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" Nouvelle méthode de repérage par ondes électromagnétiques".
La. présente invention vise une nouvelle méthode de repérage d'un point de situation inconnue par rapport à un ou plusieurs points fixes connus.
Elle est buée sur la retransmission à partir du ou des points de bases fixes d'un signal, ou top, émis à partir du point à repérer combinée à l'observation sur un tube ou oscillographe à rayons cathodiques convenablement excité des enregis- trements de retour du signal.
Elle sera plus aisément comprise au moyen de la description ci-âpres :
Un rayon cathodique soumis à deux déflecteurs rectangulaires, alimentés par deux courants sinusoïdaux d'intensité é-
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gale et de meme période, mais dont les phases sont décalées de 90 , décrit un cône dont la trace est un cercle sur un écran fluorescent.
Cette rotation n'étant point mécanique peut être aussi rapide qu'on le désire. Soit 1.000 tours/seconde par exemple la vitesse de rotation du rayon vecteur.
Si l'on désire observer l'apparition d'un phénomène de même période que la rotation du rayon vecteur, mais de phase quelconque, on peut appliquer différents procédés. par exemple, on peut faire moduler par ce phénomène le courant d'alimentation des déflecteurs, ou alimenter,par un courant qui serait fonction de l'intensité de ce phénomène, un système de deux anneaux concentriques, situés au-dessus des déflecteurs, et tels que le cône décrit par le rayon vecteur passe, avec jeu, entre ces deux anneaux. Une émission de courant dans ces anneaux se traduira évidemment par une variation exclusivement radiale du point d'impact des rayons cathodiques sur l'écran, sans variation de l'angle polaire à cet instant (Un tube cathodique de ce genre a été notamment proposé par von Ardenne).
Il est clair que, si le phénomène est un top de phase constante, il se traduira sur le cercle fluorescent par l'apparition d'une dent fixe.
Cn peut également utiliser le top de signal à agir sur l'intensité du rayon cathodique, au lieu d'agir sur sa. déviation.
Si par exemple, l'intensité du rayon cathodique est amenée à zéro, ou au voisinage de zéro, le top se traduira par une interruption de la ligne du diagramme; il pourrait différemment se traduire par un point plus lumineux.
L'invention n'est d'ailleurs pas limitée à l'emploi des oscillographes cathodiques fournissant un diagramme circulaire.
Elle peut également être réalisée avec un diagramme quelconque permettant de situer d.ns un intervalle de temps constant,
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servant de base à l'instant de l'apparition du top en retour par rapport, l'instant del'émission du top dedépart.
Suivant l'invention, on réalise l'agencement suivant :
1) un poste radio émetteur A, dont l'émission fournit un top de fréquence donnée. La fréquence est définie par la durée mise par le rayon cathodique d'un oscillographe d'un des genres ci-dessus, à décrire son diagramme complet, et les tops sont émis à l'instant du passage de ce même rayon cathodique sur un point donné du diagramme décrit pris comme origine des phases;
b) un poste de réception B qui réexpédie (éventuellement après détection, amplification et modulation),sur une lon- gueur d'onde quelconque (différente ou non de celle de l'émis- sion A),les tops qu'il reçoit,
Cette réémission, reçue par A, est dirigée sur le sys- tème de contrôle de l'oscillographe cathodique. La réémission par B au top émis par A se traduira, sur l'écran de A par une discontinuité du tracé du diagramme (dent, intervalle obscur, point plus brillant). L'écatrt de cette marque avec le point d'o- rigine mesure un intervalle de temps.
Cet intervalle de temps est la somme d'une durée due à l'inertie éventuelle des postes A et B (cette durée est fixe) et de la. durée variable de par- cours aller et retour du top considéré..
Sila distance simple de A à B est de 10 km. par, exemple; elle correspondra à une durée de voyage de 1/15.000 de seconde, mesurée, dans le cas du diagramme circulaire, par le 1/15 dela rotation décercle, soit par un décalage de 24 .
En observant sur l'écran les dents, ou autres marques, dues aux réflections des tops par le poste B-, on en déduit la distance de ±, à B. En procédant de même avec un autre poste ré- flecteur 0, de position connue, comme B,' on déduira des deux observations la position de A par rapport à B et à C, par une construction bien connue.
