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PERFECTIONNEMENTS AUX PROCEDES DE DETERMINATION DE
LA POSITION D'UN MOBILE.
La présente invention se rapporte à des perfectionnements aux procédés de détermination de la position instantanée d'un objet mobile et de prédétermination de sa position future, son déplacement étant supposé linéaire.
Si un radioÇémetteur rayonne dans l'espace une onde fixe de fréquence fo et que la dite onde est réfléchie par un objet mo- bile, Inonde réfléchie revenant à l'émetteur est de la fréquence f (1 + 2 v/v) où v est la vitesse de lobjet sur la ligne o $Vr de vision et vers l'émetteur et vr la vitesse de propagation des ondes. Si, par exemple, ltobjet se;déplace à une vitesse de 133 mètres à la seconde ou 479 kilomètres à l'heure, directement en
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s'éloignant(ou en se rapprochant) d'un émetteur dont la fré- quence est de 300 mégacycles/seconde, la fréquence de l'onde réfléchie est de 267 cycles:seconde plus basse ( ou plus élevée) que l'onde émise.
La différence de fréquence entre l'onde au départ et l' onde réfléchie reçue est donc une mesure de la vitesse d'appro- che ( ou d'éloignemert) du mobile, par rapport au point d'obser- . vation. L'invention tire parti de cette constatation.
Conformément à certaines caractéristiques de l'invention, la méthode de détermination envisagée comprend l'émission d'on- des électro-magnétiques qui. 'Tiennent frapper le dit objet mo- bile, la réception en trois, ou en plus de trois points, des ondes réfléchies par ledit objet et la détermination, en chaque point, de la fréquence-différence instantanée entre les ondes reçues directement de l'émetteur et celles reçues après réflec- la tion sur ledit objet, ce qui donne une mesure de/vitesse instan- tanée d'approche de l'objet vers chaque point, la détermination en chaque point muni d'antennes réceptrices, du taux de varia- tion de ladite fréquence-différence, qe qui donne une indication du sens de la vitesse de déplacement par rapport audit point auquel l'observation est faite,
et l'utilisation des vitesses de déplacement par rapport aux divers points en vue de l'obtention d'une indication de la position instantanée et du déplacement dudit objet, et de sa position à un instant futur.
Conformément à l'une des méthodes de mise en oeuvre de l'invention, les ondes électro-magnétiques, après réflexion sur l'objet, sont reçues en six points disposés sur deux rangées en relation angulaire, l'une desdites rangées comprenant au moins quatre points.
On détermine en chaque point la différence instantanée de fréquence entre les ondes reçues directement de l'émetteur et celles reçues après réflexion sur le mobile et on utilise les
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fréquences-différences instantanées des six points, pour déter- miner la position de l'objet dans l'espace, sa vitesse le long de sa trajectoire et pour prédéterminer sa position à un ins- tant futur.
Selon une autre.méthode de mise en oeuvre de l'invention, les ondes électromagnétiques émises vers 1-'objet mobi.le sont modulées en fréquence,de,façon oyolique conformément à une loi linéaire.
On reçoit.* en au,moins trois points., les ondes, directes de l'émetteur et les,- ondes .réfléchies, on détermine en chaque
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point les deux fJ:oéq;u.eno,es"-différ.enc'es susceptibles dt-ttre ob- tenues auge.murs d'un oyole de variation, de fréquence de 1+émet- teurf entre Inonde directe et Inonde réfléchie,, et on utilise les dites différences de fréquences pour obtenir la position actuelle,, la vit,esse e.t la position future du.mobile.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion quivante et à l'examen des dessins joints qui en représen- tent schématiquement à titre d'exemple non-limitatif, un mode de réalisation.
La figure I représente des courbes utilisées au cours de la description.
Les figures 2 et 3 représentent une forme pratique de mécanisme de,calcul.
La figure 4 représente une forme convenable d'organes de liaison flexibles.
La figure 5 représente un montage' pratique applicable à la mesure des fééquences-différences.
La fréquence-différence peut être obtenue en modulant l'une par l'autre l'onde au départit Inonde à ltarrivée.
Diverses précautions sont .nécessaires. Le niveau de l'onde au départ doit être'réduit avant que ladite onde ne parvienne au démodulateur ( ou détecteur ), afin que l'énergie des ondes
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directe et réfléchie ne diffère pas de plus de 40 à 50 décibels.
