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SYSTEMES DE RADIO-GUIDAGE
La présente invention se rapporte aux systèmes de radio- guidage et, en particulier, à un système radio-électrique destiné à indiquer la distance, ou l'azimut, ou la distance et l'azimut, de récepteurs, par rapport à une radio-balise tournante.
Un certain nombre de systèmes de radio-balise ont été pro- posés, dans lesquels la position d'un appareil mobile, par rapport à un radio-phare, ou à une radio-balise, peut être indiquée sur l'appareil mobile, simultanément avec la position d'autres appa- reils mobiles dans le voisinage. Ces systèmes proposés comportent généralement l'utilisation d'un dispositif indicateur à faisceau cathodique sur l'appareil mobile, pour exposer les positions dudit appareil par rapport au radio-phare, ou à la radio-balise.
Dans certains cas, il n'est pas nécessaire de prévoir des systèmes compliqués, permettant à un avion de connaître la
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position d'autres avions dans son voisinage, mais il est à désirer que l'avion soit pourvu d'une indication de sa distance à partir d'une radio-balise, ou d'un radio-phare, ou de l'indication de la position en azimut de l'avion par rapport au radio-phare, ou encore de ces deux indications.
Pour qu'un radio-phare unique puisse des- servir de façon pratiquement simultanée un certain nombre d'avions et pour que l'appareillage sur l'avion soit simplifié au point que la réception dirigée soit superflue et que les indications d'azimut et de distance puissent être produites sur de simples indicateurs visuels, par exemple du type des appareils électriques de mesure, il est essentiel que l'élément radiateur du radio-phare puisse discriminer entre les avions, ou autres appareils mobiles situés dans des azimuts différents.
De plus, il est utile qu'un tel sys- teme soit prévu pour distinguer parmi des avions à des altitudes différentes, de sorte que, tant que les divers avions maintiennent entre eux une séparation déterminée en altitude et une distance prédéterminée, les indications puissent se faire sur chaque avion, sans brouillage par les autres. Comme, en général, le nombre d'avions sur un azimut donné est relativement faible et que cette coïncidence de positions azirnutales ne dure pas d'ordinaire pendant un temps appréciable, un tel système permettra de distinguer entre un nombre assez eleve d'avions, au voisinage de chaque station de balisage, sans produire de brouillage dangereux ou de recouvrement des signaux.
L'invention a notamment pour objet la constitution d'un système indicateur de distance simple dans lequel la distance d'un objet à, partir d'une balise rotative dirigée puisse être indiquée sur l'objet, indépendamment des indications relatives à d'autres objets situés à distance.
L'invention a également pour objet la constitution d'un système indicateur de distance, ou d'azimut, ou de distance et d'azimut, utilisable sur un avion, lesdites indications pouvant
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être produites sur ledit avion, indépendamment des signaux d'autres avions.
L'invention a encore pour objet la constitution d'un sys- tème de radio-phare dans lequel les signaux de chacun d'un certain nombre d'avions se distinguent les uns des autres par des caracté- ristiques de signalisation, par exemple par des indications d'alti- tude et dans lequel les signaux sont également distingués entre eux de façon sélective en azimut, des signaux de brouillage ne pouvant être produits par d'autres avions séparés par des différences d'azi- mut et d'altitude prédéterminées. L'invention a encore pour objet la constitution dans un système tel que ci-dessus énoncé, de moyens supplémentaires grâc.e auxquels un avion, séparé d'un autre d'une distance prédéterminée, bien que pratiquement dans le même azimut et à la même altitude, puisse fournir des indications de sa position, indépendamment de l'autre avion.
Conformément à une caractéristique particulière de l'in- vention, il est prévu un système de radio-balise ou de radio-phare, suivant lequel un signal de balisage directif, par exemple du type à diagrammes se recouvrant, tourne à une vitesse prédéterminée. Si- multanément avec la rotation de l'antenne émettrice dirigée, une an- tenne réceptrice dirigée tourne. Chaque avion coopérant avec le sys- tème de radio-phare est muni d'un récepteur susceptible de recevoir le signal dirigé transmis à partir de la balise et de le retrans- mettre, lorsqu'il est aligné en azimut avec le diagramme, sous forme d'un signal ayant une caractéristique distinctive prédéterminée, par exemple dépendant de l'altitude, ou de l'indication barométrique de celle-ci, sur l'avion.
Ce signal retransmis est reçu sur l'antenne réceptrice dirigée à la station de radio-phare et répété par cette dernière, par exemple sur une antenne non dirigée. Le signal répété par la station de radio-phare est alors reçu sur l'avion et l'instant de sa réception est comparé avec l'instant d'émission du signal émis
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par l'avion, ce qui permet d'indiquer la distance duditavion à par- tir de la balise ou du radio-phare. Dans le récepteur de l'avion, il est prévu des moyens de sélection des signaux répétés dont la carac- téristiue correspond à son altitude, de telle sorte que l'indica- teur ne réagira pas à, des signaux retransmis par d'autres avions à des altitudes différentes.
De plus, le circuit récepteur peut être muni d'un système suiveur à l.orte électronique comportant une carac- téristique à encoche, lequel rendra ledit récepteur sensible seule- ment aux signaux indicateurs de distance correspondant pratiquement à la distance entre l'avion et le phare, de telle sorte qu'un autre avion, à la même altitude et dans le même azimut, n'aura aucun effet sur les indications reçues.
