<Desc/Clms Page number 1>
Procédé et dispositif éliminant la perturbation (déviation strabique) qui intervient dans l'émission et la réception d'énergie ondulatoire.
Dans la disposition voisine de deux ou plusieurs oscillateurs servant à l'émission ou la réception dirigée d'énergie ondulatoire (ondes), on remarque généralement une action perturbatrice réci- proque que l'on désigne sous le nom de déviation strabique. La fig.l du dessin annexé expose l'importance de cette perturbation.
Dans cette figure, 1 est un récepteur électroacoustique, dont la caractéristique de réception est représentée par la courbe 1'. Un tel récepteur peut servir à la détermination directionnelle d'on- des acoustiques receptionnées. La caractéristique directionnelle 1' est ici symétrique à la surface de l'oscillateur 1, et pour un repérage d'ondes sonores entrantes par la méthode des maxima ou minime, l'oscillateur 1 est aligné exactement sur les ondes acous- tiques entrantes.
Cette symétrie de la caractéristique directionnelle l'est
<Desc/Clms Page number 2>
cependant perturbée dès qu'un autre oscillateur 2 est disposé dans le voisinage de l'oscillateur 1.
L'oscillateur 1 ne reçoit dès lors plus seulement des ondes acoustiques provenant de la direction originale, mais encore des ondes provenant de côté. Ceci est du au fait que l'oscillateur est également touché par les ondes sonores et radie une partie de celles-ci. L'oscillateur 2, forme donc, par rapport à l'oscillateur 1, une deuxième source sonore, dont les ondes atteignent cependant l'oscillateur 1 suivant un décalage (retard) de phase par rapport aux ondes originales, ce décalage étant âéterminé par le temps de parcours des ondes de l'oscillateur 2 à l'oscillateur 1. n outre, il se produit évidemment aussi une réflexion, ou radiation en re- tour, des ondes sonores de l'oscillateur 1 à l'oscillateur 2 et de celui-ci a nouveau vers l'oscillateur 1.
Si l'on compose toutes les ondes sonores arrivant ainsi à l'oscillateur 1 et que l'on en construit la caractéristique réceptionnelle correspondante de l'os- cillateur 1, on obtient la courbe 1". Cette caractéristique direc- tionnelle effective provenant de l'action de l'oscillateur voisin 2 est dissymétrique par rapport à l'oscillateur 1. La direction de repérage donnée par l'oscillateur 1 pour les ondes entrantes diffère donc d'un certain angle de la direction des ondes sonores arrivant à l'origine du lointain, et le récepteur louche ".
Suivant l'invention, ce strabisme d'un oscillateur dirigé, dans le voisinage duquel se trouve un autre oscillateur, est éli- miné du fait que la différence entre les deux tensions induites dans les deux oscillateurs et déterminée par la déformation de la caractéristique directionnelle entraînée par l'oscillateur voisin, est compensée.
Le procédé conforme à l'invention peut être réalisé de diver- ses manières. Ainsi, il est par exemple possible de raccorder les deux oscillateurs en opposition de pôles à une chaîne électrique de retardement, dont le temps de retardement est égal au temps de passage du son entre les deux oscillateurs. Par ce moyen, on ob-
<Desc/Clms Page number 3>
tient que, de l'oscillateur voisin, non seulement des ondes méca- niques secondaires atteignent l'oscillateur considéré, mais encore que l'oscillateur considéré soit excité électriquement par l'os- cillateur voisin, et ce suivant un rythme en opposition de phases tel que l'excitation mécanique et électrique provenant de l'oscil- lateur voisin soit precisément annihilée.
A la fig.2 est représentée à titre d'exemple une disposition de réalisation du procédé de l'invention. A ce dessin, 1 et 2 sont deux oscillateurs électroacoustiques qui reçoivent le son prove- nant de la direction indiquée par la flèche 3. Les deux oscilla- teurs 1 et 2 sont reliés entre eux par une chaîne 6 électrique de retardement ; celle-ci est terminée à ses deux bouts par les résis- tances 7 et 8 de même résistance aux ondes de sorte qu'aucune ré- flexion ne peut se produire à ses bouts. La durée de retardement de la chaîne est, entre les points de raccordement 9 et 10 des oscillateurs, telle qu'elle est précisément égale à la durée de parcours du son entre les deux oscillateurs 1 et 2 dans le fluide entourant les oscillateurs - par exemple l'eau -.
Le repérage des oscillateurs est exécuté de telle sorte que les ondes acoustiques mécaniques partant de l'oscillateur 2 vers l'oscillateur 1 exci- tent en même temps, mais en opposition de phases, l'oscillateur 1, de même que les impulsions électriques partant de l'oscillateur 1 à l'oscillateur 2.