Ceci peut tre obtenu par un choix convenable des positions relatives des antennes émettrice et réceptrice, mais dans ce cas, il peut être produit une région d'extinction.
Pour éviter ceci, les antennes réceptrice et émettrice peuvent tre montées ensemhle et disposées de manière à être mobiles par rapport à la terre. Toutefois, dans un grand nom- bre de cas, la station détectrice peut être établie pour ne couvrir qu'une partie de lthémisphère et on n'éprouve alors aucune difficulté à isoler par écran mutuellement, les an- tennes réceptrice et émettrice.
Dans certains autres cas, on peut faire l'émetteur et le récepteur tous deux fortement directionnels et ne leur faire couvrir qu'un petit angle solide. Pour une puissance donnée, la propriété directionnelle augmente la portée ( la portée est double pour une amélioration de 6 db de chaque antenne, de sorte que, si les antennes émettrice et réceptrice sont chacune amé- liorée de 12 db parrappoot à la valeur non dirigée, la portée est égale à quatre fois la portée avec des antennes non'diri- gées). Les propriétés directionneles sont à désirer, non seule- ment pour augmenter la portée du système, mais également pour permettre de distinguer entre différents mobiles se déplaçant dans des parties différentes de l'hémisphère.
Il n'y a pas de façon précise de distinguer entre des objets très voisins les uns des autres et se déplaçant à,peu près à la même vitesse, si ce n'est par examen de la forint d'onde sur un oscilloscope, ou en appréciant à l'oreille les variations de phase et d'ampli- tude produites par divers mobiles se déplaçant ensemble, mais avec des mouvements relatifs comparables à un quart de longueur d'onde.
De tels mouvements produisent des effets analogues au fading occasionné par la transmission suivant des trajectoires
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multiples et, si l'on surveille les amplitudes maximum et mi- nimum reçues, il peut être possible d'apprécier combien de mo- biles sont en jeu, ou, au moins, d'estimer s'il en a plus de un, deux ou trois. La fréquence-différence peut, bien entendu, être mesurée, soit automatiquement, soit à la main et cette mesure de fréquende donne une indication exacte de la vitesse d'approche ( c'est à dire de la vitesse sur la ligne de vision).
Une information complète relative à la vitesse d'approche né- cessite que la fréquence-différence soit connue en signe aussi bien qu'en grandeur. Des montages électriques bien connus per- mettent la mesure de la fréquence avec son signe ( mais dans la pratique réelle il est aisé de discerner la direction du mouvement) puisqu'un objet s'approchant, à moins qu'il ne vienne directement vers l'observateur, doit donner une vitesse d'appro- che décroissante, alors qu'un objet s'éloignant doit donner une vitesse d'approche croissante ( négative). En langage simple, pour le déplacement en ligne droite, le taux de variation de la vitesse d'approche vers un point est toujours négatif ( ou nul dans le cas d'un déplacement sur une droite passant par le point).
Si, par conséquent, on entend une fréquence décroissante, c'est que l'objet se déplace vers l'observateur, mais non direc- tement vers le point d'observation et si l'on entend une fré- quence constante, c'est que l'objet se déplace soit directement vers l'observateur, soit directement en s'en éloignant et la variation d'intensité des ondes réfléchiée permet de décider quel est le sens du déplacement. De façon analogue, une fréquence augmentant indique un déplacement s'éloignant de l'observateur, suivant une droite ne passant pas par le point d'observation.
Le taux de variation de la fréquence est donc un guide utile en ce qui concerne la position future de l'objet.
Si l'on dispose de six stations réceptrices et émettrices semblables à celles décrites, quatre d'entre elles étant espacées
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à intervalles égaux sur une droite ( axe des x )et les deux autres sur une sutre droite, de préférence à angle droit de la première et passant par l'une des quatre premières stations et si, à chacune de ces stations, on mesure la fréquence-différence et on la convertit en vitesse d'approche, l'ensemble des six vitesses d'approche de l'objet,,par rapport à six points de po- sition connus, définit la position et la vitesse de l'objet dans l'espace et, si l'on suppose quele déplacement est en ligne droite continue, les positions futures dudit objet peuvent être prédites avec précision.