Pour indiquer la position en azimut, l'invention prévoit la transmission, à, partir du radio-phare, d'un signal de référence distinct, lorsque l'émetteur et le récepteur dirigés sont orientés vers un point de référence prédéterminé, tel que le Nord, par exemple, ledit signal de référence pouvant, à son tour, synchroniser un appa- reillage placé sur l'avion, de manière à ce que lors de la réception sur ledit avion du signal dirigé, on puisse obtenir l'indication d'azimut. L'invention ci-dessus décrite de façon générale, sera mieux comprise, avec ses objets et caractéristiques, à la lecture de la description suivante et à l'examen des dessins joints qui en représentent schématiquement, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation.
La figure 1 est un diagramme simplifié représentant un système de commande conforme à certaines caractéristiques de l'in- vention.
La figure 2 représente symboliquement, à l'aide de rectan- ¯;les, un système émetteur de radio-phare comportant certaines carac- téristiques de l'invention.
La figure 3 représente, de la même façon, l'appareillage récepteur d'avion utilisable avec les systèmes conformes à des
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caractéristiques de l'invention.
Les figures 4 et 5 sont des représentations graphiques utiles à l'explication du fonctionnement des systèmes représentés aux figures 2 et 3.
La figure 6 représente symboliquement, à l'aide de rectan- gles, un système chercheur et suiveur d'objets utilisé dans l',appa- reillage représenté à la figure 3.
La figure 7 est un exemple de système sélecteur de largeurs d'impulsions susceptible d'être utilisé dans le système représenté à la figure 3.
La figure 8 est un ensemble de courbes utiles à l'explica- tion du sélecteur de largeurs d'impulsions de la figure 7.
A la figure 1, un montage émetteur-récepteur de balise est représenté de façon générale en 1 et trois avions 2,3 et 4 sont prévus, avec des montages récepteurs-émetteurs individuels 5, 6 et 7, en vue de coopérer avec le montage émetteur-récepteur de la balise.
Dans le montage émetteur de la balise, l'antenne directive 8, grâce à l'utilisation du montage de commutation 9, transmet un signal ca- ractéristique, par exemple des diagrammes alternatifs se recouvrant.
Une antenne réceptrice dirigée 10 est prévue/et les antennes 8 et 10 sont entraînées en rotation en synchronisme. Les signaux de l'antenne 8 sont reçus sur chacun des avions successivement, conformément aux positions azimutales desdits avions. Par exemple, comme représenté, les antennes 8 et 10 sont alignées dans une direction azimutale telle qu'elles fonctionnent 'en liaison avec l'avion 2. L'énergie de l'an- tenne 8 est reçue dans le récepteur 5 et répétée'sur l'avion, avec un signal caractéristique distinctif, de préférence indiquant l'al- titude barométrique dudit avion. Ce signal distinctif est reçu sur l'antenne 10 et retransmis par l'antenne non dirigée 11.
Le montage récepteur-émetteur 5 est réglé de façon telle qu'il sélectionne les signaux répétés par l'antenne 11 et comportant les caractéristiques distinctives affectées à l'avion 2, à l'exception de tous autres
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signaux. Les signaux ainsi reçus servent alors à procurer à l'avion en combinaison avec les signaux transmis par ledit avion, l'indi- cation de la distance séparant ce dernier de la balise 1. L'antenne non dirigée 11 peut également servir à transmettre un signal d'une caractéristique encore différente, susceptible d'être reçue par tous les avions à l'instant où les antennes 8 et 10 sont dans une direction azimutale prédéterminée , telle, par exemple, que le Nord vrai.
Sur chacun des avions sont prévus des indicateurs qui peuvent être synchronisés avec ce signal de Nord vrai et également actionnés par le signal dirigé de l'antenne 8 lors de la réception de ce der- nier, de façon telle que l'azimut de chaque montage de balise puisse être indiqué sur l'avion.
Il est évident qu'avec ce type de système, toutes les com- mandes dirigées peuvent être concentrées à la station terrestre, de sorte que chaque avion n'a besoin de porter qu'une simple antenne non dirigée. De plus, comme les signaux de distance et d'azimut sont commandés par des radiations provenant de l'émetteur à terre, un appareillage indicateur simple sensible à ces signaux suffira à produire sur chaque avion, les indications désirées d'azimut et de distance. A cause des caractéristiques directionnelles de l'émetteur de la balise, seuls les avions se trouvant au même azimut recevront l'énergie transmise à partir de l'antenne 8 et, de même, le récep- teur 10 ne sera sensible qu'aux signaux renvoyés par l'avion dans cette direction azimutale particulière étroite.
A cause de l'usage des signaux d'altitude transmis par chaque avion, les avions qui se trouvent dans le même azimut par rapport à la balise 1, mais à des altitudes différentes, ne recevront vraisemblablement que leurs propres signaux caractéristiques indicateurs de distance, de sorte qu'on évitera le brouillage et les indications incorrectes de distan- ce.
En plus des modes de commande qui sont visibles sur la figure 1, il est préférable de prévoir, conformément à une caractéristique particulière de l'invention, un organe sélectif supplémentaire, sur
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chaque avion, ou système de recherche et de poursuite à caractéris- tique à encoche qui sera décrit plus loin, ledit système étant sus- ceptïble de rechercher les signaux pratiquement indicatifs d'une distance prédéterminée entre l'avion et la station et de suivre ces signaux de manière à maintenir l'indicateur de distance sensible seulement aux signaux provenant de cette distance prédéterminée. En conséquence, grâce à l'utilisation de ce système, les avions peuvent être distingués les uns des autres conformément à leur distance, aussi 'bien qu'à leur altitude et à leur azimut.
