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SYSTEMES DE nro-rn.c 1itOJ3ILES
La. présente invention concerne des systèmes de radio-gui- dage de mobiles tels que des systèmes de radio-phares pour guider l'atterrissage d'avions, et plus particulièrement des radio-phares de ce type disposés pour assurer un chemin d'atterrissage sensible- / ment rectilignes
On a déjà proposé des radio-phares pour guider un avion à l'atterrissage dans lesquels une antenne spéciale était prévue avec un faisceau de rayonnement ayant une courbe d'intensité de champ con- stante pour guider un avion sur une piste d'atterrissage. En général, la courbe d'intensité de champ constante utilisée pour guider 1 avion à l'atterrissage est très abrupte aux hautes altitudes et très plate au voisinage du point d'atterrissage, ce qui nécessite une vitesse d' atterrissage dangereuse car trop élevée.
De plus, l'avion qui suit l'une de ces courbes de radio- phare doit être très proche de la surface d'atterrissage pendant une
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distance considérable avant d'atterrir, ce qui lui rend difficile de se dégager des obstacles qui peuvent se trouver sur son trajet.
Suivant certaines caractéristiques de la présente inven- tion, on obvie à ces difficultés en prévoyant un émetteur de radio- phare produisant une courbe analogue à celle du système d'atterris- sage usuel, et en prévoyant un émetteur auxiliaire, transmettant des ondes modulées par le même type de signal que l'émetteur principal et placé de telle manière qu'un effet additif des signaux provenant de l'émetteur principal et de l'émetteur auxiliaire définisse une trajectoire d'atterrissage sensiblement rectiligne.
Suivant une des caractéristiques de l'invention, l'émetteur auxiliaire- peut être excité en alternance avec l'émetteur prin- cipal de manière qu'aucune addition vectorielle des ondes n'ait lieu au point de réception, le récepteur étant pourvu de moyens pour in- diquer l'amplitude moyenne de ces deux signaux afin de définir une courbe d'atterrissage sensiblement constante.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'émetteur principal peut être réalisé en forme d'un radio-phare locali- seur, de sorte que l'avion peut être guidé sur une piste d'atterrissage dans la direction correcte par la simple disposition du radiophare.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le signal d'atterrissage peut être transmis d'un émetteur principal et d'un émetteur auxiliaire excités à des fréquences radio différentes, chacune de ces ondes transmises étant modulées avec le même signal, ce qui permet d'ajouter les énergies de signaux au récepteur sans qu'il se produise une addition vectorielle de ces énergies. Dans cette dernière disposition on peut utiliser des oscillateurs à fréquence radio complètement distincts ou bien un oscillateur unique modulé pour produire deux bandes latérales qui sont utilisées séparé ment comme deux fréquences porteuses.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, des moyens sensibles à l'arrêt de signaux de l'unies émetteurs sont
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prévus pour mettre hors service l'autre émetteur afin d'éviter la production de fausses indications de signaux.
Ces objets et caractéristiques, ainsi que dautres encore, seront exposés en détail dans la description suivante donnée en relation avec les dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 représente schématiquement un exemple de disposition permettant l'exposé de certaines caractéristiques de 1' invention:
La figure 8 représente un exemple de réalisation incorporant des caractéristiques de l'invention, qui utilise une excitation alternée de l'aérien du radio-phare et de l'aérien auxiliaire ;
La figure 3 représente un schéma de récepteur convenant pour être utiliséen relation avec le radio-phare de la figure 3 ;
La figure 4 représente un type modifié de radio-phare d'atterrissage utilisant un émetteur principal et un émetteur auxili- aire fonctionnant à des fréquences différentes ;
et,
La figure 5 représente un récepteur convenant pour être utilisé avec le radio-phare de la figure 4.
Dans la figure 1, 10 représente 'un émetteur de radio-phare produisant le diagramme de r-ayonnement qui a une courbe d'intensité constante A. Comme on peut le voir cette courbe possède les ca- raotéristi ques usuelles pour certaines formes connues de radiophares d'atterrissage. Une portion de cette courbe, désignée par h est trop abrupte pour servir à l'atterrissage, tandis que celle désignée par h2 près de la surface du sol est trop plate. Une portion intermédiaire h1 de la courbe possède sensiblement l'incli- naison correcte pour l'atterrissage. 'On doit comprendre que la figure 1 est entièrement schématique et n'est pas destiné à montrer les angles corrects réels d'un atterrissage d'avion.