Il est également possible de n'utiliser qu'une station émettrice et six stations réceptrices, dont l'une doit 'être voisine de l'émetteur. Dans ce cas, la vitesse d'approche, mesu- rée à la station voisine de l'émetteur,,doit être retranchée ( algébriquement ) de chacune des vitesses mesurées aux cinq autres stations.
Les observations des six stations sont toutes transmises en un point central, auquel est disposé un mécanisme calcula- teur et les fréquences-différences sont utilisées pour le régla- ge des bielles dudit mécanisme. La réponse cherchée peut être fournie soit sous forme d'indication d'une distance et de deux angles ( coordonnées polaires) ou de toute autre façon.
L'indication obtenue convient au pointage d'une pièce anti- aérienne, soit directement par couplage mécanique, soit à. la main, au moyen de paires d'indicateurs adaptées entre elles, chaque paire comprenant un indicateur pour le réglage demandé et un autre pour le pointage réel de la pièce. Les réglages sont le pointage en hauteur et le réglage de la fusée. Un méca- nécessitées nisme destiné à l'application des corrections/par la valeur finie de la vitesse du projectile est, bien entendu, introduit en quel- que point de la chaîne d'organes de réglage.
Le délai de temps utilisé pour la prédétermination est réglable et on choisit sa
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valeur égale au temps de trajet du projectile, c'est à dire au réglage de la fusée, plus, si nécessaire, un.intervalle de temps fixe destiné à tenir compte du temps de fonctionnement de la fusée et du temps nécessaire au pointage de la pièce. En réalité, le temps nécessaire au pointage de la pièce est négligeable, puisque l'appareil fonctionne de façon continue, tout le temps que l'avion està portée des détecteurs et, par suite, les pièces peuvent suivre de façon continue les positions successives de ltavion.
Si l'on utilise un pointage manuel de la pièce, un mécanisme de contrôle est introduit, pour éviter que le coup ne soit tiré avant que tous les réglages ne correspondent de façon convenable aux indications prédéterminées. ¯
A titre de contrôle supplémentaire du mécanisme calculateur et des stations d'observation, on peut contrôler les indications prédéterminées à l'aide de la position instantanée déterminée à l'instant pour lequel la prédétermination a été faite. Bien entendu, les prédéterminations ne sont vraies que si l'avion' vole en ligne droite ( nonnécessairement horizontale ) à partir de l'instant auquel la position est prédite. Le temps entre ces deux instants n'est que peu supérieur au temps de trajet du pro- jectile, puisque le mécanisme prédéterminateur de position fonc- tionne avec un retard presque négligeable.
Les remarques ci-dessus relatives aux effets directionnels des antennes réceptrice et émettrice s'appliquent également à la disposition qu'on vient de décrire. De plus, conformément à l'une de ses caractéristiques, l'invention propose que, lorsqu' un avion a été décelé, les six paires d'antennes ( réceptrices et émettrices) soient rendues fortement directives ( par exemple, par commutation d'antennes non dirigées sur antennes dirigées) et orientées par le mécanisme lui-même. Ceci augmente la portée une fois que l'avion a été repéré..
On décrira maintenant une seconde méthode. tout d'abord
On considère/une station émettrice unique susceptible d'
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être modulée en fréquence, de façon cyclique conformément à c.à.d que la fréquence varie de façon cyclique une loi linéaire, en augmentant linéairement par rapport au temps jusqu'à une fréquence maximum et en descendant ensuite linéai- rement par rapport au temps jusqutà une fréquence minimum.
Quand une telle station reçoit une onde reéfléchie sur un point fixe à une distance r mètres et que la fréquence de l'onde réfléchie est conparéeà la fréquence de Inonde émise à l'instant considéré, la fréquence-différence est exprimas par :
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est le taux de variation de fréquence, positif dans le cas d'une augmentation de fréquence et négatif dans le cas d'une diminu- tion. ( Le changement de signe n'est pas apparent, à moins que lton n'utilise un montage détecteur spécial ). Si alors la varia- tion totale de fréquence utilisée pour obtenir cette fréquence- différence est un petit pourcentage de la fréquence moyenne et qi l'onde est réfléchie sur un objet mobile, il se produit une variation de la note de battements.