Une description plus détaillée du système va maintenant être donnée, à propos des montages particuliers d'émission et de ré- ception représentés aux figures 2 et 3. On se référera également à certaines des courbes des figures 4 et 5 pour expliquer le fonction- nement desdits montages.
A la figure 2 il est prévu deux montages générateurs d'im- pulsions 12 et 13, ayant une caractéristique prédéterminée, par exemple une largeur donnée d'impulsion W1. Les générateurs 12 et 13 sont, de préférence, disposés de manière à produire les différen- tes impulsions avec une relation de temps prédéterminée, comme in- diqué en WIA et WIB à la figure 4. Bien que, pour plus de simpli- cité, on ait représenté dans ce but des générateurs d'impulsions sé- parées il est clair que les impulsions comportant cette relation de temps peuvent être produites par d'autres moyens.
Ces impulsions peuvent être combinées sur la ligne 14 et appliquées, à travers un organe retardateur 15, l'émetteur à haute fréquence 16, le commuta- teur d'impulsions 17 et la clé de manipulation 18, aux différentes antennes 19 et 20 disposées à l'intérieur d'un écran réflecteur commun 21. L'émetteur 16 fonctionne à une fréquence donnée, ou sur une bande de fréquences donnée, qu'on peut désigner par l'abrévia- tion FI. Si un certain nombre de signaux différents doivent être transmis par le système, la bande FI peut comprendre un certain nombre de fréquences différentes mais voisines, à l'intérieur de
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cette bande. Toutefois,.pour la simplicité de la description, le fonctionnement en multiplex du système ne sera pas expliqué en dé- tail.
Le commutateur 17 est normalement disposé de manière à. ce que l'énergie de l'émetteur 16 le traverse directement et parvienne à un élément radiateur non dirigé 22. Toutefois, lorsqu'un générateur, par exemple 13, est actionné, le commutatuer d'impulsions 17 est connecté de façon telle que les impulsions des générateurs 12 et 13 soient transmises, à travers la clé 18, aux antennes 19 et 20. Pour actionner le commutateur 17, des impulsions du générateur 13 tra- versent un circuit conformateur 23 qui sert à élargir lesdites im- pulsions suffisamment pour qu'elles occupent un temps supérieur à celui occupé par la paire d'impulsions W1A. W1B. Cette impulsion élargie sert à commuter la sortie de l'émetteur 16 vers le circuit manipulateur 18.
Au lieu d'élargir une impulsion, on peut combiner les énergies de sortie de 12 et de 13, les reconformer et s'en ser- vir pour actionner le commutateur 17, de façon telle que les im- pulsions de l'émetteur 16 soient appliquées, à travers le commuta- teur 17 et la cle 18, aux antennes 19 et 20. L'organe de retarde- ment 15 est prévu, de manière à ce que les impulsions à transmettre soient retardées suffisamment dans le temps pour qu'elles se pro- duisent à l'intérieur de la période de fonctionnement du commutateur d'impulsions 17, en position de couplage avec la clé 18. La clé 18 peut normalement être connectée de manière à laisser passer les si- gnaux de la sortie du commutateur 17 jusqu'à 1'antenne 20.
Toute- fois, l'impulsion W1A, produite par le générateur 12 est appliquée, à travers le conformateur 23 et une ligne de commande 24, à la clé 18, pour commuter la ligne de sortie du commutateur d'impulsions
17 en liaison avec l'antenne 19. De la sorte, les différentes im- pulsions W1A et W1B sont respectivement transmises par les antennes
19 et 20 et elles ont entre elles un espace de temps prédéterminé, fixé par la synchronisation des générateurs 12 et 13.
Le système d'antenne 8, constitué par les antennes 19 et
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20 et le réflecteur 21 est entraîné en rotation à une vitesse pré- déterminée par un organe d'entraînement tel que le moteur 25, dans le sens indiqué par la flèche 26. Simultanément avec la rotation de l'antenne 8 une came de commande 27 est entraînée et sert, quand l'antenne 8 est en alignement avec une direction prédéterminée, à produire un signal de référence de caractéristique également prédé- terminée, telle que la largeur W3, dans le générateur de signal de référence 28. L'impulsion de référence W3 est représentée sur la courbe 4a de la figure 4. Cette impulsion de référence W3 traverse l'émetteur à haute fréquence 16 et le commutateur d'impulsions 17 . vers l'antenne non dirigée 22.
En même temps, que l'impulsion de référence W3 est produite, la came 27, à travers la commande indiquée par la ligne en pointillé 29, bloque les générateurs d'impulsions 12 et 13, de sorte que les impulsions WIA et W1B ne sont pas transmises pendant la transmission de l'impulsion de référence.
A la figure 3, les impulsions W1A et W1B sont reçues sur l'antenne 30, lorsque l'antenne émettrice 8 est alignée avec celle- ci en azimut. Ces signaux reçus sont appliqués, à travers un dispo- sitif de couplage 31, à un circuit récepteur-détecteur 32. Les signaux détectés de 32 sont appliqués, par une ligne 33, à un or- gane de retardement 34 et à un montage de porte électronique 35.
Ce dernier montage 35 est commandé de manière à ne laisser passer les impulsions que lorsqu'il est convenablement excité par l'éner- gie de sortie d'un circuit sélecteur 36. Le circuit sélecteur 36 est couplé à la sortie du récepteur détecteur 32 par les lignes 37 et 38 et il est réglé de manière à ne sélectionner que les signaux de la caractéristique désirée, dans le cas présent, de la largeur W1. Par conséquent, quand les signaux W1sont reçus, ces impulsions traversent le sélecteur de largeur 36 et parviennent, par la ligne 39, au montage de porte électronique 35, permettant aux impulsions de largeur W1 du récepteur 32 de traverser ledit montage.
