<EMI ID=1.1>
La présente invention, système Chireix, a pour objet
un dispositif de guidage et d'atterrissage sans visibilité
spécialement applicable aux avions et basé sur un principe
nouveau, par rapport aux systèmes déjà connus, le nouveau
dispositif nécessite un matériel plus simple, aussi bien à
<EMI ID=2.1>
offre des possibilités nouvelles aussi bien en ce qui concerne
le guidage proprement dit que la descente.
Le principe de l'invention est le suivant:
lorsque l'avion se maintient sur la trajectoire qu'il doit
suivre, le récepteur de bord indique une fréquence déterminée,
caractéristique de cette trajectoire; la fréquence indiquée
augmente ou diminue lorsque l'avion s'écarte de sa trajectoire.
Cette fréquence est elle-même le résultat de 1* interférence
de deux ondes à très haute fréquence (ondes ultra-courtes)
modulées en fréquence et reçues simultanément par l'avion D' autres caractéristiques de l'invention apparaîtront de la description ci-jointe et des figures s'y rapportant, lesquelles en fournissent, à titre d'exemples non limitatifs, divers modes de réalisation.
<EMI ID=3.1> récepteur de bord; la figure 2, de la même manière, l'installation à terre; la figure 3 est le diagramme des fréquences émises par les émetteurs à terre; la figure 4 est relative à
<EMI ID=4.1>
contact avec le sol; la figure 5 à une application de l'invention au raccordement de deux routes rectilignes ; la figure 6 est une variante de l'installation à terre, ne comportant qu'un seul poste émetteur.
Suivant la figure 1, l'installation du récepteur de bord est assurée de la manière suivante:
L'aérien 1 constitué par exemple par une double antenne 1/2 onde attaque directement un détecteur 2. à la sortie duquel est disposé un amplificateur filtre à large bande passante 3, suivi d'un limiteur d'amplitude 4.
Les battements créés par l'interférence des deux ondes à très haute fréquence agissant simultanément sur le détecteur 3 sont ainsi amplifiés et limités en amplitude. La sortie du limiteur attaque un circuit discriminateur de fréquence 5 transformant les variations de fréquence en variations d'amplitude, lesquelles sont finalement détectées par le détecteur 6 (constitué par exemple par une diode triode) dans le circuit de sortie de laquelle est inséré un appareil de mesure 7, dont la déviation occupe le milieu de l'échelle de lecture pour la fréquence correspondant à l'accord du discriminateur
5.
L'agencement ci-dessus est dans ses grandes lignes celui d'un récepteur destiné à recevoir des ondes modulées en fréquence et en fait tout récepteur de ce type peut convenir au but visé. Les avantages inhérents à la modulation de fréquence, en particulier ceux relatifs à l'augmentation du rapport signal/bruit et dus à l'action du limiteur, sont conservés, on pourrait introduire, dans ce récepteur, des étages de changement de fréquence, suivant notamment la méthode superhétérodyne.
Le récepteur décrit ci-dessus ou tout récepteur convenant
<EMI ID=5.1>
directe.
On décrira maintenant un agencement de l'installation à terre susceptible de fournir une émission actionnant le récepteur comme il a été indiqué.
<EMI ID=6.1>
rissage parallèles p Q, R.
A l'entrée de ces pistes et latéralement au terrain on dispose deux émetteurs à ondes ultra courtes dont l'emplacement est désigné sur la figure 2 par les lettres A et B.
Suivant une caractéristique essentielle de l'invention, les émetteurs A et B;sont modulés en fréquence, suivant une technique connue, par une tension en dents de scie,
pour faciliter l'intelligence de l'exposé, on le développera sur un exemple concret, sans que, bien entendu, l'invention soit limitée aux chiffres de fréquences ou de distances indiqués, ces chiffres pouvant 'être modifiés pour s'adapter à tous les besoins de réalisation suivant les applications diverses de l'invention.
On suppose que la fréquence émise diminue, par exemple,
<EMI ID=7.1>
les courbes représentatives des fréquences émises par les deux émetteurs en fonction du temps seront celles de la figure 3, où la ligne en trait plein représente la fréquence de A et celle en traits interrompus la fréquence de B.