Si, par exemple, l'objet s'éloigne, de mouvement, en supposant que la fréquence émise est constante, causera en lui-même une fréquence de battements négative entre les ondes émise et réfléchie et, si en même temps, la fréquence de l'onde au départ est modulée, par exemple à + négatif
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03) la fréquenàe-diff.érence/due au mouvement relatif sera également modulée à+ 0,5%. Cette petite modulation peut tre considérée comme négligeable, mais la modulation de fréquence de l'onde principale, en combinaison avec le délai de trans- mission, produira une autre fréquence-différence et la fréquence- différence observée sera la somme algébrique de ces deux fré- quences-différences.
Si la fréquence de l'onde émise augmente, l'onde réfléchie par un objet fixe sera reçue à une fréquence plus basse,,à cause du délai de transmission. Si l'objet s'éloigne de l'émetteur,
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l'onde réfléchie sera encore plus diminuée en fréquence, de sorte que l'addition des deux fréquences-différences produira une variation plus grande que l'une ou l'autre séparément. Quand la fréquence émise diminue, l'onde reçue est , une fréquence plus élevée, à cause du retard) de sorte que, dans ce cas, les deux fréquences différences tendent à se compenser.
Ainsi, quand l'objet s'éloigne, la fréquence-différence est plus grande si l'onde émise augmente de fréquence, que si elle diminue .
La figure 1 montre les fréquences en jeu. La courbe "a" représente la variation de fréquence de Ponde émise en fonction du temps. La courbe "b" représente la fonction fréquence-temps d'une onde réfléchie sur un objet fixe à, une distance égale à #5/2 3 x 108m.
La fréquence-différence est donc représentée par la hauteur verticale entre les courbes "a" et "b".
Les courbes "cI" et c2" représentent les fréquences reçues quand l'objet réfléchissant s'éloigne, ou s'approche de l'émet- teur, à une vitesse v - fv/2f0 x 3 x 108 mis (1) où fv est la composante de fréquence-différence due à la vitesse et fla fré- quence moyenne-de l'onde au départ( on suppose que les variations de f0, c'est à dire la-modulation de, fréquence, sont assez fai- bles pour être négligées).
1 les courbes "dI" et "d2" de la figure/représentent les fréquences-différences, en fonction du temps. #t a été très exagéré, par rapport à T. Stil en était autrement, il serait presqu'invisible sur le dessin. La courbe "dI" correspond à,un objet s'éloignant et "d2" à un objet se rapprochant.
La courbe de fréquence différence présente deux valeurs fixes et la transition entre elles ( de très courte durée).
Pour trouver la distance et la vitesse d'approche qui ont qausé cette onde, il est prévu un interrupteur fonctionnant en syn- chronisme avec l'appareillage de modulation de fréquence à
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l'émetteur et qui transmet l'énergie de Inonde, pendant une période de temps, à un fréquencemètre et, pendant l'autre pé- riode de temps à un autre fréquencemètre, la période de transi- tion entre des deux périodes de temps étant très courtes et due à l'opération de commutation. Les fréquencemètres sont, de préférence, automatiques, et l'indication de fréquence qu'ils donnent est de mature telle qu'elle peut être utilisée pour ajuster, directement ou indirectement un appareil à calcul.
La somme et la différence de ces deux indications de fréquen- ce sont respectivement des indications de la distance et de la vitesse sur la ligne de vision, c'est à dire de la vitesse d' approche ( ou d'éloignenent) de l'objet réflecteur.
On suppose un objet à une distance de d mètres de 1''émetteur et du récepteur et se replaçant à une vitesse de v mètres/seconde par rapport à ceux-ci ( !... étant égal . + ve pour un objet qui se rapproche et à - ve pour un objet qui s'éloigne). f est la fréquence moyenne d'émission et n cycle/seconde/ secondé/ est le taux de modulation. En supposant que le taux de modula- tion de fréquance est faible, c'est à dire que la modulation totale est inférieure à - 0,5% f0,n est alternativement égal à + ve et - ve.
Si une onde de fréquence instantanée fI est transmise vers un objet situé à une distance d et ayant une vitesse re- lativement égale à zéro, l'onde sera réfléchié et reviendra au récepteur avec un délai t = 2d secondes. A cet instant, 3 x I08 la fréquence émise est fI + nt et la fréquence réfléchie est fI.