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Suivant une des variantes de l'invention, on dote le territoire de plusieurs postes de réémission B C D... Ces postes sont, de préférence, accordés en permanence, à la rêception, sur une même longueur d'onde @1 qui est celle del'émetteur du point à repérer A, et à l'émission sur une même longueur S'onde @2, ce qui permet de supprimer toute opération de réglage sur le mobile que représente généralement le point A (avion par exemple) dont le poste est syntonisé une fois pour toutes.
Les dents, ou autres repères, correspondant respectivement à chacun des postes B C D... apparaîtront simultanément sur l'écran, mais ne coïncideront que dans le cas particulier d'une distance AB= AC; l'invention prévoit le moyen de les identifier, en découpant périodiquement l'émission de chacun des postes B CD... un certain nombre de fois par minute, selon des signaux caractéristiques,tels que des lettres. Chaque dent du diagramme battra alors son signal d'identification.
Il est,dans ce cas,indispensable de distinguer @1 de @2 de façon à éviter qu'un poste quelconque 0 ne réexpédie, outre les tops de A, les réémissions de ces mêmes tops par les autres postes B D... échos qui donneraient naissance à des dents reflets en nombre infini.
On est donc, suivant l'invention, doté d'un instrument tel que :
1 - On lit directement, en permanence et sans réglage, les distances à des points connus B C D ... du territoire;
2 - les indications ne sont pas susceptibles d'être brouillées, car tout signal périodique émis sur la longueur d'onde de A n'apparaîtra sur l'écran d'observation que s'il est exactement synchronisé à la fréquence d'émission des tops. Un décalage de un tour pour trois cent soixante mille tours se traduira en effet sur l'écran, si la vitesse de rotation du rayon cathodique est de mille tours/seconde, par une rotation de la,
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dent parasite de un degré par seconde.
Si plusieurs émetteurs,tels que A, ont à fonctionner simultanément (cas d'avions en vols de groupe)) on évitera leur brouillage réciproque en dotant chacun d'eux d'une fréquence d'émission de signaux (fréquence des tops) particulière.
3 - Un tel instrument ne fournira,, d'indication, contrairement à certains antres dispositifs, qu'autant que ces indications auront une signification.
La précision des mesures lues sur un tel dispositif est à la, fois fonction de la précision de la. mesure d'une distance par onde électromagnétique, et de la, stabilité de l'inertie des postes mis en jeu. or, cette précision et cette stabilité semblent presque absolues.
Quant à la précision des lectures,elle n'est fonction que de la durée minima des tops compatible avec l'énergie à transmettre. Il semble que l'on puisse définir une distance à une centaine de mètres près.
L'invention permet également de déterminer, non seulement la distance d'un point repère B, mais aussi le gisement de B par rapport au point A. Elle prévoit, à cet effet, divers a.gencements particuliers.
Suivant un premier mode, le point A est pourvu. d'un aérien récepteur directionnel et orientable, cardre par exemple. Dans ce cas, par la. manoeuvre d'orientation du cadre, on provoquera la. disparition, ou l'aplatissement maximum d'une dent donnée du diagramme, correspondant à un posteréémetteur B, ce qui fournira le gisement du dit poste B, dont la. distance est déduite de la position angulaire de la dent correspondante. Dans ce cas, un seul poste réémetteur suffit pour déterminer la position du point A.
Lorsque le point A représente un mobile, un avion par exemple, l'aérien récepteur directif pourra, suivant l'invention,
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être monté fixe sur le mobile. C'est le mobile tout entier qu'on orientera pour déterminer l'azimuth du point B. Cette disposition est particulièrement commode en ce qu'elle réduit l'opération à une simple manoeuvre de pilotage, ce qui facilite beaucoup la conduite de l'avion lorsque les fonctions de navigation et de pilotage sont assumées par le pilote seul.
L'invention prévoit, en outre, un autre mode de détermination de l'azimuth du point repère B par une simple manoeuvre de pilotage, sans qu'il soit besoin d'utiliser un aérien récepteur directif. L'écart de la dent fournissant la distance du .point B varie avec la variation de la distance entre A et B. Autrement dit,la dent se déplace à mesure que le point A se rapproche du point B, et d'autant plus vite que la vitesse de rotation ou de translation du rayon cathodique est grande. Un calcul simple montre, par exemple, que,pour une vitesse de 1.000 tours/ seconde du rayon cathodique,la dent tourne, dans le cas du diagramme circulaire, d'environ 2 4 en 10'pour une variation d'un km. sur la distance A B dans le même temps, ce qui correspond à la vitesse- d'un avion marchant à 3 60 km/H.
