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"Procédé de balisage et dispositifs pour sa mise en oeuvre!!.
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La présente invention concerne un procédé de balisage des routes aériennes et même maritimes pouvant servir également au pilotage sans visi- bilité des avions et aussi des navires.
Les procédés et dispositifs de balisage actuellement connus utili- sant des postes émetteurs jalonnant en des points précis la route à baliser et transmettant les indications utiles au mobile (bateau'ou avion) à guider.
Ainsi, l'orientation du'mobile par rapport à la direction émetteur- récepteur, ainsi que la mesure de la distance entre l'émetteur et le ré- cepteur, s'effectuent par des procédés qui mettent toujours en jeu un poste émetteur situé au sol, soit que celui-ci consiste en un radio-phare ou en une balise radio-électrique, soit que le poste à terre comprenne un récep- teur captant les signaux émis par le mobile et lui renvoyant les indica- tions de sa position à l'aide d'un poste émetteur voisin.
Ces procédés obligent à recourir à des installations compliquées et coûteuses nécessitant l'emploi le long des routes suivies par les avions de postes émetteurs radioélectriques avec toutes les sujétions que cela ',$entraîne: alimentation en courant électrique, surveillance au moins inter- @ mittente; etc...
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La présente invention a notamment pour but de supprimer ces incon- vénients.
Elle concerne un procédé de balisage et de guidage d'un mobile ca- ractérisé parce qu'on émet du mobile des ondes radioélectriques, qui sont réfléchies sur des systèmes réflecteurs balisant la route etqu'on recueille sur ce mobile les ondes ainsi réfléchies; afin de déterminer la position du mobile par rapport à ces systèmes réflecteurs, ce qui permet de ne disposer sur la route à baliser que des aériens inertes ne nécessitant aucune alimen- tation électrique et un entretien à peu près nul.
L'invention s'étend aussi à un procédé de balisage conforme au para- graphe précédent caractérisé parce qu'on émet du mobile plusieurs trains d'ondes radioélectriques; qui sont réfléchies par un système de réflecteurs balisant la route et qu'on recueille sur le mobile,les trains d'ondes radio- électriques ainsi réfléchies, le temps s'écoulant entre l'émission d'un train d'onde et sa réflexion étant fonction de la distance du mobile au réflecteur, ce qui permet de déterminer cette distance.
L'invention concerne également un procédé de balisage conforme à l'avant-dernier paragraphe, caractérisé parce qu'on émetdu mobile dans une direction déterminée des ondes radioélectriques, qui sont réfléchies par des systèmes réflecteurs jalonnant la, route à baliser et qu'on reçoit d'une façon directive, ces ondes réfléchies de telle sorte que l'amplitude de la réception soit fonction de l'orientation du mobile par rapport au ré- flecteur, ce qui permet de déterminer cette orientation.
L'invcntion s'étend à ces procédés de balisage quels que soient les dispositifs pour leur mise en oeuvre, toutefois elle concerne également des dispositifs pour la mise en oeuvre de ces procédés, caractérisés par un oscillographe cathodique sur l'écran duquel s'inscrit l'impulsion émise et l'impulsion reçue, la distance entre ces deux impulsions étant fonction de la, distance du mobile au réflecteur.
L'invention s'étend également aux caractéristiques nombreuses ci- après décrites et leurs diverses combinaisons.
Des dispositifs de balisage conformes à l'invention sont représentés
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à titre d'exemple sur les dessins ci-joints dans lesquels: - La figure 1 représente un dispositif pour le balisage simple d'une route.
- La figure 2 représente les impulsions verticales inscrites sur l'é- oran d'un oscillographe.
- La figure 3 représente le mobile avec le diagramme de ses deux an- tennes directives et le réflecteur.
- La figure 4 représente un mode de réalisation du système réflecteur. en sorite Les figures 5 et 6 représentent les impulsions verticales /sur l'écran de l'oscillographe en utilisant lé système réflecteur de la figure 4.
- La figure 7 représente un dispositif pour l'atterrissage sans visi- bilité d'un avion.
- Les figures 8,9 et 10 représentent les impulsions verticales ins- crites sur l'écran de l'oscillographe suivant la position de l'avion¯et sa direction par rapport à l'axe d'atterrissage.
La route balisée comprend un. certain nombre de réflecteurs d'ondes électromagnétiques 11, 12, 13.... placés sur cette ligne à des distances ap- proximativement égales. Le mobile 2 comporte un appareil émetteur 3 avec son antenne 7 et un appareil récepteur 6 de ces ondes électromagnétiques avee son antenne 8.
