fortement éliminée, et des rangées de fréquences non utilisées jusqu'à présent,d' une valeur considérabe, peuvent être employées. L'emploi d'ondes ultra-courtes dans les systèmes pour la détermination de l'altitude décrits ici,offre d'autres avantages dont l'un est celui de permettre de placer avantageusement les antennes dans les surfaces réduites possibles sur les aéroplanes pour le but envisagé.

   Des longueurs d' ondes comprises dans la rangée d'un quart de mètre à cinq mètres sem -blent les plus désirables pour les buts poursuivis, la longueur d' onde particulière employée dans un système donné étant choisie sur la base de l'adaptation avec la dimension de l'aéroplane, de l'espacement convenable des antennes, des longueurs d'ondes employées par d'autres stations dans la région oû l'aéroplane doit servir, et d'au -tres considérations semblables. Des antennes du type bien connu, dit à doublet, permettent aussi un emploi avantageux du système décrit dans cette invention, et ainsi que cela apparaîtra mieux par la suite, elles peuvent être disposées de manière à supprimer la transmission directe entre les antennes réceptrice et transmettrice placéss sur l'aéroplane. 



   Un des buts de l'invention est de prévoir un moyen automatique par lequel une indication visuelle continue de la hauteur à laquelle se trouve l'aéroplane, est donnée avec une exactitude acceptable pour une rangée de hauteurs variant de quelques mètres à plusieurs centaines de mètres. Un autre but de l'invention est de prévoir un système radiophonique pour la détermination de l'altitude qui emploie des signaux de longueurs d'ondes tels qu'ils n'interfèrent pas  avec   les services radiophoniques existant ordinairement. 



   Encore un autre but de l'invention est de prévoir un système radiophonique pour la détermination de l'altitude, qui combine des 

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 avantages obtenus par l'emploi d'ondes plus longues avec les avantages inhérents au système utilisant des ondes ultra-courtes. 



   L'invention a aussi pour but de prévoir des moyens servant dans des systèmes déterminant l'altitude ou autres systèmes analogues pour permettre une comparaison de phase entre deux ou plusieurs cou -rants de même fréquence, l'exactitude et la sensibilité de cas moyens dépendant principalement de dispositifs électroniques et de la rangée usuelle auxquels ils peuvent être appliqués pour des fréquences radiophoniques. 



   D'autres buts de l'invention sont mieux compris de la description suivante donnée en se basant sur les dessins ci-joints. 



  Sur ceux-ci:
La figure 1 montre schématiquement les principes de l'invention sur lesquels la détermination de distance courte est basée;
La figure 2 montre une courbe caractéristique directionnelle convenable pour les antennes   transmet-criées   de la figure 1;
La figure 3 montre la variation dans la phase relative avec la hauteur, de deux composantes des signaux réfléchis atteignant les antennes réceptrices de la figure 1;
La figure 4 montre comment la sensibilité à de faibles altitudes peut être accrue en changeant les positions relatives des anten -nes réceptrices de la figure 1;
Les figures 5A et 5B montrent deux arrangements d'une forme d'antenne à doublet convenant pour l'emploi de l'invention;
La figure 6 est un schéma du circuit électrique du système altimétrique pour faibles altitudes;

  
La figure 7 montre l'arrangement des appareils employés dans une méthode pour obtenir une fréquence convenable d'oscillateur à battement pour l'emploi de l'invention;
La figure 8 montre sohématiquement l'arrangement des appareils et des circuits appliqué à une méthode modifiée pour obtenir une fréquence osoillatrice de battement convenable;
La figure 9 montre un type de bobine mobile pour synchroscope, 

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 lequel peut servir dans l'invention;

   
La figure 10 se rapporte à un type modifié de synchroscope ou indicateur de phases relatives, basé sur l'emploi de dispositifs électroniques;
La figure 11 est un schéma permettant l'explication du fonc -tionnement du dispositif de la figure 10;
La figure 12 est un système compenant à la fois des indicateurs altimétriques pour basses et hautes altitudes;
La figure 13 montre un système conforme à l'invention, comprenant un indicateur altimétrique pour basses altitudes et deux indicateurs altimétriques pour hautes altitudes;
La figure 14 se rapporte au fonctionnement du système altimétrique   confo¯me   à l'invention pour un aéroplane   s'approchant   du sol. 