L'organe retardateur 34 est prévu pour tenir compte des retards inhérents du
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sélecteur de largeur 36, de manière à ce que les impulsions désirées parviennent à la porte électronique 35 en relation de temps convenable avec les impulsions sélectionnées provenant du sélecteur 36. Ces im- pulsions sont alors appliquées à un circuit sélecteur 37, qui laisse passer seulement les impulsions reçues WIA et W1B lorsqu'elles ar- rivent avec des amplitudes pratiquement égales. Le fonctionnement du circuit 37 peut être mieux compris si l'on se réfère au gra- phique de la figure 5. Sur cette figure, les courbes 5g et 5h repré- sentent les impulsions de manipulation W1A et WIB telles qu'elles sont transmises par le sélecteur de largeur 39 à la porte électro- nique 35.
Les impulsions reçues qui traversent les organes de retar- dement et la porte électronique 35 vers le sélecteur 37 sont repré- sentées sur les courbes 5i et 5j. On remarquera que ces impulsions arrivent avec des amplitudes différentes, à cause des diagrammes directionnels différents des antennes 19 et 20 et que les impulsions reçues sont d'amplitudes variables, lesquelles ne sont pas égales sur la plus grande partie de la courbe. Ces deux trains d'impulsions sont appliqués à un circuit limiteur à seuil flottant 38, lequel est muni d'un circuit de polarisation variable, produisant une polarisation donnée, indiquée en 40, sur la courbe 5k de la figure 5 et qui se sature à une amplitude fixe déterminée 41, figure 5k.
Les impulsions combinées à la sortie sont alors celles représen- tées sur la courbe 5k. Il est à noter que les différences d'ampli- tude de ces ondes peuvent être quelque peu exagérées à cause de la polarisation flottante du circuit limiteur 38 et les impulsions apparaissent sous forme d'impulsions uniques 42A et 42B, sauf aux endroits où. il y a égalité pratique des impulsions \VIA et WIB' En ce point, comme représenté en 42A, 42B, les deux impulsions de largeurs W1A et W1A passent. Ce train de sortie du limiteur à seuil flottant est appliqué à. un circuit sélectif qui ne fonctionne que lorsque deux impulsions espacées de l'intervalle convenable lui sont appliquées.
Dans ce but, l'énergie de sortie du limiteur à
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seuil 38 est appliquée au circuit à déclenchement 44 par deux voies sans retardement, par une ligne 45 et à travers l'organe de retardement 46. Le retardement de l'organe 46 est fait pra- tiquement égal au délai écoulé entre les impulsions W1A et W1B de sorte que, lorsque ces deux impulsions apparaissent à la sortie du limiteur 38, elles sont appliquées simultanément au circuit à déclenchement 44. Le circuit à déclenchement est réglé de manière à ce qu'il ne réagisse qu'à l'impulsion double produite par la superposition des impulsions sur les deux voies, et non aux impul- sions isolées telles que 42 A et 42 B.
Les impulsions de déclenchement développées dans le cir- cuit de sortie du montage à déclenchement 44 correspondent à la période où le faisceau de la balise est pratiquement aligné en azimut avec l'antenne réceptrice 30. Lesdites impulsions de sortie du circuit à déclenchement 44 peuvent alors être appliquées directe- ment à l'émetteur 47, par une ligne 48 et au même émetteur 47, à travers une ligne à retardement variable 49. Ladite ligne à retar- dement variable 49 est commandée par un altimètre 50, comme indiqué par la ligne pointillée 51, de sorte qu'elle produit un retard cor- respondant aux indications d'altitude à bord de l'avion, ce qui produit deux impulsions espacées, domine indiqué en W2A et W2B sur la courbe 51 de la figure 5.
Ces impulsions ont une caractéristique différente de celle des impulsions reçues W1A et W1B et, dans l'exemple particulier choisi, cette caractéristique est constituée par une largeur moindre. Si la le,cture de l'altimètre variait, l'impulsion W2B pourrait être produite à un intervalle différent de l'impulsion W2A, comme indiqué par la ligne pointillée sur la courbe 51. Ces impulsions servent à moduler l'énergie de l'émetteur 47, lequel fonctionne de préférence sur une haute fréquence F2 dif- férente de celle de l'émetteur de la balise. Cette énergie pulsa- toire modulée de l'émetteur 47 est alors appliquée, à travers la ligne 52 et le dispositif de couplage 31, à l'antenne 30, en vue
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de sa retransmission.
Les impulsions retransmises W2A. W2B. sont reçues, à, la station de radio-phare, sur l'antenne 10, constituée par une' antenne réceptrice 53, laquelle peut être pourvue d'un réflecteur directif 54. L'antenne 10 est entraînée en rotation par le moteur 25, en synchronisme avec l'antenne 8. L'énergie à. haute fréquence reçue est alors appliquée au récepteur 55, accordé à la fréquence F2 et ces signaux détectés sont appliqués, par la ligne 56, à l'émetteur 16 et, à travers le commutateur 17, à l'antenne non dirigée 22, en vue de leur re-radiation.
Les impulsions re-radiées à, la fréquence FI et de largeur F2 sont reçues sur l'antenne 30, figure 3, et appliquées, à, travers l'organe de couplage 31 et le récepteur détecteur 32, à la ligne de sortie 33. Comme elles ne sont pas de la largeur convenable pour traverser le sélecteur de largeur 36, lesdites impulsions ne tra- versent pas non plus la porte électronique 35 et, par suiLe, n'ont pas d'action sur l'émetteur 47.