L'appareil émetteur 3 envoie par son antenne 7 à intervalles réguliers des trains très courts d'ondes électromagnétiques, qui sont réfléchis par le réflecteur 11 se.trouvant à proximité du mobile 2 et jalonnant la route à suivre.
Chaque train d'onde ainsi émis est reçu par l'appareil récepteur 4 un certain temps très court après l'envoi de chacun de ceux-ci. Le temps s'é- coulant entre l'envoi d'un train d'onde et sa réception est fonction de la distance du mobile 2 au réflecteur 1. Il suffit donc de mesurer ce temps pour connaître cette.distance.
A cet effet, un oscillographe cathodique '(figure 2) est monté de telle ,,'manière que la ligne d'abscisse apparaissant sur l'écran et formant base de temps débute juste au moment de l'envoi d'un train d'ondes. L'amplitude des
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trains d'ondes est inscrite en ordonnée sur l'écran de cet oscillographe cathodique 5.
Ainsi il apparaît à l'origine de l'abscisse une impulsion verticale 6 correspondant à l'émission d'un train d'ondes. Lorsque ce train d'ondes est réfléchi par le réflecteur 11, est ensuite reçu un certain temps après l'émission, temps correspondant au temps mis par l'onde pour aller jusqu'au réflecteur et revenir au récepteur, il se produit alors sur l'écran de l'oscillographe à un endroit quelconque de la, ligne d'abscisse une nouvelle impulsion verticale 61; la distance D entre l'impulsion d'émission, 60 et l'impulsion de réception 61 est fonction de la distance du mobile 2 au ré- flecteur 11.
Il suffit alors de mesurer cette distance et de suivre ces variations pour connaître à tout moment une des coordonnées fixant la position du mo- bile'2 par rapport au réflecteur 11. A cet effet, la. ligne d'abscisse de l'oscillographe est avantageusement graduée en distance.
On peut également avec ce dispositif connaître l'orientation du mo- bile 2 par rapport au réflecteur 11.
Dans ce but l'antenne 7 du poste émetteur 3 par exemple, est une antenne directive fixe ou rotative.
L'émission réfléchie reçue par le récepteur 4 est d'autant plus in- tense que cette antenne 7 est dirigée vers le réflecteur 11, ce qui se tra- duit pur l'écran de l'oscillographe par une plus grande amplitude de l'im- pulsion verticale.
Ainsi 1'observateur du mobile 2 dispose de deux variables qui lui permettent de connaître à tout instant la position du mobile par rapport au réflecteur 11
1 - la distance entre l'impulsion émise 60 et l'impulsion reçue 61 qui lui permet de connaître la distance du mobile 2 au réflecteur 11.
2 - L'amplitude de l'impulsion reçue qui lui permet de connaître l'orientation du mobile 2 par rapport au réflecteur 11.
L'examen d.e ces variables combiné avec l'indication du compas magné- tique du mobile fournit la direction géographique du mobile par rapport au
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réflecteur. D'autre part, la position du mobile peut encore être déduite de la seule mesure de sa distance par rapport au réflecteur 11 d'une part, ét au réflecteur 12 d'autre part.
Les réflecteurs 11 - 12 - 13..... sont suffisamment rapprochés l'un de l'autre pour qu'au moins une et avantageusement deux ondes réfléchies parviennent toujours au mobile 2 avec une intensité suffisante pour permet- tre la réception.
Autrement dit, ils sont espacés au plus d'une distance correspondant à la portée certaine de l'émetteur du mobile 2, compte tenu du trajet de retour des ondes.
La connaissance permanente de la distance du mobile et sa direction par rapport au réflecteur permet entre autre de déterminer la vitesse abso- lue de ce mobile et de déduire dans le cas d'un avion le freinage dû au vent.
Afin d'avoir une plus grande précision dans la recherche de la direc- tion du mobile 2 par rapport au réflecteur 1, on peut avoir à la fois l'an- tenne d'émission 7 et l'antenne de réception 8 directives.
L'affaiblissement dû à la directivité de l'antenne d'émission 7 s'a- joute à celui dû à la directivité de l'antenne de réception 8.
Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, les dispositifs réflecteurs sont constitués chacun par plusieurs antennes 101- 102 - 103 éloignées l'une de l'autre d'une certaine distance. Ils peuvent être par exemple constitués de trois dipôles ou plus, accordés.chacun sur la longueur d'onde émise et espacés entre eux de quantités a - b, ete....., a et b étant . par exemple de l'ordre de quelques dizaines de mètres, caractéristiques du réflecteur en question. De ce fait, la réception due à la réflection du train d'ondes émis sur ces différentes antennes donnera sur l'écran de l'oscillo- graphe 5 plusieurs impulsions verticales 63 - 64 - 65 éloignées les unes des autres d'une manière caractéristique dépendant de la distance entre les dif- férentes antennes réflectrices 101 - 102 -103 (figures 5 et 6).
On peut ain- si jalonner la route de ces types de réflecteurs ainsi établis de,manière à transmettre au mobile des séries d'impulsions 6 plus ou moins espacées sui- vant un certain code, ce qui permet au mobile 2 de connaître exactement le
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réflecteur vers lequel il se dirige et de discriminer ce réflecteur par rapport à tous les autres ou toute la série des autres réflecteurs jalonnant sa. route.
On peut, en particulier, utiliser deux aériens espacés d'une quantité juste suffisante pour que la fin de l'impulsion réfléchie par le premier coïncide avec le début de l'impulsion réfléchie par le second, ce qui donne sur le système de lecture une impulsion unique de durée double (figure 6).
Ce procédé de balisage est particulièrement avantageux pour le guida- ge des avions dans le cas où la ligne aérienne doit survoler des régions désertiques sans population et sans voies de communication, ainsi que les régions montagneuses. Dans ce cas, en effet, l'installation au sol de postes émetteurs présente des difficultés évidentes presque insurmontables.
Au contraire, sur le terrain, l'installation d'aériens réflecteurs, conformément à l'invention, ne nécessite qu'un travail de premier établisse- ment et un entretien pratiquement nul.
L'invention peut s'appliquer également au balisage des routes mariti- mes spécialement dans les cas de routes traversant des archipels avec de nombreux ilôts, il suffit de placer sur les ilôts proches de la, route à, ba- liser des réflecteurs avec des combinaisons d'aériens, caractéristiques de chacun d'eux.
Le procédé conforme à l'invention s'applique aussi d'une manière par- ticulièrement heureuse à, des dispositifs pour l'atterrisaage sans visibilité des avions (figure 7).
A cet effet, l'avion comporte par exemple deux antennes émettrices 71et 72 et réceptrices 81et 82fixes qui. sont directives et orientées l'une par rapport à l'autre de telle manière que leurs axes de direction 13 et 14 forment un V.
Sur la surface d'atterrissage sont situés de part et d'autre de l'axe d'atterrissage 15 etsymétriquement par rapportà cet axe 15 des réflecteurs 161 - 162 - 17et 172.
Lorsque l'avion 2 est dans l'axe d'atterrissage 15 et se déplace sui- vaut cet axe, la distance de chacun des réflecteurs 161 et 162, 171 et 172
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mesurées suivant les axes 13 et 14 de directivité des antennes d'émission et de réception est égale.*De ce fait, les impulsions fournies par chacun des réflecteurs 16 et 17 seront d'amplitudes égales et se superposeront..
Si l'avion, tout en étant dans l'axe d'atterrissage ne se dirige pas suivant cet axe, les amplitudes des impulsions reçues seront différentes pour les raisons expliquées précédemment : le pilote saura qu'il n'est pas dans une direction convenable,(figure 9).
Si l'avion, tout en étant dans la direction convenable ne se trouve pas au-dessus de l'axe d'atterrissage, les distances de l'avion par rapport à chacun des réflecteurs seront inégales et, par suite, les impulsions ne seront pas reçues d'une manière simultanée (figure 10).
De ce fait, le pilote a constamment sous les yeux un contrôle de sa position par rapport à l'axe d'atterrissage 15.
Suivant un mode de réalisation (figures 8 - 9 et 10), au lieu de su- perposer sur l'écran de l'oscillographe chacune des deux impulsions envoyées par chacun des réflecteurs, on les juxtapose l'une au-dessus de l'autre à partir de la droite des abscisses, l'impulsion donnée par le réflecteur 161 s'inscrivant par exemple en 20, tandis que l'impulsion donnée par le réflec- teur 171 s'inscrit en 21.
On peut également utiliser dans ce dispositif des systèmes réflec- teurs à plusieurs doublets permettant leur discrimination, ainsi qu'il a été déjà décrit précédemment.
Cela permet au pilote de l'avion de discriminer les réflecteurs à pro- ximité desquels il se trouve, ce qui lui permet de savoir par exemple à quel moment il peut arrêter son moteur sans danger d'atterrir en dehors de la éurface d'atterrissage.