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PERFECTIONNEMENTS AUX RADIO-RECEPTEURS A
BALAYAGE DE FREQUENCE . '
La présente invention se rapporte à des perfectionne- ments aux radio-récepteurs à balayage de fréquence et, en parti- culier, à un récepteur à balayage automatique de fréquence ap- plicable aux radio-goniomètres.
Dans certains cas, le signal émis est à fréquence va- riable et il est nécessaire que le récepteur suive cette varia- tion de fréquence, pour recevoir le signal. Par exemple, lors- qu'on cherche à découvrir la direction d'arrivée d'un signal de radar et que les impulsions de radar sont à fréquence variable, il est nécessaire de suivre la fréquence desdites impulsions.
L'invention a notamment pour objet la constitution d'un récepteur destiné à explorer, ou à balayer, une large bande de fréquences, pour déceler un signal et pour en suivre la varia- tion de fréquence.
L'invention a également pour objet la constitution'
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d'un radiogoniomètre susceptible de balayer une large bande de fréquences et de suivre automatiquement la variation de fréquen- ce de tout signal détecté dans ladite bande.
Conformément à certaines caractéristiques de l'in- vention, l'accord du récepteur balaye une large bande de fré- quences. Quand un signal, tel, par exemple, qu'une impulsion de radar, est-reçue, le balayage est arrêté, de telle sorte que le récepteur ne balaye plus et qu'en même temps l'accord est mis directement en concordance avec la fréquence de l'impulsion re- çue, de façon telle que la fréquence milieu à laquelle le récep- teur est accordé soit égale à la fréquence de l'impulsion reçue. lors de la réception d'une seconde impulsion, si celle-ci est relativement rapprochée de la première, la fréquence milieu du récepteur est mise en accord avec la fréquence de ladite seconde impulsion.
D'autres objets de l'invention et l'invention elle- même seront mieux compris à la lecture de la description suivante et schématiquement, à titre d'exemples non limitatifs, un mode de réalisation et une variante.' La figure 1 représente symboliquement, à l'aide de rectangles, un récepteur radio-goniométrique comportant certaines caractéristiques de l'invention.
La figure 2 est le schéma d'une partie du montage représenté à la figure La pour l'explication du fonctionnement du système de la figure 1.
La figure 4 représente, de la même manière que la figure 1, une variante de détail de système représenté à ladite figure.
Le récepteur représenté à la figure 1 peut comporter
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un système oollecteur radio-goniométrique, de tout type convena- ble, tel, par exemple, qu'une antenne Adoook 1, alimentant un goniomètre 2, dont la sortie débite sur un amplificateur à haute fréquence 3 et un mélangeur 4. Dans le mélangeur 4, l'énergie reçue est mélangée aveo l'énergie d'un oscillateur local, qui sera décrit en détail ci-après, et l'énergie du sortie du mélan- geur 4 est ensuite appliquée à un amplificateur principal à fré- quence intermédiaire 5, dont la sortie est reliée à trois voies séparées 6, 7 et 8.
La voie 6 peut comprendre un amplificateur à fréquence intermédiaire avec déteoteur 9, dont l'énergie de sortie est appliquée au type usuel d'amplificateur à large bande, ou à fréquence d'image 10, l'énergie de sortie de l'amplifica- teur 10 étant ensuite appliquée à l'indicateur usuel 11, qui peut être un tube oscillographe à faisceau cathodique.
Le système jusqu'à présent décrit est à peu près du type classique pour les radio-goniomètres.
. Pour faire varier la fréquence de ce récepteur, de manière à balayer une bande relativement large, on fait varier la fréquence de l'énergie appliquée par l'oscillateur local au mélangeur 4. Pour pouvoir commander de façon oonvenable cette variation de la fréquence de l'oscillateur local, il est préfé- rable d'utiliser comme oscillateur local un oscillateur à basse fréquence 12, qui peut être plus aisément commandé par.un tube réactance 13, lequel peut être de type classique, afin de faire varier la fréquence de l'oscillateur à basse fréquence 12. L' énergie de sortie de l'oscillateur 12 peut être appliquée à un amplificateur harmonique, ou multiplicateur 14, dont l'énergie de sortie est elle-même appliquée au mélangeur 4.