   La figure 1 montre   schématiquement   un aéroplane 40 dont les ailes sont indiquées en 41, Des antennes transmettrices 42 et des antennes réceptrices 43 et 44 sont montées sous les ailes respective -ment à droite et à gauche de la figure. Les chemins des ondes du système altimétrique sont indiqués pour deux hauteurs hl et h2. C1 et G2 représentent respectivement la terre dans chacun des deux cas. 



  Les antennes réceptrice et transmettrice peuvent être du type doublet montré sur la figure   5A,   quoique d'autres types ayant des   caractéris   -tiques semblables peuvent naturellement être utilisés. 



   Les doublets transmetteurs de la figure 1 sont espacés d'environ une demi-longueur d'onde, et sont excités par une source d'énergie commune. Par conséquent, ils ont,dans un plan vertical à angle droit avec le fuselage, les caractéristiques transmettrices direc -tionnelles montrées sur la figure 2. L'effet combiné de la paire de doublets est équivalent à celui d'une antenne simple 45 ayant une caractéristique directionnelle équivalente et placée au point milieu entre les antennes 42. La caractéristique transmettrice directionnel -le de la paire 42, disposée telle qu'indiquée figure 1, oomprend des composantes appréciables se projetant en avant du plan sous un angle 

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 d'environ   30 ,   qui est évidemment avantageux puisqu'il prévoit l'in -formation d'une élévation'du sol ou d'un obstacle.

   Ce point sera disouté d'une manière plus détaillée en oonnexion aveo la figure 14. 



   On doit noter qu'avec les doublets 42 espacés d'environ une demi-longueur d'onde, l'antenne transmettrice peut distinguer avec une transmission dans leur plan commun   o.à.d.   aveo une transmission direote vers les antennes réceptrices 43 et 44. 



   En considérant la figure 1, la phase relative des   composan-   tes du signal réfléchi reçu par les antennes 43 et 44, est une fonction de l'angle auquel les composantes s'approchent de ces antennes. 



  Cela est montré figure 3 où les cosinus des angles A1 et A2 oorrespondent aux relations différentes de phases résultant d'angles différents   d'approche.   Un accroissement dans le taux de changement du oosinus de l'angle,et dès lors dans l'exactitude près du sol, peut être obtenu en plaçant l'antenne réceptrice extérieure 44 au-dessous de l'antenne intérieure 43 par rapport à l'aile, ainsi qu'il est indi   -qué   sur la figure 4. Cela peut être. équilibré'oontre un sacrifice correspondant d'exactitude aux altitudes plus hautes. Il convient ordinairement d'espacer ces antennes d'environ une demi-longueur d' onde. 



   Les angles auxquels les ondes réfléchies approchent des antennes 43 et 44 sont naturellement déterminéa par la distance de l' aéroplane aveo la surface réfléchissante, de sorte que la phase rala -tive des composantes des signaux réfléchis est une fonction directe de l'altitude. Un dispositif indicateur de phase relative peut donc être étalonné de   manière'à   lire directement l'altitude à laquelle on se trouve. L'exactitude de lecture obtenue est naturellement diminuée si les.ailes de l'aéroplane ne sont pas parallèles à la surface du sol. 



  Cependant', dans le cas d'atterrissage et de départ, les ailes de l'aéroplane sont pratiquement parallèles au champ d'atterrissage. Il est évidemment possible de prévoir un moyen commutateur pour transmettre alternativement des antennes de droite et de gauche de l'appareil et recevoir alternativement des antennes non utilisées pour la transmission 

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 Une lecture exacte de l'indication de l'altitude montrera sous ces circonstances que les ailes de l'appareil sont parallèles à la sur -face du sol et que l'altitude indiquée est correcte. Si l'appareil n'est pas parallèle avec la surface du sol, la variation entre des lectures successives indique l'angle d'inclinaison de l'appareil par rapport au sol. 



   La figure 6 montre sohématiquement les faits généraux d'un système mesurant l'altitude conforme à l'invention, et convenant pour des hauteurs approximatives de trois fois la distance séparant les points transmetteur et récepteur. Le système comprend un transmet -teur 60 à ondes ultra-courtes connecté par des lignes de transmission convenables 61 à des antennes transmettrices doublets 42. Des antennes réceptrices doublets 43 et 44 sont connectées chacune par une ligne de transmission convenable 50 à un récepteur 51.