Afin de redresser les erreurs de cette courbe, la présente invention -prévoit, suivant certaines caractéristiques, un émetteur auxiliaire 11, placé de préférence en un point éloigné de l'émetteur de radio-phare dans les: directions d'approche des avions,
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et monté en dessous de la, surface du terrain d'atterrissage. Cet émetteur auxiliaire produitun diagramme de rayonnement B, et est placéde préférence au point de la piste correspondant approximativement au point d'atterrissage désiré.
Les émetteurs 10 et 11 sont alternativement excités ou sont caractérisés de façon différente de toute autre manière de sorte que le diagramme directionnel résultant de rayonnement A, B ne sera pas constitué par des additions vectorielles suivant la relation de phase de l'énergie à fréquence porteuse pour produire un diagramme déformé ayant des feuilles et des noeuds multiples. En conséquence, une action additive des signaux se produit sur le récepteur de l'avion. En sélectant et proportionnant les diagrammes de rayonnement, par exemple par le réglage des antennes et la commande de l'amplitude de l'énergie qui leur est amenée, on obtient un trajet C d'intensité de signal constante et sensiblement rectiligne que l'avion suivra jusqu'au point d'atterrissage.
Au point ? de la courbe d'atterrissage, le signal de 1' émetteur 10 sera fort et le signal de 11 sera très faible, de sorte que le diagramme en P sera sensiblement le même que si l'émetteur 11 n'existait pas. A mesure que l'avion suit la courbe A et descend jusqu'au point P1, le signal provenant de 11 devient plus grand et par conséquent tend à amener en ce point la ligne d'atterrissage C en dessous de la courbe A.
11 en résulte qu'à mesure que l'avion continue à descendre pendant l'atterrissage, l'addition des courbes A et B peut être prévue de manière à produire un trajet sensiblement rectiligne, comme indiqué sur le dessin.
L'émetteur de radio-phare 10 est de préférence réalisé en forme d'un radio-phare locali seur, de manière à. produire un axe de guidage latéral pour l'avion pendant l'atterrissage. Les émetteurs 10 et 11 peuvent fonctionner sur la même longueur d'onde et être alternativement manipulés, ou peuvent être alimentés séparément à des fréquences radio différentes et modulés avec le même signal pour produire un signal résultant d'amplitude effectivement
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constante par effet additif aux points de réception le long du trajet rectiligne d'atterrissage désiré.
Une forme de radio-phare incorporant des caractéristiques de la présente invention est représentée sur la figure 2. Dans ce système, l'émetteur principal 20 comprend une paire d'aériens ra- yonnants 21, alimentés par une source à fréquence radio 22 modulée par des signaux de radio-phare d'atterrissage par la source 23 et dont le débit est amené aux élements rayonnants 21 par un amplifi- cateur à sortie équilibrée 24. L'onde modulée par les signaux qui est rayonnée par les aériens 21 présente une modulation d'amplitude donnée caractéristique différente qui est assurée par le modula- teur 25 de toute manière connue, par exemple au moyen de condensa- teurs variables 251, 25 , afin de produire des caractéristiques
1 2 de signalisation distinctive sur chacun des diagrammes rayonnés par les deux aériens.
Bien que le ra,dio-phare localiseur ait été représenté comme comprenant des aériens directifs distincts 21, on doit com- prendre qu'on peut utiliser toute autre forme de radio-*phare de guidage produisant une indication pour diriger l'avion sur l'axe d'at terri ssage.
On doit également noter que l'énergie rayonnée par les deux antennes 21 est modulée avec les signaux du radio-phare d' atterrissage de manière que le diagramme complet soit caractérisé par ces signaux de radiophare d'atterrissage. Les antennes sont de préférence disposées pour produire une courbe d'atterrissage ayant à peu près l'aspect de la courbe A représentée sur la figure 1. Ceci peut être réalisé en plaçant convenablement les antennes par rapport à la terre ou autre surface réfléchissante.