Toutefois, un second montage sélec- teur de largeur 55, couplé à la, ligne 33, sert à sélectionner les induisions retransmises reçues W2A et W2B et à, les appliquer à un circuit à déclenchement 58, directement par la ligne 59, e t, .en même temps, à travers un organe de retardement 60, de telle sorte que le circuit à déclenchement 58 n'est actionné que lorsqu'il lui est appliqué deux impulsions de l'espacement convenaole déterminé par la ligne à retardement 60.
L'organe de retardement 60 est, de préférence, identique à l'organe de retardement 49 et il est com- mandé simultanément de manière à ce que leurs retardements soient identiques. En conséquence, seules les impulsions ayant un retarde- ment correspondant à l'indication de l'altimètre 50 actionneront le circuit à déclenchement 58.
Les impulsions de déclenchement de sortie du montage 58 traversent un montage chercheur et suiveur à caractéristique à en- coche 61 et sont appliquées à un montage à déclenchement à double
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action 62. Le circuit suiveur à caractéristique à encoche est comman- dé par les impulsions retardées provenant de la sortie du dispositif à retardement 49 par les lignes 63 et 64, de manière à constituer une porte électronique à caractéristique à encoche telle que seules les impulsions arrivant avec le retardement approximativement con- venable peuvent traverser ce montage vers le circuit de déclenchement 62. Ce montage chercheur et suiveur à caractéristique à encoche sera décrit plus en détail par la suite, à propos de la figure 6.
Les impulsions de sortie du dispositif à retardement 49 sont également appliquées, par la ligne 63, au circuit à déclenchement 62.
Une alimentation en courant continu 65 sert à fournir la tension directe de plaque du montage à déclenchement 62 et, en même temps, à faire passer un courant dans la bobine de l'appareil de mesure 66.
La sortie du montage à retardement 62 est couplée à une autre bobine 67 du même appareil de mesure. Le fonctionnement de ce circuit à déclenchement sera mieux compris à l'examen des courbes 4b, 4c et 4d de la figure 4. Comme un courant continu constant est fourni à travers le circuit à déclenchement, il existe, aux bornes de ce cir- cuit, un niveau normal constant continu 68, courbe 4d. A l'arrivée de l'impulsion W2A, retardée par la ligne 49 de manière à corres- pondre en position à l'impulsion W2B de la figure 4b, le circuit à déclenchement est actionné de manière à connecter la source de ten- sion 65 directement à la bobine 67.
Cette connexion est maintenue jusqu'à ce que l'impulsion retardée reçue correspondant à W2A soit appliquée à partir de la sortie du dispositif suiveur 61, instant auquel le circuit à déclenchement.est coupé et la tension continue est également coupée de la bobine 67. Ainsi, dans la bobine 66, il y a un courant continu constant au niveau représenté par la ligne 68 de la courbe 4b, et, dans la bobine 67, il y a une tension continue intermittente représentée par les impulsions en trait plein 69 de la courbe 4 b.
En conséquence, le rapport d'énergie de ces deux courants sera une indication de la différence de temps entre l'émis-
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sion des impulsions W2A et la réception des impulsions répétées W2B, ladite indication correspondant à la distance qui sépare l'appa- reillage récepteur-émetteur de la station de balisage. L'aiguille 70 de l'indicateur de la figure 3 prendra donc une position correspon- dante à la distance et l'échelle 71 pourra être calibrée directement en distances.
Si on le désire, les indications d'azimut peuvent également être prévues dans le système, conformément à l'explication suivante.
Quand l'impulsion de référence W2 est transmise à partir de l'an- tenne 22, cette impulsion est reçue sur l'antenne 30, figure 3 et appliquée, à travers le dispositif de couplage 31 et le récepteur- detecteur 32, à la ligne de sortie 37. Toutefois, comme cette im- pulsion de référence diffère en largeur des impulsions W1 et W2, elle n'est sélectée ni en 36, ni en 55, mais seulement par le sé- lecteur de largeur 72, en W3. Cette impulsion peut servir à syn- chroniser un montage de cadencement rotatif 73, dispose de manière à effectuer pratiquement une rotation pendant la durée d'une rotation des antennes directives de la figure 2.
Cet appareil de cadencement rotatif peut alors servir à faire tourner une aiguille indicatrice, ou tout autre organe indicateur 74 en face d'une échelle fixe 75.
Dans les conditions normales, l'indicateur 74 n'est pas éclairé et son indication n'est pas rayonnée. Mais, lorsque les impulsions W1 sont reçues à partir de la sortie du montage sélecteur 37, ces im- pulsions sont appliquées, par la ligne 76, à une lampe 77, qui pro- duit l'éclairage de l'aiguille indicatrice 74, au temps correspon- dant à la réception de ces impulsions. Comme les impulsions de sor- tie du circuit de déclenchement 44 ne sont appliquées que quand l'antenne emottrice 8 est alignée en azimut avec l'antenne 30, la lampe 77 ne s'éclaire que quand les indications d'azimut convenables sont appliquées et, par suite, l'aiguille indicatrice 74 fournit une indication de l'azimut de l'avion par rapport à la balise.
D'autres types simples d'indicateurs d'azimut sensibles aux divers signaux
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peuvent aisément se présenter d'eux-mêmes à l'esprit de l'homme de l'art.