   Un "osoillateur à battement" 54 fournit les récepteurs 51   d'oscillations   de fréquences convenables, de sorte qu'une   rréquence   de battement convenable peut être produite dans ces récepteurs, et que la phase des énergies reçues peut être comparée convenablement par le   synchrosco-   pe 56. L'échelle de ce dispositif peut, ainsi qu'il a été déorit en connexion avec la figure 1, être étalonnée pour montrer directement les hauteurs.

   Excepté le type de   synohroscope   et un certain nombre de méthodes permettant d'obtenir des fréquences d'oscillateur de bat- -tement convenables qui seront décrites par la suite, les appareils entrant dans le système envisagé peuvent être de forme quelconque ordinairement utilisée, avec   lesystèmes   radiophoniques à ondes ultracourtes. Avec un aéroplane ayant une longueur d'aile de 30 mètres, le système de -La figure 6 prévoit des lectures d'altitude pratiquement exactes jusqu'à environ 100 mètres. Au-delà de cette hauteur, les changements augulaires deviennent faibles. 



   Bien qu'un oscillateur à battement indépendant 54 peut être utilisé, ainsi qu'il est montré figure 6, la stabilité de l'osoillateur et du transmetteur pourra être d'un ordre plus élevé si une note de battement de 1000 cycles ou moins peut être obtenue. Puisque les 

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 synohrosoopes commerciaux sont ordinairement désignés pour fonction- ner à des fréquences moindres que   1000   cycles, et que l'exactitude des synchroscopes connus aux fréquences plus élevées est en question, il peut être avantageux d'obtenir une note de battement à basses fré -quences.

     Un   arrangement pour éviter la nécessité d'une stabilité de fréquence extrême est montré sur la figure 7 où la note de batte -ment voulue, par exemple   #   f, est produite par un oscillateur 65 et est amenée à moduler de l'énergie de l'onde ultra-courte de fré   -quence f   obtenue du transmetteur 60 à travers le transformateur 62 dans un modulateur 66. Un filtre 67 choisit une bande latérale,par exemple   f - # f   de l'énergie fournie par le modulateur, laquelle peut être employée comme fréquence de battement pour les récepteurs 51 de la figure 6. La note de battement obtenue sera naturellement toujours celle produite par l'oscillateur 65, puisque la fréquence de battement sera obtenue exactement de la même manière que la fré- quence de l'onde ultra-courte du transmetteur.

   On doit comprendre que le transmetteur 60 est aussi assooié aveo les antennes 42 à tra -vers les lignes de transmission 61 de la même manière que dans la figure 6. 



   Un arrangement modifié pour prévoir une fréquence de batte -ment convenable pour les récepteurs 51 est montré sur la figure 8   ou   le secteur plaque 71 est arrangé pour tourner à une vitesse uni- forme entre les plaques 72 à 75 et la plaque commune mise à la terre
76. Les capacités entre les plaques 72 à 75 et la plaque 76 sont, ainsi qu'il est montré, produites à travers le transformateur 82 par l'énergie du transmetteur   60.   En reproduisant la phase de l'énergie fournie de la manière bien connue, à travers l'emploi de résistances
76, 77, 79 et 80, et à travers des bobines 78 et 81, le champ électro -statique entre ces plaques peut être amené effectivement à tourner de sorte que si la plaque 71 est laissée stationnaire, la fréquence obtenue sera celle du transmetteur.

   Cependant, si la plaque 71 tourne uniformément dans le champ électrostatique rotatif, l'effet est d'ac- croître ou de diminuer la fréquence obtenue sur la plaque 71 par le 

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 nombre de cycles correspondant aux révolutions par seconde de la plaque 71. Evidemment, si la plaque tourne dans la même direction que le champ, la fréquence diminuera, et si elle tourne dans la direction opposée, la fréquence s'accroîtra. Dans l'un ou l'autre cas, la fréquence obtenue peut être utilisée comme une fréquence de battement dans les/récepteurs 51 et la fréquence de la note de battement obtenue est déterminée seulement par la vitesse à laquelle la plaque 71 tourne.

   Les principes suivant lesquels a ]eu le fonction -nement de ce dispositif sont expliqués en détail dans le brevet américain   2.a04.613   du 11 Juin 1935 déposé au nom de Monsieur L.A. Meaoham. 



   La figure 9 montre une forme bien connue de synchroscope ou indicateur de phases relatives, lequel peut être utilisé pour montrer la relation de phases entre les énergies fournies par les récepteurs 51 de la figure 6. Cet appareil consiste en des bobines stators 112 et 114 fixées relativement à angle droit'autour des bobines rotors 116 et 117.

