<Desc/Clms Page number 1>
Procédé de détermination des positions d'une machine volante ou autres engins et dispositifs pour son application.
L'invention concerne les procédés de détermination des positions, telles que celles d'une machine volante, au moyen des radiations à haute fréquence. Plus particulièrement elle concerne les procédés du type dans lequel un radio émetteur est disposé de façon à engendrer des diagrammes de rayonnement directionnel par une opération de manipulation effectuée à la cadence de signaux complémentaires et de manière à émettre les signaux d'une catégorie, tels que des points ou le signal Morse ,pendant les pauses d'émission des signaux de l'autre catégorie, tels que des traits ou le signal Morse n. Suivant la ligne d'égale intensité de champ de ces deux diagrammes ou courbes de rayonnement, ces signaux se complètent réciproquement de façon à former un signal ininterrompu appelé trait continu.
Du côté de la réception ce trait continu se reproduit dans un téléphone pour être suivi à
<Desc/Clms Page number 2>
titre de ligne de route, en vue de la navigation.
L'invention consiste dans certaines particularités nouvelles, qui apparaîtront au fur et à mesure de la description qui en est donnée ci-après, avec le dessin ci-annexé à l'appui, sur lequel : les figs.l et 2 sont des graphiques destinés à faire comprendre l'idée de l'invention ; la fig. 3 est un schéma explicatif du fonctionnement d'une des formes de réalisation de l'invention ; la fig. 4 est une vue schématique de cette forme de réalisation.
Les procédés du type en question exigent qu'outre l'indication acoustique donnée par le téléphone, il existe une indication optique rendant visibles les lignes de route et les écarts à partir de ces lignes. Tous les procédés connus élaborés en vue d'arriver à ce résultat présentent certains inconvénients. Par exemple, dans un des procédés connus, les deux diagrammes des antennes différentes ne sont pas engendrés à la cadence des signaux complémentaires, mais sont modulés avec des fréquences sonores différentes. L'indication est donnée au moyen d'indicateurs sensibles à la fréquence, destinés à fonctionner sous l'effet des différences d'amplitude des deux fréquences de modulation différentes. Ce procédé a l'inconvénient de ne permettre de donner qu'une indication optique, car la comparaison à l'oreille des intensités de champ n'est pas possible.
Cependant il est nécessaire, par exemple sur les avions, qu'outre l'indication optique une comparaison à l'oreille soit possible, car le pilote a parfois plusieurs instruments à observer. Il doit donc pouvoir passer de l'indication optique à l'indication acoustique.
Par un autre procédé, on réalise des indications optiques et acoustiques simultanées, en utilisant les impulsions inductives engendrées dans un transformateur par les extrémités latérales des signaux manipulés et qui viennent agir dans un instrument spécial très sensible au voisinage de la position zéro de son
<Desc/Clms Page number 3>
aiguille et moins sensible dans les positions de l'aiguille éloignées du zéro. Cependant, cet agencement a un inconvénient résul- tant du fait que l'aiguille de l'instrument indicateur oscille à la cadence des impulsions inductives engendrées dans le trans- formateur, de sorte que les divisions de l'échelle sont diffici- les à lire et qu'on obtient ainsi une indication dite saccadée.
A part cet inconvénient, le procédé basé sur l'application des impulsions inductives implique que la cadence de manipulation et par suite la nature des signaux manipulés ne peuvent être choisies à volonté et que seuls des signaux de nature déterminée, tels que des points et des traits, assurent un fonctionnement parfait.
Pour éviter les inconvénients précités, on a proposé un pro- cédé permettant aussi de réaliser simultanément des indications optiques et acoustiques. Ce procédé a le caractère d'une combinai- son entre le procédé de manipulation connu et le procédé de modu- lation.précité. Les différents diagrammes directionnels sont ma- nipulés simultanément et à la cadence des signaux complémentaires et de plus sont modulés avec des fréquences différentes. Dans l'appareil récepteur, les signaux manipulés et les fréquences mo- dulées sont séparés les uns des autres. Les uns servent à fournir comme connu une indication acoustique, tandis que les autres fournissent une indication optique au moyen d'indicateurs sensibles à la fréquence.
Mais ce procédé a un inconvénient, car les indi- cations acoustiques et optiques ne sont pas forcément en relation entre elles, puisqu'elles ne sont. pas contrôlées de la même maniè- re dans l'émetteur et sont rendues efficaces dans le récepteur séparément. Il peut donc arriver que les signaux manipulés observés par comparaison acoustique indiquent exactement la ligne de route, tandis que, les signaux de modulation de l'indication optique ayant subi des variations d'amplitude sous l'effet d'influences extérieures, l'instrument indicateur fait apparaître une route différente de celle qu'indique le téléphone.