A la station de radio-balisage, on peut prévoir une indi- cation d'exposition générale de tous les avions se trouvant au voi- sinage de la balise. Dans ce but, l'invention prévoit un indicateur 78, (figure 2) qui peut, par exemple, être constitué par un oscillo- scope à faisceau cathodique, muni d'une bobine de déviation tour- nante 79 et d'une grille de commande 80. Le circuit de balayage 81 est commandé de manière à produire une tension de balayage radial en synchronisme avec la production des impulsions dans le générateur 12 et la bobine 79 est en même temps animée d'un mouvement de rota- tion autour de l'écran du tube à faisceau cathodique 78, en syn- chronisme avec la rotation des antennes dirigées 8 et 10. La grille 80 est, en temps normal, polarisée de manière à ce que le faisceau cathodique ne produise sur l'écran aucune indication.
Les signaux de sortie du récepteur 55 sont également appliqués à la grille 80.
Quand ces signaux arrivent, ils sont suffisants pour surmonter la polarisation normale de la grille 80 et produire, sur l'écran du tube 78, des indications, ou spots lumineux, dont la position angu- laire correspond à l'azimut de la source à partir de laquelle ces signaux sont reçus.et dont la distance radiale correspond à la dis- tance des objets par rapport à la balise. En général, les indications d'altitude des circuits récepteurs peuvent être reçues avec une différence suffisamment faible par rapport à la mesure de distance, pour qu'elles ne produisent pas sur l'écran des indications doubles.
Toutefois, si l'on désire un large espacement des impulsions par rapport à l'altitude il y a lieu de prévoir dans le montage un système tel que la grille 80 ne réponde qu'aux premières reçues de cespaires d' impulsions.
Le circuit chercheur et suiveur à caractéristique à en- coche de porte électronique, représenté à la figure 3 sous forme d'un simple rectangle peut être, par exemple, du type représenté
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plus eh détail à la figure 6. Comme indique a., ladite ri[J1.#e 6, les impulsions sélectionnées i'une largeur lui l. (;ut, (':;1,1',) la LiJrI'? ,.,ue la largeur wj,. }.-2uvent '3bre é\}/11i,.;uc.:Gs, par la ligne 64, à un disposi- tir à, retardement variable 82.
Ledit dispositif à ; <.is.x?d.iA1iant varia- ble est entraîné par un moteur 83, tournant de manière à avancer le retard du dispositif à retardement variable d'une quantité donnée, par exemple de la moitié de la largeur de l'impulsion W5 (voir la courbe 4e) du circuit à déclenchement 58, pour chaque rotation nor- male de la radio-balise lorsqu'il tourne dans une direction et pour retarder ledit délai d'une moitié de cette distance lorsqu'il tour- ne dans l'autre direction.
Par conséquent, les impulsions W5 sont normalement amarrées à tomber également sur deux impulsions de com- mande W6.W7, appliquées aux montages de porte électronique à carac- téristique à encoche 84, 85. Lorsqu'elles sont ainsi également appliquées, le moteur est maintenu à l'arrêt.
Ces impulsions de commande de porte électronique sont re- présentées à la figure 4, courbe e, en W6 et W7. Les impulsions W6 et W7 peuvent être dérivées directement des impulsions arrivantes.
L'énergie de sortie du dispositif à retardement variable 82, lequel peut par exemple être un montage à déclenchement du typemultivi- brateur, sera généralement constitue par des impulsions relative- ment larges à flancs inclinés. Afin de pouvoir être convenablement utilisées pour la commande, ces impulsions doivent être rétrécies, de préférence jusqu'à une largeur inférieure à la séparation nor- male à ma,intenir entre les avions utilisant le système. Il est clair, cependant, que ces impulsions doivent être suffisamment longues pour que l'avion ne puisse passer au delà d'une telle im- pulsion en deux ou trois secondes de temps.
Ceci est à desirer car, si le signal s'évanouissait pendant deux ou trois tours de l'émet- teur du phare, l'avion pourrait passer complètement au delà de l'ensemble à commande par porte électronique à caractéristique à encoche et ainsi le rôle du dispositif suiveur ne pourrait être
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convenablement accompli. En conséquence, les impulsions de sortie du dispositif à retardement 82 traversent un réseau conformateur 86, qui sert à reformer lesdites impulsions de sortie et à les rétrécir. Ces impulsions de sortie W5 provenant de 86 sont appli- quées à la porte électronique à caractéristique à encoche 84, de manière à lui donner une polarisation positive suffisante pour qu'elle laisse passer toutes les impulsions qui lui sont appliquées.
De la sorte, toutes les impulsions de sortie du circuit à déclen- chement 58 qui se produisent pendant l'application de l'impulsion W6 à la porte électronique 84 sont transmises au mécanisme de com- mande d'inversion de marche 87 du moteur.
Les impulsions de sortie du dispositif à retardement 82 sont également appliquées, à travers un circuit à retardement fixe 88, à un second circuit conformateur 89 et, de là, à la porte élec- tronique à caractéristique à encoche 85. Ces impulsions correspondant à l'impulsion W7 représentée à la figure 4 et elles sont suffisam- ment retardées pour s'aligner pratiquement côte à côte, comme re- présenté. Les impulsions W5 en provenance de 58 sont également appli- quées à la porte électronique 85 et, si elles le sont pendant l'in- tervalle de présence des impulsions W7, elles sont transmises à la commande d'inversion de marche 87 du moteur.
Le mécanisme de commande d'inversion de marche du moteur est, de préférence, un circuit d'équilibrage qui fait tourner le moteur dans une direction quand l'énergie de sortie de la porte électronique 84 est supérieure à celle de la porte électronique 85 et dans la direction opposée si la différence de ces énergies est inversée. On voit donc que, tant que l'impulsion W5 se produit en temps voulu, par rapport aux im- pulsions W6 et W7, le moteur 83 reste au repos. Toutefois, comme l'avion portant le récepteur se déplace, l'impulsion 85 peut être déplacée d'un côté, comme indiqué en pointillé à la courbe 4e, fi- gure 4, ce qui fait que l'impulsion W5 empiète sur l'impulsion W7 d'une quantité plus grande que l'impulsion W6.