   Ces dernières sont aussi fixées relativement à des anglee droits sur l'arbre 118, qui peut tourner librement, et est perpendiculaire au plan du dessin qui, à son tour, est le plan contenant les axes des bobines 112, 114, 116 et   117.   En appliquant les énergi3s des récepteurs 51 de la figure 6, l'une aux bobines stators et l'autre aux bobines rotors après division de leurs phases, ainsi qu'il est indiqué figure 9, par l'emploi de résistances 111 et de condensa -teurs   110,   chaque ensemble de bobines établira des champs électrosta -tiques rotatifs, et ces deux champs seront amenés en phase ou en synchronisme par rotation de l'arbre 118 pour compenser une différence de phase queloonque entre eux,
La valeur de rotation de l'arbre 118 est donc une mesure directe de la relation de phase entre les deux champs.

   L'arbre 118 porte un indicateur ou index 113 qui peut se déplacer le long d'une éohel -le 115 à mesure que l'arbre 118 tourne. Dans ce système, ainsi qu'il a été dit précédemment, l'échelle   115   peut être étalonnée directement en unité de hauteur. 

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     Un   dispositif modifié pour fournir une indication des phases relatives des deux énergies reçues, est indiqué sur la figure 10. 



  Ce dispositif comprend deux limiteurs 85 à tube à vide d'une forme quelconque bien connue et comprenant un tube à quatre éléments 87, des résistances 86 et 88, et un condensateur 90. Une batterie 89 fournit l'énergie aux deux tubes. Ces limiteurs convertissent les deux signaux en des successions d'impulsions de forme rectangulaire, ainsi qu'il est montré sur la figure 11 par les courbes 1 et 2. Ces impulsions sont appliquées aux grilles de contrôle du tube pentode 95 à travers les transformateurs 91. Les circuits de contrôle de ce tube 95 sont tels que le courant plaque augmente seulement quand les deux grilles de contrôle 97 et 98 sont positives,   c.à.d.   pendant les intervalles sur lesquels les impulsions des courbes 1 et 2 de la figure 11 coexistent.

   Le oourant plaque de la pentode 95 consistera alors en une série d'impulsions telle que cela est indiqué par la courbe 3 de la figure 11, et le courant passant à travers le milliampèremètre 96, prévu dans le circuit plaque de la pentode, sera une fonction en ligne droite du déplacement de phase entre les stations No. 1 et No. 2 de la figure 12. L'arrangement de la figure 10 peut donc être employé comme synchrosoope. Le fonctionnement de ce dispositif dépendant principalement de moyens électroniques, ce dispositif fonctionnera aveo facilité aux fréquences radiophoniques, et dans le système de l'invention il permet l'emploi d'une fréquence   d'oscil-   lateur à battement assez éloignée de celle de l'onde ultra-oourte transmise afin que le problème du contrôle précis de la fréquence devienne beaucoup moins sévère. 



   La figure 12 montre lè système de la figure 6 disposé autrement et pourvu d'appareils pour donner des indications exactes d'alti -tude aux hauteurs de vol normal. Les appareils modifiés et ajoutés    sont les suivants : un oscillateur à ondes longues 100 ; unoscilla-   teur à ondes ultra-courtes 141 et un modulateur 140 par lequel les ondes ultra-courtes émises peuvent être modulées par une onde longue convenable d'environ 30%; un démodulateur 103 qui démodule l'onde 

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 réfléchie reçue sur une des antennes réceptrices 44 pour reproduire l'onde modulante longue ; et un synchroscope 102 qui est alimenté avec une partie de l'énergie de l'onde longue directement de l'osoil -lateur 100 et avec une composante modulante à ondes longues de l'on -de réfléchie obtenue du démodulateur 103.

   La différence de phase entre les énergies modulantes réfléchies et locales est naturellement une indication de l'altitude de la hauteur à laquelle se trouve l'a- éroplane. Le synchroscope 102 peut être du type montré sur la figure   10.   