Le procédé suivant la présente invention fournit des indica-
<Desc/Clms Page number 4>
tions acoustiques et optiques simultanées ; il est exempt des inconvénients précités et indépendant de la nature et de la fréquence des signaux manipulés. De plus, les indications acoustiques et optiques sont en relation mutuelle obligatoire, en permettant ainsi d'éviter les indications erronées susceptibles de se produire dans le cas contraire.
Suivant l'invention, on sépare du côté de la réception les divers signaux manipulés les uns des autres par une opération de .commutation et on les compare entre eux au moyen d'un instrument indicateur optique. Par exemple, la séparation des signaux manipulés peut se faire en commutant l'instrument indicateur à la cadence des signaux manipulés. La manipulation de l'antenne, c'est- à-dire l'opération effectuée du côté de l'émission est ainsi synchronisée avec l'opération de commutation que subit l'instrument indicateur du côté de la réception. Cette synchronisation peut être effectuée du côté de la réception et réalisée par des signaux de synchronisation spéciaux provenant de l'émetteur.
En fait, le nouveau procédé consiste à contrôler cette opération de commutation au poste émetteur. Pour arriver à ce résultat, l'invention consiste à établir une distinction entre les signaux manipulés des deux catégories, en employant des caractéristiques additionnelles. Par exemple, un signal de synchronisation spécial peut être affecté aux signaux manipulés d'une des catégories, tandis que le signal manipulé de l'autre catégorie est émis à la manière habituelle,. c'est-à-dire sans aucun signal additionnel.
L'agencement sera particulièrement simple, si du côté de l'émission, l'un des diagrammes directionnels engendré alternativement est modulé avec une fréquence auxiliaire additionnelle, à savoir une fréquence qui est influencée par les opérations de commutation effectuées à la cadence des signaux manipulés de ce diagramme directionnel. Du côté de la réception, cette fréquence auxiliaire est utilisée pour contrôler l'opération de commutation. Mais l'agencement peut être construit de façon que la commutation de l'instru-
<Desc/Clms Page number 5>
ment indicateur ne soit pas influencée par une fréquence modulatrice, mais fonctionne sous l'action d'une différence des fréquences porteuses, c'est-à-dire que l'un des diagrammes directionnels est basé sur une fréquence porteuse différente de celle de l'autre diagramme directionnel.
Dans ce cas, il existe du côté de la réception des agencements de circuits spéciaux, tels que par exemple de circuits de résonance ou de filtrage, destinés à fonctionner sous l'action des diverses fréquences porteuses et par suite à effectuer ainsi l'opération de commutation cherchée.
Si on désire que la synchronisation de l'opération de commutation du côté de l'émission avec celle du côté de la réception ne s'effectue pas par un signal de synchronisation provenant du poste émetteur, mais par des moyens prévus du côté de la réception, on emploie, conformément aux procédés de self-synchronisation bien connus dans les dispositifs de radio-intercommunication, des diapasons, des générateurs en quartz ou des moyens similaires servant à fournir une fréquence absolument constante.
Pour que les signaux manipulés fournissent une indication optique, ces divers signaux séparés les uns des autres par l'opération de commutation précités sont comparés les uns aux autres par un instrument indicateur. La ligne de route est alors suivie, si les deux sortes de signaux sont égales entre elles. L'agencement peut être construit de façon que des instruments indicateurs séparés, un pour chaque sorte de signaux, soient alternativement branchés sur le circuit de sortie de l'appareil récepteur par un dispositif commutateur synchrone avec l'opération de manipulation effectuée au poste émetteur. L'un de ces instruments.indique alors l'intensité des signaux manipulés d'une sorte, tandis que l'autre instrument indique les signaux manipulés de l'autre sorte.
Si les deux signaux ont la même amplitude, les déviations des aiguilles des deux instruments sont les mêmes. Dans ce cas, la ligne de route est suivie. Mais si la déviation d'une aiguille est plus forte
<Desc/Clms Page number 6>
que celle de l'autre, la route suivie s'écarte de la ligne de route soit à gauche, soit à droite.
Sous une autre forme de réalisation de l'invention, les deux signaux manipulés agissent sur l'aiguille d'un instrument unique par un procédé différentiel. Pour arriver à ce résultat, un dispositif commutateur approprié fait agir les signaux manipulés des deux sortes sur l'instrument indicateur en opposition l'un avec l'autre. Ou bien pour réaliser l'application de ce procédé différentiel, on peut inverser alternativement les propriétés directionnelles de l'instrument indicateur à la cadence de manipulation par un autre moyen, par exemple en inversant la polarité de la direction du champ.