La fréquence émise par chaque émetteur décroît linéai-
<EMI ID=8.1>
suite, pendant la quasi totalité du temps les fréquences émises par A et B différeront de loo kilocycles,
Il en sera de même des fréquences reçues par l'avion
<EMI ID=9.1>
kilocycles. Si cependant l'avion s'écarte de sa route d'une manière telle que l'émission de A lui parvienne 0,1 microseconde en avance de celle de B, les fréquences reçues ne différeront plus que de 99 kilocycles, qui sera la fréquence lue sur l'appareil de sortie. Le lieu des points pour lesquels cet écart de 0,1 microseconde est réalisé est une hyperbole
<EMI ID=10.1>
gauche de celle-ci. En effet, pour cette hyperbole la différence de marche des émissions en provenance de A et de B est de 30 mètres en longueur; pour la vitesse des ondes électromagnétiques (300.000 km/seconde) cette différence de marche,
<EMI ID=11.1>
3.108
De même l'indicateur de réception marquera la fréquence de loi kilocycles lorsque l'avion décrira l'hyperbole coupant
<EMI ID=12.1>
celle-ci. L'acuité du faisceau limité par les deux branches d'hyperbole sera d'autant plus grande que la base A B sera grande. En donnant à aelle-ci un développement de 3.000 mètres l'angle d'ouverture déterminé par les asymptotes est seulement
<EMI ID=13.1>
Quand on voudra faire atterrir un avion sur la piste Q,, on décalera donc dans le temps les modulations de A, et B comme
<EMI ID=14.1>
sur l'appareil de lecture..
1
Si maintenant l'on veut faire atterrir l'avion sur la
<EMI ID=15.1>
suffira de retarder la modulation de B de 9 microsecondes
au lieu de 10 pour obtenir le résultat voulu, Dans ces conditions en effet la fréquence indiquée de 100 kilocycles caractérisera une hyperbole venant tangenter la piste p quand l'avion franchit la ligne A B. pour une base A B de 3 kilomètres cette hyperbole admet une asymptote inclinée
<EMI ID=16.1>
de celle de A à 11 microsecondes, on déterminerait de même l'atterrissage sur la piste R.
Il est désirable que, si la piste centrale est déjà encombrée, on puisse, de l'aérodrome commander l'atterrissage sur une autre piste encore libre; comme on le voit cette opération se fait automatiquement en agissant sur le retard d'une modulation vis-à-vis de l'autre.
<EMI ID=17.1>
à modulation de fréquence, la variation de fréquence est commandée par une lampe dite à réactance, fonctionnant comme une réactance variable, le résultat pourra être atteint facilement en transmettant, à. partir d'un bureau central les tensions en dents. de scie au moyen de lignes coaxiales dont l'une sera artificiellement allongée par insertion d'une ligne artificielle de même impédance caractère tique; on
aura intérêt à prévoir dans le même local un récepteur de contrôle analogue au récepteur de bord susàécrit, qui devra alors mesurer la fréquence caractéris tique correspondant à son emplacement.
On remarquera que quelle que soit la piste choisie, l'avion l'abordera automatiquement en bonne direction, il pourra être prévenu du moment où il coupe la base; dans ce
<EMI ID=18.1>
radiation directionnelles, on peut, par exemple, munir ces émetteurs de réflecteurs, comme il est représenté sur la figure 2 par des 1/2 cercles, et s'arranger pour que l'axe
A B corresponde à un zéro de réception. La cessation des battements reçus au passage de la ligne A B pourra être mise
<EMI ID=19.1>
quelconque; le pilote sera ainsi averti de l'instant précis où il aborde la piste et sa ligne de vol sera automatiquement en bonne direction.
On décrira maintenant une application du principe de l'invention au problème proprement dit de la descente.
La figure 4 représente une vue en élévation suivant un plan vertical passant par la piste Q.
En Z, à une hauteur H au-dessus du sol, est disposé un émetteur analogue aux émetteurs A et B de la figure 2 et
<EMI ID=20.1>
une microseconde,
Un avion volant dans le plan de la figure recevra d'abord le rayon direct venant de l'émetteur z puis le rayon réfléchi par le sol.
La combinaison des deux rayons donnera un battement à une fréquence caractéristique de la trajectoire dans le plan vertical.
Il est facile en se basant sur les considérations exposées précédemment, de déterminer les constantes de l'installation.
Supposons par exemple que les antennes réceptrices de 1'avion soient à 1.5.mètre au-dessus du chemin de roulement
<EMI ID=21.1>
microseconde sur le rayon direct et par suite la fréquence des battements est de 100 périodes.
On pourra donc encore utiliser un récepteur tel que celui de la figure 1 en remplaçant, par exemple, les organes 5, 6, 7, par un fréquencemètre à lames vibrantes.
On voit qu'avec la même installation, un autre type
<EMI ID=22.1>
périodes, atterrirait'suivant une pente de lo %, ses antennes réceptrices devant alors se trouver à 3 mètres au-dessus du chemin de roulement,
La difficulté d'un tel procédé réside évidemment dans le fait d'avoir, à l'endroit même où on se propose d�atterrir un émetteur surélevé, émetteur qu'il faut pouvoir supporter; on peut néanmoins envisager diverses solutions pour résoudre cette difficulté:
1[deg.]- supporter l'émetteur au sommet d'un portique (entrée de
gare aérienne);
<EMI ID=23.1>
à bord d'un ballon sonde, que l'on ne hisserait qu'en cas de brunie et qui ne serait retenu que par des câbles légers se rompant en cas de collision avec lésai les de l'avion.