Si la vitesse du rayon cathodique était 10.000 tours/seconde, la dent tournerait de 24 dans les mêmes conditions. Suivant l'invention, la détermination du gisement s'effectue par l'immobilisation de la dent sur l'écran de l'oscillographe par une variation momentanée de la direction de marche de l'avion. Le cap qui dorine cette immobilisation est à 90 du gisement du point B.
Dans cet ordre d'applications, on agencera avantageusement le dispositif de la manière suivante :
Un simple bouton de réglage,doté de trois plots le 2 et 3,permet d'affecter à l'oscillographe trois fréquences définies de parcours dediagramme, de façon à permettre à l'opérateur de choisir entre ces trois fréquences. Cette gamme semble né- cessaire et suffisante.
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La fréquence n 1 est destinée à lever les indéterminations pour la navigation à longue distance. La dent se décale (cas du diagramme circulaire) de trois cent soixante degrés pour 3,600 km (Fréquence de 41 + 2/3 tours/seconde).
La fréquence n 2 est destinée à une naviga.tion plus précise, les indéterminations éventuelles une fois levées. La dent se décale de 360 degrés pour 360 km (Fréquence de 416 + 2/3 tours).
La fréquence n 3 est destinée à la solution d'un certain nombre de problèmes où l'on joue sur la, sensibilité la plus élevée possible de masures différentielles. Le rayon cathodique tourne à la vitesse maxima compatible avec la technique (soit environ dix mille tours/seconde pour un décalage de1 degré par 41,2/3 mètres).
Outre les principes de mesures, les dispositifs et agencements d'appareils ci-dessus, l'invention couvre également diverses méthodes de navigation réalisables avec le dit appa,- reillage.
Une première méthode se rapporte à la navigation générale à l'aide de deux postes quelconques d'un canevas de postes B 0 Due$
Connaissant les distances à deux points fixes, on en déduit directement la position par l'intersection de deux cercles, s'il s'agit de courtes distances. S'il s'agit de grandes distances, la méthode se ramène à une méthode de navigation astro- nomique simple, permanente et universelle. Les postes émetteurs figurent les astres, et les distances lues figurent les rayons des cercles de hauteur. Mais la. résolution des triangles sphériques n'est plus qu'une question d'abaques élémentaires, puisque la position des astres est immuable.
Cette méthode, applicable non seulement par l'aviation, mais encore par la naviga- tion maritime, n'est tributaire ni des conditions de visibilité d'astres réels, ni de l'imprécision qui s'accroît avec la
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distance, des relèvements goniométriques.
Une seconde méthode se rapporte à la navigation à l'aide d'un seul poste B.
Il peut être intéressant dans la: pratique de définir une position par l'écoute d'un seul poste B. On a indiqué cidessus un agencement comportant un système goniométrique qui permette de relever ce poste B, angle et distance définissant alors la position. Mais s'il s'agit d'un pilote seul à bord, et si l'on juge malaisée pour celui-ci la manoeuvre d'un cadre gbniométrique, la méthode'précédemment mentionnée lui permet d'opérer ce relèvement sans aucune manipulation.
On fait fonctionner l'oscillographe sur la fréquence 3.
La dent sera animée d'unmouvement sensible de déplacement, sile pilote navigue dans la direction du poste. Elle s'immobilisera (momentanément) dans la direction perpendiculaire. Le pilote cherchera donc, au cours d'un simple virage, le cap qui immobilisera la dent. Le relèvement, évidemment est perpendiculaire à ce cap. (L'indétermination est levée par le sens de la variation de la distance dans la direction du poste B).
Une troisième méthode se rapporte à la navigation sur une route donnée.
Certains pays, les Etats-Unis par exemple, préfèrent les méthodesde navigation qui fixent le pilote sur son parcours aux méthodes occidentales qui n'ont pour but que de le renseigner sur sa position. Or, outre la position, le dispositif ci-dessus permet de définir la route elle-même avec plus de rigueur et de commodité que par les méthodes américaines.
Soit XY cette route, soient B et 0 la position dedeux postes de réémission, symétriques par rapport à cette route. en prévoit, pour plus de commodité, que ces postes découpent des signaux d'identification complémentaires, tels que les lettres morses a, et n par exemple.