La différence entre les fréquences emise et reçue en même temps est fd - nt. fd - 2dn cycles/seconde et 3 x I0i d = fd 3 x I08 mètres ( objet fixe ). ( 2 )
2 n
Si l'objet se déplace à v mètres/seconde par rapport à
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l'émetteur et au récepteur, qui sont supposés voisins l'un de l'autre, la fréquence reçue est fI ( I + + 2v) ) cycles/ 3 x 108 seconde et la fréquence émise à l'instant de la réception de la fréquence réfléchie, comme précédemment est fI + nt.
La différence entre les fréquences émise et reçue simulta- nément est :
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puisque fI est très approximativement égale à f0.
Cette fréquence-différence a deux valeurs suivant le signe den, qui sont :
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pour n positif fa = 8 ( < -o-jL 3 x I08 pour n négatif -f - 2 dn vfo 3 x 108 ( le signe - peut être négligé).
Ces deux fréquences faet fb sont appliquées à des fréquen- cemètres séparés par le dispositif de commutateur synchrone commandé à partir de 1'émetteur, comme indiqué plus haut.
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La somme des lectures de ces appareils 4 dn - 2 fd , 3 x I08 ce qui donne diaprés ( 2 ) ( 3 )
La différence de lecture de ces appareils
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#-Z#o## - 2 fv ce qui donne v diaprés ( 1 ) ( 4 ) 3 x 108
Les fréquence somme et fréquence différence peuvent être lues sur des quadrants étalonnés de manière à donner, l'un la distance et l'autre la vitesse, où elles peuvent être utilisées directement pour commander l'appareil de prédétermination, dont un mode de réalisation va être décrit ci-après.
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Par exemple, on suppose que f - 3 x 108 cycles/seconde
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ce qui correspond à un mètre de longueur d'onde et à un taux de modulation n - 108 cycles/seconde/seconde.
On suppose que la distance de l'objet est comprise entre I.000 et 15.000 mètres.
On suppose également que la vitesse relative de l'objet est comprise entre 0 et 150 mètres/seconde.
On a alors
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2 (1.000) fI5000 x z0 (15000) fd = 666 I0.000 cycles/seconde 3 x 108 et 2 tt }I503 x 3 x I0 300 cycles fv - - - m 0,300 cycles/ 3 x r08 seconde et fet fb seront compris entre 666 et 10.300 cycles/seconde.
Si les mesures qu'on vient de décrire sont exécutées en trois points différents, il est très simple de calculer la position et la vitesse de l'objet réfléchissant. On décrira plus loin un mécanisme permettant de trouver automatiquement la posi- tion et la vitesse et de déduire de ces données les positions futures. La méthode qu'on vient de décrire nécessite donc trois postes émetteurs et récepteurs, six dispositifs de mesure de fréquence et une machine à calculer centrale. Le géaultat fourni par la, machine à calculer est en général exprimé en distance et en angles de la position future de l'objet réfléchissant, par rapport à un ou plusieurs points désirés.
Le vecture de vitesse du point mobile peut éga- lement 'être indiqué et, dans le pointage des pièces, le délai prédéterminé correspondra de près au temps de trajet du projec- tile.
On va maintenant décrire un procédé mécanique de prédéter- mination de la position future d'un objet quand on connaît ses distances et ses vitesses relatives par rapport à trois points
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fixes.
Les trois points fixes seront désignés par les abrévia- tions AO.BO.CO., la distance actuelle de 1'objet à partir de des poiits, par dI, d2, d3 et les vitesses relatives par rap- port à ces points p,ar vI, v2, v3. On désire' connaître la position de l'objet par rapport à.ces points fixes prédéterminés} ou à tous autres points, après qu'un certain temps t s'est écoulé ( le temps prédéterminé), si l'on suppose que 1'objet conti- nue à se déplacer sur la même droite avec la même vitesse cons- tante.
A la figure 2 des dessins, A.B.C. représentent les points fixes, les distances qui les séparent étant à une échelle quel- conque convenable. Articulées en ces points, sont trois tiges extensibles AP.BP.CP. Ces tiges sont jointes de façon flexible en un point P, de telle sorte que P peut occuper toute position ( dans les limites de l'appareil ) au-dessus du plan contenant les points A.B.C.