En un point espacé des antennes 21, est prévu un radia- teur auxiliaire 26 monté de préférence en dessous de la surface de la terre approximativement au point de contact pour l'atterrissage de l'avion. Ce radiateur auxiliaire est connecté par la ligne 27 à l'émetteur principal. Des contacts commutateurs 28 sont prévus pour
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connecter, sous la commande d'un dispositif 29, alternativement la source à fréquence radio 22 aux antennes 21 de l'émetteur principal et à l'antenne 26 de l'émetteur auxiliaire. L'antenne 26 est prévue pour rayonner uneénergie suffisante pour que l'énergie de signalisation qu'elle transmet ajoutée à celle qui est transmise des antennes 21 produise une courbe d'atterrissage sensiblement rectiligne, comme expliqué à propos de la figure 1.
Au cas où le radiateur auxiliaire 26 cesserait de fonctionner pour une raison quelconque, un avion arrivant pour atterrir suivrait la fausse courbe formée par les antennes 21 et pourrait par suite s'écraser sur le poste émetteur même ou dans d'autres obstacles au voisinage du terrain. Afin de surmonter cette difficulté, l'invention prévoit un appareillage auxiliaire sous forme d'une petite antenne réceptrice 201, placée pour recevoir l'énergie rayonnée de l'antenne 26. Cette énergie est redressée en 202 etappliquée sur l'un des conducteurs de la ligne 27. Cette énergie redressée traverse l'enroulement d'un relais 203 à travers un circuit établi dans l'émetteur radio où le commutateur est placé pour alimenter l'antenne 26.
Un condensateur 204 est prévu pour fournir la constante de temps désirée au relais 203 de manière qu'il ne se désexcite pas pendant que le commutateur 28 fonctionne normalement pour connecter et déconnecter les antennes 21 et 26 alternativement à l'émetteur. Le relais 203, lorsqu'excité, maintient fermé un contact 205 de manière à compléter le circuit d'alimentation de l' émetteur 22. Lorsque l'antenne 26 cesse accidentellement de rayonner, le relais 203 retombe ouvrant le circuit de l'émetteur radio 22 et bloquant le fonctionnement de l'émetteur complet. Si le radio-phare localiseur cesse de fonctionner, le pilote en sera averti par le manque de réception du signal de guidage régulier et sera ainsi averti de ne pas essayer d'atterrir sur le faisceau.
Au cas où l'émetteur principal n'est pas simultanément utilisé comme localiseur, on peut prévoir un dispositif de mise hors service analogue commandé à partir de l'émetteur principal
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pour bloquer l'émetteur auxiliaire au cas d'une interruption du fonctionnement de l'émetteur principal.
Dans le système décrit ci-dessus, l'indication de ligne d'atterrissage est fournie lorsqu'un avion est sur la route et que le localiseur fonctionne. Lorsque le localiseur est en dérangement, il n'y aura pas d'indication de trajet d'atterrissage aux hautes altitudes puisque l'antenne auxiliaire 26 n'est pas d'une force suffisante pour produire un.tel trajet à une grande distance.
La disposition peut être ajoutée à des systèmes localiseurs an- térieurement installés, le seul appareillage additionnel nécessaire étant le modulateur supplémentaire pour appliquer les signaux de guidage sur le localiseur et le radiateur auxiliaire, aucun autre émetteur n'étant nécessaire pour fournir une indication de guidage séparée pour l'atterrissage.
Sur la figure 3 est représenté un récepteur convenant pour être utilisé avec le radio-phare décrit à propos. de la figure 2. Les signaux de localisation et de guidage sont tous deux reçus sur l'antenne 30 et amplifiés et détectés dans le récepteur 31.
Un filtre 32 est prévu pour séparer le signal looaliseur et appli- quer ces signaux sur. un appareil de mesure 33 pour indiquer l'in- dication correcte d'atterrissage. Un second filtre 34 est prévu pour séparer les signaux d'atterrissage et les appliquer sur un appareil de mesure pour l'atterrissage 35. L'appareil 35 peut être de tout type connu, la seule nécessité étant que l'appareil possède une inertie suffisante pour que les signaux reçus des antennes al- ternativement excitées produisent une indication résultante dépen- dant de leurs intensités combinées.