Ce déséquilibre est
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appliqué à la commande d'inversion du moteur et fait fonctionner le moteur 83 dans un sens, jusqu'à ce que l'équilibre soit retaoli. Ceci déplace le dispositif de retardement variable 82 suffisamment pour déplacer les impulsions de cormnande de porte électronique à carac- téristique à encoche W6 et W7 d'une fraction de la largeur de l'im- pulsion W6. En conséquence, si l'avion ne se déplacepas pendant le tour suivant de la balise, l'impulsion W tombe de nouveau égale- ment à cheval sur les impulsions W6 et W7 et le moteur resle immo- bile.
Toutefois, si l'avion continue à se déplacer, ce qui tend à déplacer l'impulsion W5, les impulsions de commande de porte élec- tronique W6 et W7 tendent à suivre ce déplacement et à maintenir le moteur aligné en tout temps sur l'indication de distance.
L'énergie de sortie des portes électroniques à caractéris- tique à encoche 84 et 85 est également combinée dans l'amplificateur- combineur 90, qui sert à limiter l'impulsion combinée, comme indiqué par la courbe 4e, figure 4, pour laisser passer l'impulsion W5 vers le circuit à déclenchement 62, figure 3.
Il est donc clair que tant que l'indication de distance est maintenue pratiquement à la valeur appropriée, l'indicateur de la figure 3 indique la position précise de l' avion. Toutefois, quand l'avion arrive pour la première fois dans le champ de la balise, ou si le dispositif suiveur à carac- téristique à encoche est temporairement aligné sur des impulsions fausses provenant de quelque autre avion, l'indication de distance peut également être jrronée et quelque moyen doit être prévu, pour retrouver l'encoche de la caractéristique.
Dans ce but, l'impulsion W5 de l'amplificateur-combineur 90 est également appliquée au cir- cuit de déclenchement 91, qui est maintenu inactif, tant qu'une impulsion de tension est appliquée. Toutefois, si l'impulsion re- transmise lasse hors de la commande des portes électroniques à caractéristique à encoche 84 et 85, les impulsions ne sont plus appliquées au circuit à déclenchement 91, qui fonctionne alors et excite l'enroulement de relais 92, servant à déplacer les
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contacts de relais 93 de leur liaison avec la commande normale d'inversion du moteur 87, vers une commande de moteur à grande vitesse 94.
En même temps, l'excitation de l'enroulement de relais 92 cause la fermeture d'un interrupteur 95, reliant un montage modificateur de largeur 96 à l'une des portes électroniques à ca- ractéristique à encoche, par exemple à la porte électronique 85.
De la sorte, cette porte électronique 85 se trouve élargie, de fa- çon telle qu'elle accueille les impulsions pendant un espace de temps plus grand. Il est clair que le montage modificateur de lar- geur peut également, si on le désire, être appliqué à la porte élec- tronique 84, mais, dans l'exemple considéré, il semble que l'élar- gissement de l'une des impulsions de commande de porte, telle que l'impulsion W7, soit suffisant. A cause du fonctionnement à grande vitesse du moteur 83 sous l'effet du montage de commande 94, le dispositif à retardement variable 82 est actionné à une bien plus grande vitesse, de sorte que la position dans le temps des impul- sions W6 et W7 est modifiée très rapidement. Cette modification continue jusqu'à ce que les impulsions coïncident dans le temps avec une impulsion de sortie du montage à déclenchement 58.
A cet instant, une impulsion traverse le montage combineur 90, rend in- opérant le montage à déclenchement 91 et désexcite l'enroulement à retardement 92. Si l'impulsion découverte par suite du déplace- ment de la porte électronique à caractéristique à encoche est une impulsion convenable, la porte électronique continue alors à suivre l'impulsion de la manière précédemment décrite. Toutefois, si l'impulsion est d'origine étrangère, elle passe rapidement au de- hors du champ du système récepteur et le circuit de recherche con- tinue à fonctionner jusqu'à ce que l'impulsion convenable soit trouvée.
On doit comprendre que, commè la sélection des impulsions . d'actionnement du circuit à déclenchement 58 dépend de l'altitude de l'avion, il y aura généralement des variations d'altitude suffi- santes pour que deux avions ne conservent pas longtemps entre eux
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la môme séparation d'altitude. Toutefois, si on le désire, on peut introduire une modification au hasard de l'indication de l'alti- mètre, de manière à s'assurer que deux avions ne donneront pas long- temps la même indication d'altitude.
Le montage de la figure 7 représente un type de sélecteur de largeur qui peut être utilisé pour chacun des sélecteurs de largeur 36,55 et 72 de la figure 3. Ledit sélecteur comprend, de préférence, un étage limiteur à. seuil 97 comme organe de couplage d'entrée, qui limite toutes les impulsions d'entrée pratiquement à la même amplitude. Si les impulsions d'entrée étaient de polarité positive, comme indiqué par les impulsions de la courbe 8a de la figure 8, l'étage de couplage 97 servirait également à inverser leur polarité, comme indiqué par les impulsions de la courbe 9b.