Ces tiges extensibles sont constituées par deux ou plus de deux tubes télescopant les uns par rapport aux autres et munis d'organes de réglage de leur longueur. Un moyen de par- venir à ce résultat est d'employer les tubes télescopant re- liés entre eux par une vis entraînée en rotation par un petit moteur électrique. Selon une autre méthode, les tubes sont remplis d'un fluide non compressible et leur longueur est commandée par un réglage de pistons à des positions convenables.
Selon une variante, les différents tubes, ou les différentes tiges glissent au delà des points A.B.C, leur longueur étant réglée au moyen d'une crémaillère.
Les tiges extensibles AP.BP.CP. sont munies de prolon- gements de longueur fixe, AG.BH.CJ. représentés, pour plus de commodité, au dessous du plan confenant A.B.C.
Ceci complète la partie du mécanisme destiné à déterminer
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la position actuelle de l'objet. Il est évident que si l'on règle les longueurs des tiges AP.BP.CP de manière à ce qu'elles soient égales à dl, d2) d3 à la même échelle, qui représentent les positions des points A.B.C., le point P sera, à la mené échelle, la position actuelle de l'objet.
La deuxième partie de l'appareil représenté à la figure 3 est destinée à combiner les vitesses de l'objet mobile de maniè- re à déterminer sa position après un certain(nombre) inter- vallede temps.
AI.BI.CI. représentent les points fixes, comme précédem- ment, mais déplacés latéralement et AI.LI.BI.MI.CI.NI. sont des tiges extensibles semblables à AP. BP.CP. Ces tiges ont des prolongements analogues de longueur fixe, au-dessous du plan de A.B.C. et représentés en AI.GI.BI.HI.CI.JI. Les extré- mités inférieures desdits prolongements sont reliées par des bielles articulées à chaque extrémité aux points G.H.J.
Dans ces conditions, les directions de AI.LI.BI.MI. CI.NI se coupent en un point PI qui est la position actuelle de l' objet par rapport aux points AI.BI.CI. puisque les tétraèdres P.A.B.C. PI.AI.BI.CI. sont identiques.
Une tige de longueur fixe, QI.L2.P2 est montée sur une ar- ticulation fixée à AI.LI de façon telle quelle reste toujours parallèle à AI.LI au moyen de deux bielles parallèles égales L2.DI et QI.FI articulées en L2 et en QI et glissant sur LI et AI. Ces bielles sont sous l'action de deux autres bielles LI.QI et EI.VI articulées en LI et en EI. On a Ll.EI = L2.QI et L2.QI et L2.UI = LI.UI - DI.UI = QI.VI - EI.VI - FI.VI.
On voit, d'après ce mode de construction, , que le point L2 est contraint de se déplacer dans un plan perpendiculaire à AI.LI et passant par LI.
Deux autres tiges égales sont fixées de la même manière à BI.MI et à CI/NI et les trois tiges sont articulées en P2.
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On suppose que P2.L2 = P2.M2 = P2.N2.
Par suite, si les tiges extensibles AI.LI.BI.MI.CI.NI. sont réglées de manière à ce que lion ait : AI.LI - AP- + vIt ........... (A)
BI.MI.= BP - + v2t .......... (B) DI.NI - CP - + v3t ........... (c) AP = dI, BP = d2, CP = d3 sont les trois distances mesurées ( figure 2 ). vite v2t, v3t sont les trois vitesses mesurées, l'appro- che étant positive, multipliée par le temps prédéterminé. ± est une constante dépendant de l'appareil.
P2 est alors la position sur 1'échelle de l'objet, par rapport à AI.BI.CI. aux temps prédéterminés.
On va donner maintenant la preuve de ce qui précède.
Comme les tétraèdres P.A.B.C. PI.AI.BI.CI. sont sembla- bles, PI désigne la position de l'objet par rapport à AI.BI.CI.
Comme P2 est contraint de se déplacer à angle droit de PI.AI, PI. L est la projection de PI.P2 sur PI. AI
Par conséquente PI. L désigne la projection de la distance parcourue par l'objet pendant le temps t le long de la direction AI.PI - - vIt.
Mais PI.L - PI.AI - ( AI.LI + L2.P2) et PI.AI + PA et P2.L2.
Parsuite, AI.LI + = AP + vits comme en (A) ci-dessus, réglage de la machine.
Il en est de même pour BI. MI et CI.NI.
Plusieurs variantes sont possibles dans l'appareil décrit.