Une variante de la disposition de la fig.2 est représentée à la fig.3. La chaîne 6 par laquelle les oscillateurs 1 et 2 sont reliés, est dans ce cas raccordée aux oscillateurs par des coupla- ges 11 et 12 inductifs variables. Par le degré du degré de couplage de l'oscillateur à la cnalne, l'amplitude à laquelle l'oscillateur 1 est excité électriquement par l'oscillateur 2 peut être adaptée à l'amplitude de son excitation mécanique de telle manière qu'il se produise une extinction complète de l'influence exercee sur l'oscillateur 1 par l'oscillateur voisin i. Il suffit au reste qu'un seul des deux couplages 11 ou 12 soit renau variable, ou même
<Desc/Clms Page number 4>
qu'un seul des deux oscillateurs 1 ou soit raccordé inductive- ment à la chaîne.
Les dispositions des fig.2 et 3 pour la réalisation du procé- dé suivant l'invention suffisent dans beaucoup de cas ; cependant elles ne permettent de réaliser exactement la compensation du stra- bisme que pour un champ angulaire déterminé, qui comporte environ 30 . Si un train d'ondes atteint les oscillateurs sous un fort an- gle d'entrée, la compensation est insuffisante.
A la fig.4 est représentée une disposition de réalisation du procédé de l'invention, qui ne présente pas ce défaut des disposi- tions des iig.2 et 3. Dans cette disposition, deux oscillateurs E1 et E2 désignés schématiquement sont raccordés aux bornes ou pinces 13, 14 et 15, 16. De la borne 15, respectivement 16, un con- ducteur va, via un condensateur de couplage 17 ou 18, à la grille d'un tube électronique 19 ou 20. Dans les circuits anodiques de chacun des tubes électroniques 19-20 une résistance ohmique 23 ou 24 est insérée, via un condensateur d'arrêt 2l ou 22. La tension différentielle, qui règne dans chacune des deux résistances 23-24 est redressée dans un redresseur 25.
La tension différentielle de la résistance 23 redressée dans le redresseur 25 est amenée à la grille du tube électronique 20. La tension différentielle redressée aux deux extrémités de la résistance 24 est amenée à la grille du tube électronique 19.
Le fonctionnement de cette disposition est exposé ci-dessous.
Si, entre les tensions des deux récepteurs E1 et E2, il y a une différence, les courants anodiques passant dans les tubes électro- niques 19 et 20 seront différents. Si par exemple l'oscillateur E1 a la plus grande tension, le tube 19 amplifie plus fort que le tu- be 20. Dans la partie bloquée pour le courant continu du conduc- teur anodique du tube 19 passe donc un courant alternatif plus grand que dans la partie correspondante du conducteur anodique du tube 20. Par conséquent, la chute de tension à la résistance 23 est plus grande. Comme la différence de tension redressée est ame-
<Desc/Clms Page number 5>
née à la grille du tube 20, ce tube reçoit une tension préalable de grille plus grande, de sorte que le point de travail du tube se déplace et que le degré d'amplification augmente.
Par conséquent, la chute de tension dans la résistance 4 augmente. Comme cepen- dant la tension différentielle entrée dans la résistance 24 est amenée, par le redresseur 25, en opposition de phases à la grille du tuba électronique 19, le point de travail de ce tube se déplace de telle manière que le degré d'amplification de ce tube baisse.
Il s'établit ainsi aux deux. résistances 23 et 24 une valeur moyen- ne de la tension. Si l'on raccorde alors à chacune des bornes 26- 27 ou 28-29 un voltmètre, ces deux instruments indiquent les mêmes tensions.
Comme, dans la disposition de la fig.4, il faut amener le point de travail des tubes électroniques 19 et 20 dans la partie courbe de la ligne caractéristique, il est rationnel d'employer des tubes électroniques à caractéristique, exponentielle, car aans ceux-ci, le déplacement du point de travail, et par suite la moid- fication de la tension, peut être faite entre de grandes limites.
La fig.5 représente une autre disposition de réalisation du procédé suivant l' invention. Cette disposition permet également une compensation du " strabisme " pour un angle quelconque, mais présente en oure l'avantage d'une plus grande simplicité.
Dans cette figure, 1 et 2 sont les deux oscillateurs, dont chacun comporte la résistance interne Ri et est terminé par une résistance externe de grandeur Ra. Les circuits de courant des deux oscillateurs 1 et 2 sont couples entre eux au moyen, pour chacun, de deux transformateurs 30 et 31, respectivement 32 et 33, via une réactance inductive 34 et une réactace capacitive 35.