Cette énergie pulsée de sortie de l'étage 97 est appliquée, à, tra- vers une résistance R, à un circuit self-induction-capacité, 98, susceptible d'être excité par choc. Un tube à vide 99 est connecté aux bornes du circuit accordable 98. Sa cathode est reliée au côté entrée du circuit 98 et son anode 100 est reliée au côté opposé 101 dudit circuit. Le côté 101 est également connecté à une source de tension anodique. L'énergie pulsée, courbe 8b, de la connexion anodique 102, est appliquée à la grille 103 du tube 99 de manière à interrompre l'effet conducteur entre la cathode et l'anode 100, pendant que l'énergie d'impulsion est appliquée au circuit 98.
Les ondulations produites dans le circuit 98 sous l'effet de l'énergie puisée arrivanb par la connexion anodique 101 sont recueillies sur une connexion 104 et appliquées à un étage amplificateur limiteur à seuil 105. La polarisation de la grille 106 est commandée lar le réglage de la résistance 107. A la sortie 108 de ]'étage 105 est connecté un conformateur de largeur d'impulsions 109, dont le fonctionnement sera décrit ci-après.
On suppose, par exemple, que les largeurs des impulsions des courbes 8a et 8b correspondent respectivement aux impulsions
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W1. W2. W3' On suppose également que le circuit 98 est accordé en vue de la sélection de la largeur d'impulsion Wl. La courbe 8c re- présente l'énergie de sortie du circuit 98, quand ce circuit est accordé pour la sélection de l'impulsion W1; elle représente égale- ment les différentes ondulations de sortie correspondant à diffé- rentes largeurs d'impulsions. Quand le flanc avant 110 de l'impul- sion W1 est appliqué, avec une polarité négative, au circuit 98, une ondulation initiale 111 est produite, laquelle est normalement suivie par des ondulations 112, 113, et ainsi de suite, sous forme d'une onde amortie.
Quand le circuit 98 est accordé à une fréquence dont la période est exactement double de la largeur W1, le flanc arrière se produit au point où l'énergie oscillatoire amorcée coupe l'axe de zéro, entre l'ondulation 111 et l'ondulation 112. Comme le flanc arrière 114 excite par choc le circuit dans le même sens en ce point, l'ondulation 115 qu'il produit dans.le circuit 98 s'ajoute algébriquement à l'ondulation 112, de manière à produire l'ondula- tion ll6. La paire d'ondulations immédiatement suivante produite par les flancs avant et arrière de l'impulsion de largeur W1 ten- drait normalement à produire une ondulation négative 116, laquelle se continuerait sous forme d'une onde amortie, comme indiqué en 117.
Toutefois, le tube amortisseur 99 élimine les oscillations arrière 116 et 117, de telle sorte qu'elles ne se contrarient pas avec les ondulations produites par les impulsions suivantes appliquées au circuit 98.
Une impulsion de largeur inférieure à W1. telle, par exemple que l'impulsion W2 ne produit pas des ondulations maxima d'aussi grande amplitude que l'ondulation 116 lorsque l'accord est réglé de façon correspondant à la largeur d'impulsion W1. Ceci est mis en évidence par l'ondulation 118, produite sous l'effet de l'impulsion de largeur W. La raison de ceci est claire, parce que les excitations par choc produites par les flancs avant et arrière des impulsions de largeur inférieure à W2 s'opposent en
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partie entre elles, comme indiqué par les lignes en trait inter- rompu associées à l'ondulation 118.
L'ondulation 119, produite sous l'effet de l'impulsion de plus grande largeur W3. est égale- ment inférieure à l'ondulation 116, car, là encore, les oscilla- tions produites sous l'effet des flancs avant et arrière de l'im- pulsion de plus grande largeur s'opposent en partie entre elles, de sorte que leur somme algébrique est plus faible que dans le cas des ondulations produites sous l'effet de l'impulsion de largeur W1.
L'étage limiteur à. seuil 97 est réglé de manière à limiter à un niveau 120, après quoi on recueille et on amplifie la crète 116 A de l'ondulation 116, comme indiqué par la courbe 8d. Le con- formateur d'impulsion 109 est, de préférence, de nature à, différen- tier l'impulsion 116A produisant la forme d'impulsion 116B, de la courbe 8e. Le conformateur comporte également un étage limiteur ou écréteur, coupant la partie positive de l'impulsion 116B au niveau 121 et produisant une impulsion 116C, synchronisée dans le temps avec l'impulsion de largeur W1.
Il est clair que, si l'on règle l'accord du circuit 98 à une autre fréquence, dont la période est double de la durée d'une quelconque des autres @ largeurs d'impulsion de la courbe 8a, une impulsion de sortie correspon- dante correspondant à la, largeur des impulsions sélectées, sera produite.
Bien que l'invention ait été décrite selon un mode parti- culier de réalisation, on doit comprendre qu'un grand nombre de modifications peuvent lui être appliquées sans sortir de la portée de l'invention. La forme particulière de système chercheur et suiveur à caractéristique à, encoche et des circuits sélecteurs de largeurs n'a pas besoin d'être conservée, tous appareils suscep- tibles de remplir les fonctions désirées pouvant être utilisés à sa place. De plus, bien que les indicateurs utilisés sur l'avion soient de préférence du type des appareils de mesure simple,des
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indicateurs à faisceau cathodique, ou tous autres instruments connus peuvent être utilisés, si on le désire.
De même, les divers circuits générateurs d'impulsions peuvent être de tout type désiré et on peut avoir recours à un grand nombre de variantes, dans le détail des réseaux, des conformateurs, et autres appareils.
C'est pourquoi l'exemple particulier fourni ne l'a été que pour permettre la compréhension de l'invension, et ne comporte aucun caractère limitatif de la portée de cette dernière.