Dans la figure 4 est représenté un autre exemple de ré- alisation incorporant des caractéristiquesde l'invention qui permet d'obtenir des diagrammes d'atterrissage convenables. Dans cette fi- gure, le radio-phare principal 40, qui peut être établi sous forme d'un radio-phare localiseur, est excité avec des ondes modulées par des signaux d'atterrissage d'une fréquence particulière. Ce radio'*phare 40 produit une courbe A1 analogue à la courbe A de la
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figure 1. Un émetteur auxiliaire est prévu en 41, cet émetteur étant excité avec une fréquence radio différente modulée par les marnes signaux d'atterrissage que l'émetteur 40. Cet émetteur 41 produit le diagramme de rayonnement auxiliaire B1, analogue à la courbe B de la figure 1.
On prévoit de préférence une commande provenant de l'émetteur 41, comme indiqué par la ligne-'43. Cette commande peut, par exemple, être telle qu'elle assure que le second émetteur est convenablement modulé ou bien ce peut être une ligne commune dans laquelle l'énergie de l'émetteur principal 40 est modulée à une fréquence particulière, une bande latérale étant sélectée et rayonnée par l'émetteur 40 tamdis que l'autre bande latérale est transmise sur la ligne 42 à l'émetteur 41 qui la. rayonne.
La caractérisation des rayonnements des deux radio-phares par des fréquences radio différentes est nécessaire car deux antennes fonctionnant de manière continue sur des fréquences identiques produiraient une addition vectorielle des énergies rayonnées par suite de la relation de phase de l'énergie porteuse- combinée. En consequence, le système ne produirait pas l'effet additif non vectoriel désiré pour obtenir le trajet rectiligne d'atterrissage mais produirait simplement une courbe résultante différente ayant un diagramme irrégulier.
Si désiré, des moyens peuvent être prévus pour mettre hors de fonctionnement chacun des émetteurs au cas où l'autre cesse accidentellement de fonctionner. De tels moyens sont indiqués en 43 , fonctionnant par la ligne 44 et agissant pour bloquer 1' émetteur principal si l'émetteur auxiliaire 41 cesse de fonctionner, et en 45 pour recevoir de l'énergie de l'émetteur principal 40 , fonctionnant par la ligne 46 pour bloquer l'émetteur auxiliaire au cas où l'émetteur principal cesse de fonctionner.
La figure 5 représente un r écepteur convenable pour être utilisé avec un radio-phare tel que représenté sur la figure 4.Dans cette disposition, l'antenne 50 est approximativement accordée sur les ondes porteuses de fréquence f émises par l'émetteur principal
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40 et sur les ondes de la fréquence f1 émise par l'antenne auxiliaire 41. Ces signaux peuvent être séparés dans les récepteurs accordés 51 et 52, respectivement, détectés et appliqués sur 1' appareil de mesure pour l'atterrissage 53 par un circuit de sortie commun. Si les fréquences f et f1 sont étroitement liées, un amplificateur commun peut être prévu pour amplifier, avant filtraga et détection, les signaux à appliquer sur l'appareil de mesure pour l'atterrissage.
On peut, de plus, prévoir à la sortie du récepteur 51 une disposition de filtrage et de mesure analogue à celle représentée sur la figure 3.
Bien que l'invention ait été décrite dans le cas de certains exemples spécifiques de réalisation, il est clair que diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir du domaine de l'invention. L'émetteur auxiliaire peut, par exemple, être disposé à tout emplacement désiré, la seule nécessité étant que les deux émetteurs soient associés de manière que l'effet additif d.es signaux reçus à bord d'un avion définisse une ligne d' atterrissage sensiblement rectiligne. Cet effet additif peut être obtenu en prévoyant les diagrammes de rayonnement modulés distincts d'une forme telle qu'ils puissent être séparément appliqués sur 1' appareil indicateur du récepteur pour produire l'indication résultante à intensité constante.
De plus, on peut utiliser tout typet désiré d'antenne 'd'émission et toute disposition de récepteur convenable à la place de la disposition représentée sur les dessins.
D'autres modifications et adaptations encore apparaîtront à l'homme de l'art sans sortir du domain.e de l'invention.