Par exemple, la tige P2.QI peut être articulée sur la tige LI.AI au moyen de bielles coudées oscillantes$ ou au moyen de 1+un des organes bien connus de déplacement en ligne droite et, de façon similaire, les deux autres tiges correspondantes P2Q2 et P2Q3 peuvent être articulées sur MI.BI et NI.CI.
On décrira maintenant une méthode de construction des arti- culations flexibles P et P2.
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A la figure 4, PA.BC est un ,portage triple constitué par deux segments de tube AC et PB, reliés ensemble de façon ri- gide perpendiculairement entre eux au point P.
Dans ces tubes sont maintenues les extrémités coudées des tiges DF FG HJ,qui sont libres de tourner autour de l'axe desdits tubes,mais sont maintenues dans l'axe au moyen de vis de serrage ou d'autres moyens.Les axes optiques des trois tiges se coupent en P. Les extrémités supérieures des tiges sont coud- -ées,de façon telle qu'il ne se produise aucune gêne mutuelle entre elles quand le point B se déplace d'une distance raison- - nable dans une direction quelconque. Les extrémitéq inférieuresdes des tiges sont libres de glisser et de tourner dans des joints à la Cardan aux points E G et J.
Par suite,si E,Get J représentent les stations de base et que l'on règle les longueurs de PE.PG.PJ, au moyen d'un mécanisme convenable en E,G et J de manière à représenter à la même échelle la distance de l'objet à partir des trois stations, P indiquera la position relative dudit objet qui pourra être observé de façon optique ou, si on le désire, P pourra tre connecté à un appa- reil de pointage d'artillerie.
Siles mesures sont exécutées à partir de quatre qtations, la quatrième paire de résultats ( fréquences-différences) peut être utilisée pour contrôler les autres stations.
Il est évidemment possible de combiner l'appareil à calculer mentionné ci-dessus avec un appareil de détermination d'angles de pointage et de réglage de fusée à. partir des angles de posi- tion, de la distance, du vent, des vitesses, etc.... de façon telle que l'appareil à calculer combiné fournisse directement les pointages des pièces.
Il existe diverses méthodes connues au moyen desquelles on peut mesurer les différences des fréquences émises et reçues et il est possible d'utiliser simultanément plus d'une de ces
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méthodes. Elles peuvent comporter l'utilisation de tubes catho- diques, d'organes stroboscopiques, de fréquencemètres, de mo- dulateurs ou de ponts d'impédance. Un pont d'impédance destiné à cet usage est représenté à la figure 5.
Les éléments déquilibrage réglables sont représentés sous forme de condensateurs variables CI, en série dans une des bran- ches et C2, en parallèle sur l'impédance d'une autre branche.
Les ammatures mobiles des deux condensateurs sont réunies en commande unique.
Les éléments d'équilibrage sont étalonnés et peuvent être réglés automatiquement ou à la main de manière à obtenir l'é- quilibrage. La fréquence. à mesurer est connectée aux bornes d' une diagonale du pont, et un détecteur DET est connecté aux bornes de l'autre diagonale et peut alimenter un dispositif indicateur ou un système de réglage automatique des condensateurs CI.C2 de manière à équilibrer le pont.
Il est décrit ci-dessous une simplification de la méthode déorite à propos des figures I à 3, mais ladite simplification comporte certaines inexactitudes qui peuvent n'être pas tolé- rables. Conformément à cette variante, on n'utilise qu'un émet- teun et trois récepteurs, 1!un de ces derniers étant très voi- sin de 1'émetteur, comme dans les méthodes précédemment décri- tes, et les deux récepteurs restants étant espacés à quelque distance, par exemple à quelques kilomètres. L'émetteur et le récepteur qui lui est associé mesurent la distance et la vitesse d'approche comme précédemment.
Les deux autres récepteurs sont des mesures analogues, avec cette différence qu'ils reçoivent non seulement les ondes réfléchies sur l'avion, mais également les ondes directes ( ou à travers un câole coaxial ) de l'émet- teur éloigné. La distance indiquée par les fréquences-différences en ces récepteurs éloighés est la'différence entre les distances de l'émetteur, par l'avion, au récepteur et la distance de it6-
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metteur au récepteur.