Le fonctionnement de cet agencement est expliqué ci-après à l'aide des figs.l et2.
Sur la fig.l, on a représenté schématiquement la cadence de manipulation des signaux Morse a et n. On suppose ici que l'amplitude du signal est le double de celle du signal n. Ainsi que le montre la fig.l, les signaux incidents ont tous la même direction, à savoir celle qui est indiquée par le signe +. Suivant l'invention, on fait agir ces signaux sur l'instrument indicateur dans des directions alternativement opposées, ainsi que le montre la fig. 2. Le signal a a ici la direction +, tandis que la direction du signal n en opposition est désignée par le signe Sur la fig. 2a, la direction positive du signal a a la prépondérance sur la direction négative du signal n. De ce fait l'aiguille de l'instrument indicateur J a subi une déviation vers la gauche, par exemple.
Sur le dessin, cette déviation est représentée comme dirigée vers le haut. Sur la fig.2b, les deux signaux en opposition sont égaux entre eux. Par suite, l'aiguille de l'instrument J reste dans sa position moyenne comme l'indique la figure, ce qui représente le cas du trait dit continu. Sur la fig.2c, la direction négative du signal n est prépondérante. Par suite l'aiguille de l'instrument J est dans une position qui se trouve de l'autre côté par rapport à celle de la fig.2a.
<Desc/Clms Page number 7>
Le nouveau procédé permet donc d'obtenir d'une manière simple une indication optique de la ligne de route, qui est indépendante de la nature et de la fréquence des signaux manipulés. Il suffit-seulement de choisir l'inertie et l'amortissement de l'instrument, de façon qu'il ne suive pas les signaux individuels, mais indique la valeur virtuelle du courant continu pulsatoire engendré par les signaux manipulés. Si cette condition est remplie, il est possible de faire une lecture exacte sur l'instrument et l'échelle peut être graduée en degrés d'angle indiquant l'écart à partir de la ligne de route.
La forme de réalisation à laquelle correspondent les figs.3 et 4 comporte un instrument indicateur agencé de façon à être commuté à la cadence des signaux manipulés. Cette commutation est contrôlée au poste émetteur au moyen de la caractéristique affectée à l'un des signaux, ainsi qu'il a été dit ci-dessus. On rendra 1''agencement aussi simple que possible en modulant un des champs d'antenne avec une fréquence auxiliaire, additionnelle, manipulée avec le signal de manipulation affecté à ce champ d'antenne. La fig.3 représente deux diagrammes directionnels Al, A2, manipulés alternativement et modulés tous deux avec une fréquence de 1150 périodes par secondes, par exemple. Les deux diagrammes d'anterine sont rendus alternativement efficaces à la cadence des signaux complémentaires.
Le champ d'antenne A2 est alors modulé avec une fréquence auxiliaire de synchronisation, par exemple de 4000 périodes. Cette fréquence auxiliaire est également manipulée à la cadence.du signal manipulé de ce champ d'antenne et provoque du côté de la réception la commutation de l'instrument indicateur.
La fréquence de synchronisation est choisie de préférence en dehors de la gamme acoustique, de façon à ne pas influencer le timbre de la reproduction téléphonique..
Dans certaines conditions, il peut arriver que la fréquence de synchronisation additionnelle du diagramme d'antenne A2 détruise l'état d'équilibre de l'agencement du poste émetteur, de
<Desc/Clms Page number 8>
faon à rendre le diagramme d'antenne A2 moins efficace dans le récepteur que le diagramme A1, en provoquant ainsi un déplacement de la ligne de route par rapport au plan de symétrie. On peut remédier à cet inconvénient en modulant aussi le champ A1 de la seconde antenne avec une fréquence auxiliaire. Cependant cette fréquence doit être différente de la fréquence de synchronisation de 40CO périodes et ne doit pas être rendue efficace dans l'appareil récepteur. Elle sert seulement à maintenir l'état d'équilibre. Hais cet état peut être établi d'une autre manière appropriée quelconque.
Par exemple l'un des champs d'antenne peut être légèrement amplifié par rapport à l'autre.
La fig.4 représente un exemple d'un agencement récepteur destiné à l'application du nouveau procédé de comparaison des amplitudes. Le rayonnement de l'émetteur est reçu dans un récep- teur B où les oscillations incidentes sont amplifiées à haute fréquence et redressées, puis amplifiées à basse fréquence.