Les transformateurs 30 et 32 du circuit de courant de l'oscillateur 1 sont montés en série au côté primaire. Les translateurs 31 et 33, qui se trouvent dans le circuit de courant de l'oscillateur 2, sont insérés, du côté primaire, réciproquement de telle façon que la réactance inductive 34 est traversée par le courant différen-
<Desc/Clms Page number 6>
tiel des deux oscillateurs, tandis que la réactance capacitive 35 est parcourue par le courant total (somme des courants). La réac- tance inductive 34 a la grandeur xL et la résistance capacitive 35 la grandeur xC. Ces deux grandeurs sont choisies de manière que les expressions xL et xC soient notablement plus peti- tes que Ri ,+ Ra Ri + Ra tes que un.
De la direction de la tension différentielle dépend la réac- tance parcourue par le courant total ou par le courant différen- tiel, le choix du rapport entre les réactances et la résistance des deux circuits de courant dépendant de la grandeur de la ten- sion différentielle.
La disposition de la fig.5 est expliquée plus en détail par la discussion théorique ci-dessous.
La réactance inductive xL étant parcourue par le courant dif- férentiel et la réactance capacitive xC par le courant total. Avec Ri + Ra = R, on a alors :
EMI6.1
(1) t l = ilR +(il-i2)j.XL+(il+iS)j.xC et (2) 4 = i+(i-i1)j.x+(il+i)j,xC , où #1 et #2 sont les deux tensions de récepteur.
On a alors, par transformation :
EMI6.2
(3) l = i(R+j(x+x)) + i2J (xC-XL) et (4) = ilj (xC-xL + i (R+j (x+xC) ) .
Si l'on pose : (5) xC = -xL = X/Z, on a : (6) # 1 = i1R + i2jx et (7) #2 = i1jx + i2R. pour les courants dans les deux circuits de courant, on a
EMI6.3
donc : gR - j donc : ,, 't 1 . R - x et (8) i1 = @ (9) i2 = @ i2 = R2 + x2
Si l'on pose : (la) x = k
R la valeur absolue de k devant être notablement plus petite que un, on a :
<Desc/Clms Page number 7>
(11) i1R = # 1 - jk # 2 et
EMI7.1
(12) igÀ z 1\ 1 .
A la tension # 1 est donc ajoutée une partie déterminée de la tension et à la tension 2 une partie déterminée de la ten- sion # 1. Par un choix correct de k, on assure donc une compensa- tion complète du strabisme.
La disposition représentée en fig.5 pour la réalisation du procédé de l'invention peut être modifiée en ce sens que l'on com- bine en un seul translateur soit les deux translateurs de la réac- tance inductive et/soit les deux translateurs de la réactance ca- pacitive. Dans cette combinaison des translateurs chaque fois en un seul translateur,la réac tance inductive ou la réactance capaci- tive peut être répartie en toute proportion désirée sur le coté primaire et le côté secondaire du translateur correspondant, quand seule -La réactance totale a la valeur nécessaire. La réactance in- ductive peut,en particulier,être introduite dans son translateur' en donnant à ce dernier des dimensions et un nombre de spires cor- respondant.
Enfin, il est encore possible d'inserer galvaniquemen une des deux réactances dans une partie conductrice commune des deux circuits de courant, Mais la deuxième réactance doit rester couplée inductivement.
Les fig.6, 7 et 8 représentent d'autres dispositions de réali- sation du procédé conforme à l'invention. Dans ces dispositions, la compensation de la tension différentielle entre les deux oscilla- teurs se fait comme suit : de la tension de chacun des oscillateurs, une petite partie,proportionnellement la marna, est transmise à l'autre oscillateur, par exemple au moyen d'un montage en pont ou en employant des moyens connus en soi ou déjà proposes de décalage de phases, cette transmission se faisant autant que possible sans réaction et le cas échéant sous une rotation électrique d'un angle déterminé, @insi, par exemple, chaque oscillateur est relié à un translateur, qui permet de saisir, de happer une partie de la ten- sion d'oscillateur.
Ces tensions partielles, qui se trouvent dans
<Desc/Clms Page number 8>
le même rapport que les tensions du récepteur, sont insérees chacu- ne par un montage en pont dans le circuit de courant principal du côté secondaire de l'autre oscillateur.