La vitesse indiquée est le taux d'augmentation du trajet émetteur - avion - récepteur, mais comme la distance et la Mi- tesse de l'avion partir de la station émettrice sont connues, il est possible, par une simple soustraction, de trouver la distance et la vitesse par rapport au récepteur. La suite de la méthode est alors semblable à celle décrite plus haut.
Une autre variante comporte ltutilisation de quatre ré- cepteurs, dont aucun n'est voisin de l'émetteur. Dans ce cas, la solution du problème n'est pas aussi simple que dans les cas déjà exposés, mais le fait qu'aucun récepteur n'a à fonctionner au voisinage immédiat d'un émetteur supprime certaines diffi- cultés pratiques.
Il est bien entendu que les fréquences-différences obtenues en chaque point de réceptior sont toutes transmises par fil en un point convenable, où est disposé l'appareil à calcul et qu' une liaison convenable est prévue, pour assurer le synchronisme entre les organes de modulation de fréquence à l'émetteur et les organes de commutation au poste de calcul.
La méthode comportant l'utilisation d'une onde émise mo- dulée en fréquence se heurtera, dans certains cas, à des diffi- cultés, dues aux ondes réfléchies sur des objets fixes, mais ces ondes réfléchies peuvent, en général, être compensées. Il y a trois méthodes de compensation, (I) on obtient une réflexion compensatrice sur une surface située à une distance égale à la distance de la surface réflectrice indésirable et de superficie équivalente convenable, mais avec un angle de phase d.e réflexior. différent d'à peu près 180 de celui de la surface perturbatrice, ou avec l'onde réfléchie reçue séparément et ajoutée, en oppo- sition de phase à l'onde principale. (2) Une basse fréquence de phase, de fréquence et d'amplitude correctes est ajoutée à l'énergie de sortie du récepteur.
Cette métnode demande un
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grand soin et une attention soutenue. (3) Un filtre éliminateur de bande est prévu à la sortie du récepteur, pour affaiblir la fréquence-différenoeindésirable résultant de la réflexion para- site.
Ceci produit des vides dans les gammes de calcul, mais on dispose un simple détecteur, de manière à annuler la prédéter- mination lorsqu'une fréquence-différence quelconque passe par des valeurs ne produisant qu'une énergie de sortie faible après le filtre éliminateur de bande.
Il est clair que le système décrit est également applicable au guidage des avions, en vue de leur atterrissage ou de la dé- termination de leur route.
La caractéristique de prédétermination faciliterait gran- dement la transmission au pilote d'instructions pour son atter- rissage et ledit pilote n'aurait besoin que d'un récepteur or- dinaire, sur lequel il recevrait des instructions verbales des stations terrestres.
Il apparaît que pour un compromis raisonnable entre la portée et la précision, l'espacement entre les stations doit être d'environ 20% de la portée de chaque station. La portée effec- tive de l'appareillage serait alors d'environ 70% de la portée de chaquestation.
Les trois stations doivent, de préférence, être placées aux angles d'un triangle équilatéral ayant pour centre le point auquel la détermination est nécessaire.
La portée d'une station est définie comme la distance la plus grande entre émetteur et objet, à laquelle un signal ré- fléchi raisonnablement sur peut être décelé au récepteur.
Quand plusieurs pièces sont jumelées, le pointage et le réglage des fusées doivent 'être, de préférence , disposés d'une façon telle que tous les obus explosent dans l'espace contenue entre deux surfaces contenant la position prédéterminée, car l'
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avion peut ne pas continuer à se déplacer sur la même droite, ou avec la même vitesse, pendant le temps prédéterminé, mais il doit de trouver en dedans d'une certaine région bien définie.
Dans certains cas, on peut trouver utile d'utiliser la caractéristique de prédétermination et n'utiliser qu'une indi- cation positive actuelle. L'appareil décrit peut aisément être simplifié dans ce but. Les fréquences-différences, pendant les périodes d'augmentation et de diminution de la fréquence émise instantanée peuvent être faites presqu'égales, en utilisant un taux très élevé de variations de fréquence ( fd grand par rapport à fv ) et en supprimant les organes de commutation, on peut utiliser un fréquencemètre unique pour mesurer la fré- quence moyenne ( indépendamment de son signe ) ce qui, bien entendu, ne procurera qu'une indicatior, de distance. Trois fréquencemètres seraient donc alors suffisants.