   Pour un emploi convenable avec un synchroscope du type de la figure 10, la fréquence modulante à ondes longues doit être choisie pour que l'altitude de vol normal soit environ 1/8 de la longueur d'onde. Par exemple, pour une altitude de vol normal d'environ 600 mètres, une fréquence modulante de 60 Kilocycles donnera une onde réfléchie déphasée de 90  avec la source locale, et suivant la figure 11 il est évident qu'un synchroscope du type de la figure 10 fonctionnera vers la moitié de l'échelle pour ces conditions, et indiquera oonvenablement un changement considérable d'altitude sans renoontrer des différences de phase si petites que l'erreur absolue inhérente à un système de ce genre serait d'amplitude significative. 



   La modulation des ondes ultra-oourtes n'interférera pas avec le fonctionnement des appareils indicateurs de basse altitude puisque les modulations à ondes longues n'affectent pas le dispositif à basses fréquenoes de la figure 9, ou ne seront pas influencées par l'effet résultant de la forme rectangulaire donnée aux sommets des demiondes individuelles par les limiteurs de l'appareil de la figure 10,si ce dernier est employé dans le système indicateur à basses altitudes. 



  Le dispositif 52 fournit une fréquence de battement convenable aux récepteurs pour les indications à basses altitudes, et peut être du type montré figure 7 ou de celui du type montré figure 8. 



   Si des indications d'altitude exaotes sont désirées dans le voisinage de plusieurs hauteurs de vol largement séparées, les ondes ultra-courtes peuvent être partiellement modulées par un nombre 

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 correspondant dtondes plus longues, la longueur de chaque onde modulante étant choisie de sorte qu'elle offre des indications exactes à l'une des hauteurs choisies. Les différentes ondes modulantes peuvent étre séparées par des filtres convenables après avoir été reçues et démodulées, et chacune est fournie à un   synchroscope   approprié si cette phase peut être oomparée avec celle de l'énergie d'une fréquen -ce semblable dérivée de l'oscillateur local approprié.

   La figure 13 montre les modifications apportées au système de la figure 12, nécessaires pour permettre une modulation partielle de l'onde ultracourte par deux fréquences d'ondes longues de sorte que des déterminations de hauteurs exactes peuvent être obtenues pour une grande rangée de hauteurs de   vol.   Le filtre 105 transmet la fréquence modulante-utilisée en obtenant des indications d'altitude dans la rangée de   100   mètres à 1000 mètres, et le filtre 106 transmet des fréquences modulantes employées pour la rangée s'etendant de   1000   à 2000 mètres. 



  Un oscillateur à ondes longues 142 fournit la fréquence modulante appropriée   poulette   dernière rangée. Le synchroscope   107   peut natu-   rellement   être semblable au synchroscope 102, excepté qu'il sera éta -lonné pour la rangée plus haute d'altitudes. Un seul synohrosoope ayant une série convenable d'échelles peut être utilisé avec des dis -positifs de commutation pour les connecter dans les circuits voulus. 



  Cômme ci-dessus mentionné, un avantage particulier de l'emploi d'ondes modulées ultra-courtes du genre proposé est qu'elles produisent moins d'interférence avec d'autres appareils radiophoniques. 



   Bien que le système pour la détermination de l'altitude à des hauteurs de vol normal tel que décrit, dépend d'une simple oompa -raison de phases des composantes modulantes de l'onde ultra-oourte réfléchie avec l'énergie dérivée d'un modulateur local, il est évident qu'une quelconque des méthodes bien connues pour déterminer la hauteur par'l'emploi d'ondes non modulées, comme cela est par exemple décrit dans les brevets américains   2.045.071   et 2.045.072 déposés tous les deux le 23 Juin   1936  par M.   L.   ESPENSCHIED, peut aussi bien être utilisée en modifiant le système pour employer des ondes ultra-courtes de fréquence constante modulées par d'autres ondes ayant le caractère 

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 requis pour fournir des indications de hauteur en concordance avec ces autres méthodes.

   



   La figure 14 montre comment des systèmes altimétriques conformes à l'invention fournissent une indication quand l'avion approche d'un terrain s'élevant, tel qu'une colline, puisque les ondes sont radiées à l'avant en des quantités appréciables à tous les angles, excepté l'angle zéro,avec le plan des doublets, et opèrent ef -fectivement pour prévoir des réflexions d'une colline dont l'incli -naison s'approche de 45 .

   Ce caractère peut évidemment être   acoen-   tué dans certains cas où ce fait est considéré important, en inclinant les doublets de l'antenne, ainsi qu'il est montré figure 5B, de sorte qu'ils transmettent rapidement et reçoivent sous un angle plus grand pendant l'avance de   l'aéroplane.   Dans certains cas il peut même être désirable de prévoir en oonnexion avec les systèmes de cette in -vention, des antennes exploratrices ajustables pour détecter des obstacles se trouvant à l'avant de l'avion, et pour déteoter d'autres avions se trouvant dans le voisinage. 