La fig.6 représente un exemple de réalisation d'une telle disposition. Dans cette figure, 1 et 2 sont les deux oscillateurs, dont chacun comporte la résistance interne R1. Chacun de ces oscil- lateurs est raccordé à un transformateur 36 et 37. Ces deux trans- formateurs sont tels que, du côté secondaire, une tension partiel- le peut être happée à chacun d'eux. Ces deux tensions, partielles sont dans le même rapport entre elles que les tensions d'oscilla- teur. La bobine secondaire du transformateur 36 qui conduit la tension partielle est raccordée à un pont 38, lequel est à son tour relié, par sa seconde paire de points de symétrie et par une résistance externe 40, à la bobine secondaire du transformateur 37, laquelle conduit le courant principal du récepteur 2.
La bobi- ne du transformateur 37 qui conduit la tension partielle de l'oscil lateur 2 est raccordée à un même pont 39, lequel est relié, égale- tuent par une résistance externe 41, à la bobine du transformateur 36 conduisant la tension entière de l'oscillateur 1. Les deux ré- sistances 40 et 41 correspondent aux résistances d'entrée de l'ins- trument conséquent.
Une autre forme de réalisation reposant sur le même principe est représentée à la fig.7. Ici, les deux récepteurs 1 et 2 sont raccordés directement chacun à un pont 38 ou 39. Aux autres points de symétrie des ponts 38 et 39 est raccordé un transformateur 42, respectivement 43, par le moyen desquels la tension partielle pri- se par le pont est transmise,par une résistance externe 40, res- pectivement 41, au circuit de courant principal de l'autre oscil- lateur. Les transformateurs 42-43 sont calculés de telle sorte que les tensions prises du coté secondaire se trouvent à nouveau dans le même rapport que les tensions des oscillateurs.
Dans beaucoup de cas, il est rationnel de réaliser les dispo- sitions des fig.6 et 7 de telle sorte que la rotation nécessaire
<Desc/Clms Page number 9>
et la proportionnalité nécessaire soient effectuées par les ponts mêmes. Dans ce but, les ponts sont réalisés par exemple comme le montre la fig.8, Dans deux branches opposées des ponts se trouvent des résistances ohmiques 44 et 45. Les deux autres branches des ponts comportent chacune une résistance ohmique 46-47 et une ré- sistance capacitive 48-49.
L'idée de l'invention ne se limite pas aux exemples de réali- sation décrits. On peut prévoir en particulier plusieurs oscilla- teurs perturbateurs (voisins) qui peuvent être quelconques ou être du même type que l'oscillateur principal. Dans ce cas, l'os- cillateur principal doit être relié à chacun des oscillateurs voi- sins par exemple par des chaînes suivant les fig.2 et 3. De plus, l'invention peut s'appliquer à tout groupe d'oscillateurs formé d'oscillateurs voisins, qui ne sont pas excités en commun par les ondes sonores arrivantes, c'est-à-dire ne sont pas tous les uns derrière les autres. Dans un tel cas, tous les oscillateurs du groupe sont à relier par des chaînes correspondantes.
Enfin, l'invention n'est pas limitée au domaine des oscilla- teurs électroacoustiques, auxquels jusqu'ici s'est référée princi- palement la description de l'invention appliquée aux oscillateurs acoustiques sous-marins. Au contraire, l'invention est applicable aux antennes de la technique de la haute fréquence.
Une application spéciale de l'invention est celle où il n'y a qu'un seul oscillateur, qui "louche" par suite de l'influence des parois qui l'entourent. Si particulièrement les parois entourantes sont disposées asymétriquement par rapport à l'oscillateur, il se présente également des réflexions perturbatrices, qui atteignent partiellement l'oscillateur et provoquent un strabisme. Ce stra- bisme peut être évité, suivant une réalisation particulière de l'invention - ou être au moins réduit très fortement - du fait que l'on dispose dans les parois environnantes un ou plusieurs oscilla teurs auxiliaires reliés au récepteur par des moyens convenables suivant une des dispositions des fig.2 à 8.
Les oscillateurs auxi- liaires ne sont pas employés autrement et ils n' on pour but que d'annihiler l'action perturbatrice par les parois environnantes.
<Desc/Clms Page number 10>
Toutes les mesures ou moyens inclus dans l'invention s'appli- quent aussi bien aux récepteurs qu'aux émetteurs.
R E V E N DI C A T I 0 N S.
1. Procédé d'élimination de la "deviation strabiqua" d'un oscillateur récepteur ou émetteur dirigé d'énergie ondulatoire, particulièrement d'un émetteur électroacoustique,dans le voisina- ge duquel se trouve un autre oscillateur dirigée caractérisé en ce que la différence entre les tensions induites dans les deux os- cillateurs et due à la déformation de la caractéristique direction- nelle déterminée par l'oscillateur voisin, est compensée.