Pour commander le tube réactance 13, il est prévu sur la voie 8 un circuit de balayage 15, normalement commandé par un générateur d'impulsions 16, qui applique, à travers la ligne 17, une tension variable au tube réactance 13, de manière à ce que ledit tube réactance fasse varier la fréquence de l'oscillateur'
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12 de façon continue sur une large bande. Toutefois, conformé- ment à une caractéristique particulière de l'invention, lors- qu'un signal est reçu, ce balayage cesse.
Cet effet est obtenu par la disposition, sur la voie 8, d'un commutateur 18 qui com- mande le circuit de balayage 15 de façon telle que, quand un signal est reçu et transmis sur la voie 8, il est appliqué, de préférence à travers un autre amplificateur à fréquence inter- médiaire avec détecteur 19, au commutateur 18, lequel agit alors de manière à bloquer le montage explorateur 13 appliquant ainsi une tension relativement constante au tube réactance 13 qui, par suite, tend à maintenir l'oscillateur 12 pratiquement à la fré- quence à laquelle il était accordé quand le signal a été reçu.
On comprendra que les amplificateurs à fréquence in- termédiaire ne laissant pas passer l'énergie sur une seule fré- quence, mais sur une certaine bande de fréquences. On voit donc que, pour un réglage donné de l'oscillateur 2, le système rece- vra de l'énergie sur une bande de fréquences. Toutefois, pour la meilleure réception du signal arrivant, il est à désirer que l'oscillateur soit accordé de manière à ce que le signal reçu, après qu'il a été mélangé dans le mélangeur 4, se trouve au mi- lieu, ou à toute autre position désirée, de la bande de fréquen-. ces sur laquelle sont accordés les transformateurs à fréquence intermédiaire.
Dans ce but, il est prévu une voie 7, avec cir- cuit de commande automatique de fréquence 20, lequel peut être un discriminateur classique et auquel une partie du signal reçu, tel qu'il apparait à la sortie de 1 amplificateur à fréquence inter- médiaire 5, est appliquée à travers un autre amplificateur à fré- quence intermédiaire 21 et un limiteur 22, ce derniers servant à maintenir l'amplitude de toute l'énergie reçue à un niveau con- stant, de manière à ce que le circuit 20 de commande automatique de fréquence fonctionne convenablement.
Lorsque le signal est appliqué au circuit 20 de commande automatique de fréquence, le- dit eircuit applique, à travers la ligne 23, sur le tube réactance
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13, une tension qui cause l'accord de l'oscillateur 12 par le- dit tube 13 à un degré suffisant pour ajuster l'accord de l'os- cillateur, par rapport à la fréquence de l'impulsion reçue, de manière à ce que l'énergie de sortie résultante du mélangeur se trouve au milieu de la bande de fréquences sur laquelle sont ac- cordés les amplificateurs à fréquence intermédiaire. Le circuit de commande automatique de fréquence 2-0, comme pratiquement tous lesdiscriminateurs classiques, oomporte un circuit à constante de temps qui détermine la décroissance de la tension continue de sortie.
Cette constante de temps peut être réglable et on peut la régler de manière à ce que la tension de sortie diminue assez rapidement, pour permettre au circuit de commande automatique de fréquence de réagir à l'impulsion reçue suivante, mais non assez rapidement pour permettre à la fréquence de l'oscillateur local de'varier de façon excessive entre les impulsions.
On voit que, si les impulsions de radar successives diffèrent en fréquence l'une de l'autre d'une petite quantité, la voie 7, avec sa commande automatique de fréquence permet la variation de l'accord du système entier lorsque varie l'accord des impulsions de radar, ce qui permet au système de suivre les- dites impulsions de radar.