   Il est évident que les arrangements montrés sur les dessins et décrits ci-dessus sont purement schématiques et exposent les principes de l'invention. Ces systèmes peuvent être réalisés de   dif     -frentes   manières et peuvent renfermer des dispositifs utilisant des ondes d'énergie autres que des ondes   éleotrozaagnétiques   sans pour cela se départir de l'esprit même de l'invention. 



   REVENDICATIONS. 



   1 - Appareil pour mesurer la distance d'un objet à un autre objet, caractérisé en ce qu'il comprend : des arrangements placés sur un des objets pour diffuser des ondes ultra-courtes; une série d'antennes séparées d'une distance bien déterminée pour recevoir lesondes réfléchies par l'autre objet ; et des arrangements pour comparer les phases des ondes reçues sur les antennes, ainsi qu'un dispositif pour indiquer la différence de phases.

Claims (1)

  1. 2 - Appareil pour mesurer la distance d'un objet à un autre objet suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend : <Desc/Clms Page number 15> des arrangements pour moduler partiellement les ondes ultra-courtes avec une ou plusieurs ondes longues; des arrangements pour démoduler les ondes reçues réfléchies du dit second objet en des ondes oomposantes ; des arrangements pour comparer la phase d'une composante d' onde longue aveo une onde de fréquence égale obtenue des arrangements modulateurs; et un dispositif pour indiquer la différence de phase.
    3 - Appareil pour mesurer la distance d'un objet à un autre objet suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend dans les circuits récepteurs des filtres pour séparer les différentes composantes d'ondes longues, et des arrangements pour comparer avec exactitude les phases des composantes chacune avec une onde de fréquen -ce égale obtenue du dispositif modulateur.
    4 - Système radio-altimétrique pour aéroplane comprenant des appareils conformes aux revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les arrangements rediffuseurs sont placés près d'une extrémité de l'aéroplane, tandis que les arrangements récepteurs sont placés près de l'autre extrémité de l'aéroplane.
    5 - Système radio-altimétrique conforma à la revendication 4, caractérisé en ce que l'appareil rediffuseur agit sur une large rangée de directions angulaires vers le sol.
    6 - Système radio-altimétrique pour aéroplane suivant les revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend des antennes du type doublet.
    7 - Système radio-altimétrique pour aéroplane suivant l'une queloonque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les antennes pour recevoir ou pour transmettre les ondes ultra-courtes sont séparées par une distance d'une demi-longueur d'onde de l'onde employée.
    8 - Système radio-altimétrique pour aéroplane suivant la re- vendication 4, caractérisé en ce qu'une des antennes réceptrices est suspendue sous l'aile pour une distance plus grande que l'autre antenne.
    9 - Système radio-altimétrique pour aéroplane suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'appareil comprend des arrange- <Desc/Clms Page number 16> -ments oommuateurs au moyen desquels les fonctions des antennes peuvent être alternativement interchangées.
    10 - Indicateur de phases relatives pour deux courants de même fréquence, et comprenant deux limiteurs et un tube à vide pento -de pourvu de deux grilles de contrôle, les dits circuits des grillas de contrôle étant ainsi polarisés que le courant plaque de la dite pentode ne s'accroît pas à moins que les deux grilles ne reçoivent une impulsion positive, l'énergie fournie des deux limiteurs étant introduite respectivement dans les deux circuits des grilles de con -trôle afin que le courant plaque provenant du tube à vide pentode indique la relation de phasess relatives entre les courants d'entrée appliqués aux limiteurs.
    11 - Appareil pour mesurer la distance d'un objet à un autre objet suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, et renfermant un indicateur de phases relatives conforme à la revendication 10.
    12 - Appareil pour mesurer la distance d'un objet à un autre objet suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les arrangements pour comparer la fréquence des on -des reçues ou les oomposantes de celles-ci comprennent un changeur de fréquences qui produit une fréquence suffisamment basse pour le dispositif comparateur de phases.
    13 - Appareil pour mesurer la distanoe d'un objet à un autre objet suivant la revendication 12, caractérisé en ce que le chan -geur de fréquences comprend un dispositif modulateur alimenté par un transmetteur avec une onde modulée par une basse fréquence de bat -tement et transmise à travers un fil passe-bande pour sélecter une des bandes latérales.