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Tant que le mobile A naviguera sur la. route XY, donc à égale distance des deux ppstes, les dents issues des réémissions par ces postes se superposeront sur l'écran, et la nouvelle dent, ainsi formée, ne pulsera plus, puisque a. et n sont complémentaires. (en sera ainsi averti instantanément de la défection de l'un des postes B ou C par l'apparition de pulsations, et on ne risquera pas de se fier à la présence d'une dent unique quand elle aura perdu sa signification).
Si l'on dévie hors de la, route, les deux dents se déboîte- ront, phénomène rendu plus frappant encore par l'apparition des pulsations.
Si une fois situé sur la route, on introduit la fréquence 3, le plus faible écart sera sensible (alors que, dans la méthode américaine, l'écart minimum qui puisse avertir le navigateur peut atteindre quelques kilomètres à mi-chemin d'un parcours balisé).
En outre, on pourra toujours connaître le kilométrage parcouru sur la route (et ainsila vitesse) soit en le déduisant de la distance à B ou C, soit par lecture d'une troisième dent, issue d'un poste axial.
Une quatrième méthode se rapporte à l'accès d'un terrain.
Si l'on définit un terrain par les postes B et C, situés de part et d'autre de la. face d'entrée, et si l'on figure par ZY la route d'entrée perpendiculaire à la base B 0 en son milieu, et si, au voisinage du terrain on introduit la fréquence3, pour rendre perceptibles de faibles variations de distance, on suivra la, route XY en navigant dents jointes, et on sera averti de la traversée de la face d'entrée quand les dents passeront par le minimum sur le diagramme correspondant à 1/2 BC. La lecture d'un minime étant imprécise, on peut user ici aussi d'un poste axial.
Une cinquième méthode se rapporte à la définition d'un point quelconque de l'espace.
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Cette méthode peut se révéler capitale pour la désignation de certains objectifs militaires.
Si l'on définit l'objectif par son équidistance à deux postes de rêémission B et 0 convenablement placés (les postes ondes courtes étant transportables par camion), on pourra, toujours définir le passage du mobile A à l'aplomb de cet objectif par coïncidence des dents issues de ces deux postes, et lecture du kilométrage B A pré vu. La méthoded'accès consisterait alors à naviguer dents jointes, sur XY (quatrième méthode) jusqu'à lecture dece kilométrage.
Mais, comme la route suivie n'est pas B A,mais la perpendiculaire élevée au milieu de B C, le kilométrage lu sur B est impropre au calcul rapide des vitesses. L'usage d'un troisième poste axial D facilitera de telles mesures.
Si l'on utilise la fréquence 3 au voisinage de l'objectif, l'étudedu déplacement de la dent D permettra non seulement d'observer avec précision l'instant de survol, mais encore de le prévoir avec une approximation croissante, ce qui permettra de déterminer les paramètres d'une visée virtuelle de bombardement.
Quant aux erreurs commises sur l'estime de la position du mobile A, elles ne croîtront pas, en portée, avec la distance, et, sila base B C a. été choisie suffisamment grande, l'erreur en site demeurera négligeable.
La précision d'une telle définition ne dépendra, ici, encore, en fin de compte, que de 'la stabilité d'inertie des postes radio et du pouvoir séparateur de la fréquence 3.
Une autre variante s'applique au cas où il s'agit de guider le mobile par rapport à deux repères relativement peu éloignés. Un tel cas est par exemple celui du guidage d'un avion pour l' atterrissage.
Dans ce cas, suivant la quatrième méthode indiquée cidevant, on disposera de part et d'autre de l'axe d'atterrissage,
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et à égale distance de cet axe, sur la. face d'entrée du terrain, les postes repères B et C. Suivant la présente variante, eu égard au fait que, le mobile A est peu éloigné des repères B et C, au lieu d'installer en B et c des postes de réémission, on pourra, se contenter de l'effet de réflexion des ondes émises par A sur des conducteurs ou masses métalliques disposés en B et C.
Le contrôle de la bonne position de A sur l'axe X Y perpendiculaire au milieu du segment BC résultera. du maintien en coïncidence, sur le diagramme, des dents correspondant à la réflexion par B et C des tops émis par A. Tout écart de A par rapport à X Y produira, le déboîtement des dents. Le passage de A au droit dela ligne BC correspondra au minimum de décalage des dents de réflexion.
Bien entendu, cette variante pourra, également se combiner avec l'emploid'un poste repère axial, réémetteur ou simplement réflecteur, pour la mesure dedistance sur l'axe d'atterrissage.
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