A la figure 2, on a représenté plus en détail la voie 8. La tension de balayage appliquée au tube réactance 13 à travers la ligne 17 est obtenue par la charge et la décharge d'un condensateur 24, dans le circuit de balayage 15. Le con- densateur 24 est chargé à partir d'une source de tension oonve- nable 25, à travers une connexion constituée par une résistance 26, en parallèle avec le tube 27. Ledit tube 27 est normalement polarisé, au moyen du potentiomètre 28, de manière à le rendre conducteur à l'état normal.
Si l'on considère un point du cycle d'opérations auquel le condensateur 24 est presque complètement déchargé, normalement, la source 25 charge le condensateur 24, de telle sorte que la tension à ses armatures augmente, comme-in-
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diqué par la courbe A de la figure 3, entre les temps T0 et T1.
Le potentiel du point P, qui se trouve du côté de la résistance 26 le plus éloigné de la terre, varie en conséquence comme indi- qué à la courbe B de ladite figure 3. Au temps T0, quand le con- densateur déchargé 24 commence à se oharger rapidement, un cou- rant important traverse la résistance 26 et le potentiel du point P s'élève brusquement, comme indiqué par la partie 29 de la courbe B au temps T0. Toutefois, à mesure que le condensateur se charge, le courant traversant la résistance 26 diminue et le potentiel du point P diminue proportionnellement, comme indiqué par la partie 29' de la courbe B comprise entre T0 et T1. Au temps T1, le con- densateur 24 se décharge à travers un tube à gaz 30 et une résis- tance limitatrice de courant 31, le dit tube 30 et la résistance 31 étant disposés en série aux bornes du condensateur 24.
Norma- lement le tube 30 est polarisé de façon telle qu'il est empêché de se décharger, ceci par des moyens tels, par exemple, qu'une ten- sion de polarisation appliquée, à partir de la source 32 à la grille 33 du tube 30. Toutefois, en temps normal, à des inter- valles régulièrement espacés, correspondant aux temps T0, T1, T2, T3, T4,de la figure 3, les impulsions du générateur d'impulsions 16 sont appliquées, à travers le dispositif électronique 18, à la grille 33, de manière à provoquer la décharge du tube 30 et, par suite, celle du condensateur 24. Lors de la décharge du conden- sateur 24, la recharge commence et le cycle de charge ci-dessus décrit se répète.
Le générateur d'impulsions 16 peut être de tout type convenable et le dispositif électronique de commutation 18 peut, par exemple, prendre la forme d'un amplificateur puh-pull, com- portant deux tubes 34 et 35, aux grilles desquelles sont alterna- tivement appliquées les impulsions du générateur d'impulsions 16.
Un transformateur de sortie 36, est connecté, à la manière habi- tuelle aux anodes des tubes 34 et 35, la sortie du transformateur 36 étant appliquée à la grille 33, pour amorcer la conduction dans le tube 30.
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Le potentiel variable apparaissant au point P est ap- pliqué,'à travers la ligne 17, sur une grille de tube réactance 13, une autre grille dudit tube réactance étant connectée au cir- cuit'20 de commande automatique der fréquence, à travers la ligne 23 (voir également la fig.I).
Le fonctionnement jusqu'4 présent décrit à propos des figures 2 et 3 est le fonctionnement normal, c'est à dire en 1' absence de tout signal capté. Le potentiel variable apparaissant au point P modifie la conductibilité du tube réactance 13 et fait varier la fréquence de l'oscillateur 12, déplaçant par suite 1' -accord de tout le récepteur. Toutefois, quand ce signal est cap- té par le récepteur, ce signal passe sur la voie 8 à travers 1' amplificateur à fréquence intermédiaire-détecteur 19 (figure 2).
Dans cet appareil combiné, d'amplification et de détection à fréquence intermédiaire, le dernier tube 37 de l'amplificateur à fréquence intermédiaire est connecté, à travers un transformateur
38 à fréquence intermédiaire, à un détecteur diode 39. La sortie du détecteur diode 39 est appliquée, aux bornes d'un condensateur
40, et y développe une tension, ensuiteuappliquée, à travers les lignes 41 et 42, à la commande des opérations suivantes. Le po- tentiel appliqué à travers la ligne 41 évite toute charge ulté- rieure du condensateur 24 à travers le tube 27, en interrompant la conduction dudit tube.