    14 - Méthode pour déterminer la distance entre un objet et un autre objet, laquelle comprend la diffusion d'ondes ultra-courtes d'un des objets vers l'autre objet, et la réception en l'un des objets d'ondes provenant de l'autre objet et réfléchies en une série de points, les relations de phases des ondes reçues étant comparées <Desc/Clms Page number 17> pour obtenir une indication,de la distance.
    15 - Méthode pour déterminer la distance entre un objet et' un autre objet, laquelle comprend la diffusion entre des objets d'ondes ultra-courtes partiellement modulées avec une ou plusieurs ondes longues, la réoeption sur le dit objet des ondes réfléchies provenant de l'autre objet, la démodulation des dites ondes reçues modulées en des oomposantes, et la comparaison de la phase d'une composante aveo la phase d'une onde de fréquence égale dérivée du dispositif modulateur du transformateur.
    16 - Méthode suivant les revendications 14 ou 15 dans laquelle les ondes ultra-courtes sont employées pour des distances approximativement égales à trois fois la distance existant entre les antennes réceptrice et transmettrice.
    17 -.Méthode suivant la revendication 15 dans laquelle les ondes longues employées ont une longueur d'onde d'environ huit fois la distance qu'il est requis de mesurer.
    18 - Système radio-altimétrique pour aéroplane comprenant des moyens transmetteurs pour émettre,à travers une grande rangée de directions angulaires vers la terre, des ondes ultra-courtes d'un point voisin d'une extrémité du dit aéroplane, une série de dispositifs récepteurs espacés d'une manière définie pour recevoir près de l'autre extrémité du dit aéroplane des composantes des dites ondes ultra-courtes réfléchies par le sol, et un moyen pour comparer les phases des dites composantes réfléchies afin d'obtenir une indication de l'altitude.
    19 - Système radio-altimétrique pour aéroplane comprenant: des moyens transmetteurs pour émettre des ondes ultra-courtes d'un point voisin d'une extrémité du dit aéroplane et cela à travers une grande rangée de directions angulaires vers la terre ; moyen pour moduler partiellement les dites ondes ultra-courtes au moyen d'ondes plus longues ; série de dispositifs récepteurs espacés d'une ma- nire définie pour recevoir près de la deuxième extrémité de l'aéro- plane des composantes des ondes ultra-courtes réfléchies par le sol ; <Desc/Clms Page number 18> un moyen pour comparer les phases des composantes réfléchies afin d'obtenir une indication de l'altitude, lesquelles sont exactement dans une rangée particulière d'altitudes;
    et un moyen pour séparer les composantes modulantes d'ondes plus longues d'une des dites composantes réfléchies afin de comparer sa phase avec celle de l'énergie dérivée directement du dit dispositif modulateur, et cela dans le but d'obtenir simultanément des indications de l'altitude qui sont exactes dans, une autre rangée particulière d'altitudes.
    20 - Altimètre pour aéroplane comprenant un moyen pour transmettre du dit aéroplane une onde ultra-oourte particulièrement modulée par une série d'ondes plus longues, et un moyen pour reoevoir une partie de la dite onde après réflexion par le sol,un moyen pour démoduler la dite partie reçue de la dite onde pour obtenir la oomposante modulante d'onde plus longue, et un moyen pour oomparer avec exactitude les phases des dites composantes d'ondes plus longues avec les phases de l'énergie de fréquences semblables dérivées directement du dispositif modulateur local afin d'obtenir une indication de l'altitude du dit aéroplane.
    21 - Appareil pour mesurer la distance d'un objet à un autre objet suivant la revendication 1, tel que décrit ci-dessus en référence aux dessins ci-joints.
    RESUME.
    L'invention se rapporte d'une manière générale à un appareil pour mesurer la distance d'un objet à un autre objet, et elle peut s'appliquer en particulier à la détermination de l'altitude à laquelle se trouve un aéroplane. Cet appareil est caractérisé en ce qu'il comprend: des arrangements placés sur un des objets pour diffuser des ondes ultra-oourtes; une série d'antennes séparées d'une distance bien déterminée pour recevoir les ondes réfléchies par l'autre objet ; et des arrangements pour comparer les phases des ondes reçues sur les antennes, ainsi qu'un dispositif pour indiquer la différence de phases.
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