Dans le circuit de sortie du récepteur, les diverses fréquences modulatrices, c'est-à-dire la fréquence modulatrice des signaux de 1150 périodes et la fréquence de synchronisation de 4000 périoâes sont séparées l'une de l'autre. A cet effet l'agencement comporte des chaînes de filtres Sl, S2. S1 est accordé sur la fréquence de 1150 périodes, et S2 sur la fréquence de synchro- nisation de 4000 périodes.Sur le circuit de sortie de la chaîne de filtre S1 sont branchés un casque d'écoute K et un instrument indicateur J qui est branché au centre et dont les polarités peuvent être inversées au moyen d'un commutateur T.
Le commutateur T est actionné par l'enroulement d'un relais R, qui est branché sur le circuit de sortie de la chaîne de filtre S2 et par suite n'est sensible qu'à la fréquence de synchronisation de 4000 périodes. L'instrument J à branchement central peut être remplacé par un instrument du type normal et dans ce cas le commutateur T est disposé de façon à inverser le branchement d'une borne sur l'autre.
<Desc/Clms Page number 9>
Dans le cas de l'autre solution possible d'émission d'une caractéristique, à savoir le cas où on emploie des fréquences porteuses différentes pour les deux signaux, l'agencement récepteur suivant l'invention est le suivant : le récepteur comporte un filtre de bande dont la largeur englobe les deux fréquences porteuses différentes, qui sont toutes deux amplifiées ensemble et arrivent à un instrument indicateur en passant par un dispositif commutateur d'une manière semblable à celle de l'agencement de la fig. 4. Le récepteur comporte aussi un second filtre de bande ou un simple circuit de résonance.
Ce filtre de bande est accordé seulement sur la fréquence porteuse d'un des signaux manipulés et n'est pas influencé par la fréquence porteuse de l'autre signal. Cette fréquence porteuse avec redressement et, s'il y a lieu, nouvelle amplification et superposition sert à actionner un dispositif commutateur, tel que le relais R, fig.4, et à commuter ainsi son contact T.
L'agencement décrit ci-dessus à titre d'exemple, est basé sur l'hypothèse d'après laquelle la surface de la représentation graphique des signaux manipulés des différentes sortes est la même. Si cette condition est remplie, chaque signal manipulé a la même valeur virtuelle dans le cas où les deux signaux ont la même amplitude, de sorte que l'instrument indicateur reste immobile.
Ce cas est celui du trait continu. Mais si on emploie des signaux manipulés n'ayant pas la même surface, tels que des.points et des traits, dans le cas du trait continu et dans le cas des signaux de même amplitude, la valeur virtuelle des signaux de plus grande surface e. st plus grande que celle de signaux représentés par des surfaces plus petites. Il en résulte que, quoique la ligne de route soit suivie, l'aiguille de l'instrument est en position de déviation constante.
On remédie à cet inconvénient suivant l'invention en employant un instrument indicateur, moins sensible dans un sens de passage du courant que dans l'autre. Dans ce cas d'un instrument indicateur
<Desc/Clms Page number 10>
avec enroulement branché dans une position intermédiaire, cette condition est remplie d'une manière simple en branchant l'enroulement non au centre, mais en un point qui en est séparé par un intervalle convenable. On peut aussi remédier à l'inconvénient précité en branchant une résistance en parallèle avec l'une des moitiés de l'instrument ou en interposant cette résistance dans le conducteur de courant correspondant.
La fig. 4 représente le dispositif commutateur employé, qui peut être un commutateur électromagnétique, tel qu'un relais électromagnétique ou similaire. Mais ce dispositif peut être remplacé par un dispositif de commutation purement électrique, contrôlé par changement de fréquence, tel qu'un tube électronique ou ionique.
L'agencement décrit ci-dessus à titre d'exemple peut être modifié pour se conformer aux conditions et relations respectives.
Les signaux manipulés et les fréquences de synchronisation peuvent être d'une nature quelconque appropriée. Il n'existe pas non plus de règle fixe au point de vue de la manière dont la fréquence des signaux et la fréquence de synchronisation sont séparées dans l'agencement récepteur et dont elles sont rendues efficaces. Par exemple au lieu de la chaîne de filtre S2 et du relais R, on peut employer un relais sensible à la fréquence. De même, l'instrument J n'a pas besoin d'être de construction spéciale. En fait, on peut employer des voltmètres ou des ampèremètres ou encore d'autres appareils indicateurs sensibles à la direction, tels que des tubes électroniques, par exemple. De même le type des agencements émetteurs et récepteurs employés à propos de l'application du nouveau procédé, n'a aucune importance au point de vue de l'invention.
Par exemple, l'émetteur peut être du Type comportant une antenne directrice à excitation alternative ou du type comportant une antenne émettrice alimentée en permanence et des antennes-réflecteurs destinées à être manipulées.