L'antenne peut au surplus affecter la forme d'un dipôle obtenu par peinture métallisée appliquée sur le corps du ballon, l'émetteur étant disposé à terre et relié par le câble de retenue à deux conducteurs à l'antenne;
3[deg.]- on peut enfin, au moyen d'un pinceau de rayons ultra
violets, ioniser l'air en A et faire se réfléchir en ce point les ondes provenant d'un émetteur placé en un endroit commode et concentrées en un faisceau étroit, L'énergie ainsi diffractée en!. jouerait le rôle de l'émetteur prévu.
<EMI ID=24.1>
On suppose qu'il s'agit de baliser,une route et qu'en un certain point d'une route l'avion doit changer de direction. Au voisinage du point de bifurcation et suivant la bissectrice de l'angle des deux 'routes, on établira (figure 5) deux émetteurs conformes à l'invention. D'après ce qui a été expose, leur distance ainsi que le retard de la modulation d'un des émetteurs vis-à-vis de l'autre, seront choisis pour que la trajectoire se fasse suivant une hyperbole S
<EMI ID=25.1>
choisies. En réalisant d'autre part les émissions avec un diagramme directif tel que la réception soit nulle suivant
<EMI ID=26.1>
trace sur la base A B ne sera pas forcément située entre
A et B, mais pourra être extérieure à A B et déportée
vers le centre de courbure, car dans l'espace de trois dimensions les lieux des points dont la distance diffère de A et de B d'une quantité constante sont des surfaces d'hyperboloîdes; mais cela n'a aucune importance pour l'application en vue,
On voit encore, . et cette remarque s'applique aussi bien au cas du balisage envisagé qu'à celui de l'atterrissage exposé au début, que l'on pourra en fait n'utiliser qu'un seul poste émetteur à modulation dé fréquence en lui faisant desservir au moyen de transmission par câbles coaxiaux les deux antennes A et B. Le temps de propagation dans les lignes augmenté au besoin sur l'une d'elles par l'emploi d'un tronçon de ligne artificielle donnera le retard voulu.
Soit, par exemple, à établir deux routes faisant entre elles un angle de 1200 au moyen de deux aériens A et B distants de 1.200 mètres. L'émetteur est relié à l'aérien A par une ligne coaxiale de longueur négligeable et à l'aérien B par une ligne de 1.200 mètres ayant une vitesse de propagation de 150.000 km. à la seconde, on suppose
par ailleurs que la modulation de fréquence se traduise, comme précédemment, par une chute linéaire de fréquence de
10 cycles par microseconde et que l'appareil de bord soit prévu comme précédemment pour donner une indication repérée sur loo kilocycles.
Le problème sera résolu, en appliquant le principe de l'invention, comme il est indiqué en figure 6.
<EMI ID=27.1>
microsecondes de plus à parvenir à un point de cette hyperbole que l'onde propagée de A. pour que l'appareil de bord indique 100 kilocycles il est nécessaire que le retard
<EMI ID=28.1>
A en p est négligeable. En employant un émetteur unique en p couplé aux deux câbles coaxiaux on aura donc bien le résultat cherché. Les couplages seront arrangés pour que les énergies transmises aux antennes en A et B soient égales t
Selon 'une variante perfectionnée de l'invention l'avion est non seulement dirigé sur la piste d'atterrissage, mais le pilote peut encore effectuer la descente suivant une courbe donnée et connaître, à chaque instant précédant.l'atterrissage la distance au point d'impact, cette variante est représentée schématiquement
<EMI ID=29.1>
un émetteur unique à ondes ultra courtes modulées en fréquence suivant une loi linéaire, par exemple au moyen d'une tension en dents de scie, cet émetteur est relié alternativement aux feeders a et b desservant les antennes A et B et aux feeders c et d des-
<EMI ID=30.1>
Les antennes A et B, de préférence munies de réflecteurs, sont disposées de part et d'autre du terrain d'aviation Te symétriquement vis-à-vis de la piste il, et de préférence à l'alignement de l'entrée de celui-ci.
Les temps de propagation des ondes électromagnétiques le
<EMI ID=31.1>
et en avant du terrain,sont distantes de plusieurs kilomètres l'une de l'autre, de sorte que le temps de propagation des ondes
<EMI ID=32.1>
t2 microsecondes.
Enfin, les temps de propagation des ondes électromagnétiques le long des feeders a et d diffèrent de t3 microsecondes.