Comme la résistance 26 est choisie avec une valeur très élevée, la charge résultante du oondensateur
24 augmente si lentement qu'en pratique, pn peut admettre que la tension aux bornes du condensateur 24 est constante et que le potentiel du point P est également pratiquement constant. En même temps, la tension développée aux bornes du condensateur 40 sous l'effet d'un signal arrivant est appliquée, à travers la ligne 42, au commutateur électronique 18, dans une direction tel- le qu'elle applique une tension négative aux grilles des tubes
34 et' 35 et, ainsi, empêche leur conduction. En conséquence, il, n'est plus appliqué d'autres impulsions du générateur 16 à tra-
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vers le commutateur électronique 18, au tube à décharge 30 et, en conséquence, le condensateur 24 ne se décharge pas.
Ceci est représenté à la figure 3, aux courbes A et B, par les lignes pointillées 43 et 44, commençant au temps Ta où un signal est reçu.
Le potentiel du point P pendant le temps indiqué par la partie de ligne 44 est presque constant. En fait, il diminue très lentement à mesure que le condensateur 24 est chargé très lentement à travers la résistance 26 seule. On voit donc que le potentiel appliqué à partir du point P à travers la ligne 17, au tube réactance 13 cesse de varier et reste pratiquement constant lorsqu'on reçoit un signal, ce qui arrête le balayage de l'os- cillateur 12 approximativement à la fréquence à laquelle le sig- nal arrivant a été reçu.
Si aucune autre impulsion n'est reçue, la charge du condensateur 40, à la sortie de l'amplificateur- détecteur à fréquence intermédiaire 19 s'échappe graduellement à travers la résistance de fuite 45 de sorte qu'âpres un inter- valle donné, représenté sur les courbes entre les temps Ta et Tb, le commutateur 18 est débloqué et le tube 27 devient égale- ment conducteur, de sorte que le cycle de charge et de décharge du condensateur 24 recommence.
Bien qu'on ait décrit à la figure 1 l'oscillateur lo- cal du récepteur comme étant un oscillateur à basse fréquence 12, dont la fréquence est multipliée, par un multiplicateur 14, le- dit oscillateur à basse fréquence étant commandé par un tube réactance 13, d'autres dispositions de ce type se présenteront d'elles-mêmes à l'esprit des techniciens. Par exemple, si l'on se reporte maintenant à la figure 4, il est prévu, au lieu de l'oscillateur 12 et du multiplicateur 14, la disposition sui- vante. Le tube réactance 13 est utilisé pour commander l'os- cillateur à basse fréquence 12, dont l'énergie de sortie est appliquée à un nouveau mélangeur 46, dans lequel, l'énergie de sortie de l'oscillateur à basse fréquence est mélangée à celle
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d'un oscillateur à haute fréquence fixe 47.
Si on désigne 1' énergie de sortie de l'oscillateur à haute fréquence par l'abré- viation F1 et celle de l'oscillateur à basse fréquence par l'a- bréviation F2' le mélangeur présentera à sa sortie une oombinai- son de ces deux fréquences, soit F1- F2, soit F1 + F2, En fai- sant varier P2, grâce à l'utilisation du tube réactance 13 et du système ci-dessus décrit, on fait varier l'énergie résultante de sortie du mélangeur. Ladite énergie de sortie du mélangeur 46 est alors appliquée à un type quelconque de mélangeur usuel 4, tel que décrit à propos de la figure 1.
Bien que l'invention ait été décrite ci-dessus en rela- tion avec des appareils particuliers, et des variantes déterminées, il doit être bien compris que cette description n'a été faite qu' à titre d'exemple et ne saurait être considérée comme limitative de la portée de l'invention.