L'installation à bord se compose (fig.s) d'un récepteur unique 11 comportant, après sélection haute fréquence, un détecteur, un amplificateur des battements reçus et un limiteur d'amplitude. Ce récepteur alimente deux discriminateurs détecteurs
<EMI ID=33.1>
forment en variations d'amplitude les battements de fréquence variables reçus, et les courants après détection sont lus sur deux
<EMI ID=34.1>
On décrira maintenant le fonctionnement.à l'aide d'un exemple non limita tif : '
On suppose que la fréquence de l'émetteur unique décroisse
<EMI ID=35.1>
cles par microseconde et cela pendant une durée T de 200 micros econdes pour remonter ensuite brusquement à la valeur de départ:
<EMI ID=36.1>
de l'émetteur à modulation de fréquence dans l'exemple choisi,
L'émetteur unique étant connecté successivement aux' antennes A et B, puis aux antennes C et D, à la cadence relativement faible de quelques dizaines de fois par seconde, on peut analyser le fonctionnement.
<EMI ID=37.1>
Il en résulte des battements à cette fréquence et le discriminateur 12 correspondant est établi pour cette fréquence
<EMI ID=38.1>
cles,
Dès que l'avion s'écarte de l'axe, la fréquence des battements varie dans un sens ou dans l'autre ainsi qu'il a été ex-
<EMI ID=39.1>
Lorsqu'un très court intervalle de temps après, l'émet-
<EMI ID=40.1>
cette fréquence sera 200 kilocycles.
Au contraire lorsque l'avion est en deça de c, la fré-
<EMI ID=41.1>
400 kilocycles,
Pendant tout le parcours de D à C la fréquence des battements croîtra de manière linéaire d'une des valeurs à l'autre.
La relation fréquence-distance est ainsi illustrée sur la figure 9, sur laquelle on a porté les distances en abscisses et la fréquence en ordonnées, Si donc le discriminateur 12' est établi pour la gamme de 200 à 400 kilocycles et est suivi d'un milliampéremètre à aiguille, l'aiguille de celui-ci sera par exemple bloquée à droite quand l'avion est à grande distance,
<EMI ID=42.1>
aura l'indication permanente de la distance entre D et C suivant une loi linéaire.
On voit d'autre part que les indications de guidage et de distance donnant lieu à l'apparition de fréquences totalement différentes, ne peuvent être confondues et qu'il suffit de les séparer en employant des discriminateurs couvrant des gammes différentes de fréquence.
<EMI ID=43.1>
d'appareils de profil, on pourra en choisissant convenablement les sensibilités opérer une descente à pente fixe en faisant coïncider les deux index.
On pourra par exemple faire coïncider la graduation dis-
<EMI ID=44.1>
hauteur: 20 mètres.
Suivant une variante on peut utiliser un appareil supplémentaire, par exemple, un milliampéremètre avec zéro au milieu de la graduation et parcouru par la différence des cou-
<EMI ID=45.1>
ment convenable des sensibilités l'appareil déviera à droite si l'avion vole trop haut ou bien à gauche si l'appareil vole trop bas.
On remarquera encore que l'identification du terrain
<EMI ID=46.1>
l'autre.
La disposition suivant l'invention présente l'avantage
<EMI ID=47.1>
réduit; à un émetteur unique et à un commutateur tournant susceptible de fonctionner d'une manière automatique et sans surveillance. Les pertes dans les feeders a, b, c, d, sont sans grande importance étant donné la faible, puissance de l'installation.
Un autre avant age important du dispositif décrit est
que la "courbe de descente" à rencontre de ce qui se
passe quand la descente s'effectue suivant une courbe dite
"à champ constant" est indépendante des constantes électriques du sol.
L'invention est, bien entendu, susceptible de nombreuses variantes de réalisation suivant les applications particulières envisagées, et suivant les organes et montages équivalents à ceux décrits susceptibles d'être employés dans le cadre des dispositions et arrangements indiqués,
Bien qu'elle ait été décrite dans son application au guidage des mobiles aériens, l'invention est également applicable au guidage d'autres mobiles, notamment à la navigation marine. Dans ce cas, le mobile évoluant dans un plan, les routes fournies par l'invention sont des hyperboles, et l'adjonction de l'altimètre n'est plus nécessaire.
<EMI ID=48.1>
REVENDICATIONS
Installation pour radioguidage des véhicules, caractérisée en ce qu'elle comporte, sur le véhicule, un récepteur d'ondes modulées
<EMI ID=49.1>
la fréquence de battement de deux undes (de fréquences voisines) reçues simultanément par ledit récepteur, et, à terre, deux
<EMI ID=50.1>
qu'en conduisant le véhicule de manière à maintenir constante la valeur de la susdite fréquence de Battement, un contraint le
<EMI ID=51.1>
passant par les deux aériens, suivant une hyperbole de référence passant elle-même par le point prédéterminé de passage du véhicule.