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PERFECTIONNEMENTS AUX RADIOGONIOMETRES
La présente invention est relative à des perfectionnements aux radiogoniomètres et, plus particulièrement, à ceux du type à comparaison d'amplitudes.
Dans les radiogoniomètres du type à comparaison d'amplitudes, on utilise un indicateur pour produire des indications directionnelles dépendant des amplitudes relatives des signaux reçus depuis une sour- ce émettrice par deux ou plus de deux antennes différemment dirigées.
Dans certains cas, par exemple à bord de navires ou d'avions, lors- que les structures métalliques du navire ou de l'avion tendent elles- mêmes à produire des erreurs dans les indications directionnelles données par les radiogoniomètres de type courant, on a constaté qu'il était désirable d'utiliser plusieurs antennes placées en différents points de l'avion ou du navire.
Toutefois, si lesdites antennes sont relativement éloignées l'une de l'autre, par exemple de plus de deux
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ou trois longueurs d'onde, il est possible que lesdites antennes explorent des champs d'intensités différentes dûs à la réflection ou à d'autres distorsions du faisceau d'ondes reçues et, par consé- quent, des erreurs sont susceptibles d'être introduites lors de la comparaison des amplitudes et les indications directionnelles peu- vent être incorrectes.
L'un des objets de l'invention est d'établir un radiogonio- mètre à comparaison d'amplitudes perfectionné.
Un autre objet de l'invention est l'obtention d'un tel radiogoniomètre du type utilisant des antennes distinctes à, diagram- mes de radiation différemment dirigés, dans lequel la distance qui sépare les antennes peut être relativement grande sans que des er- reurs soient introduites dans les indications directionnelles.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints, qui repré- sentent, à, titre d'exemples non limitatifs, deux modes de mise en oeuvre de l'invention.
La, figure 1 représente en partie symboliquement sous forme de rectangles le schéma d'un radiogoniomètre réalisant certaines caractéristiques de l'invention.
La figure 2 est une représentation schématique des zones couvertes par les différents éléments d'antennes du radiogoniomètre de la, figure 1 .
La figure 3 est une série de représentations d'images sur l'écran d'un oscillographe à faisceau cathodique dans un système du type représenté à la figure 1 .
La figure 4 représente en partie symboliquement sous forme de rectangles le schéma d'une variante d'un radiogoniomètre réali- sa.nt certaines caractéristiques de l'invention.
Le système représenté à la figure 1 comporte huit éléments d'antennes 1 à 8 sous forme de dipôles verticaux, groupés en quatre
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paires distinctes d'antennes adjacentes comme suit : 1 et 2; 3 et 4; 5 et 6; 7 et 8. Les éléments d'antennes 1 à 8 sont associés respec- tivement avec l'un de huit réflecteurs 9 à 16 de telle manière que les lobes de radiation des éléments d'antennes de chaque paire soient dirigés différemment, les maxima desdits lobes étant perpendiculaires entre eux et les diagrammes de chaque paire se superposant sur un quadrant entier, la superposition de chacune des paires étant pra- tiquement limitée à l'un des quadrants et les diagrammes superposés des éléments d'antennes des autres paires étant associés respecti- vement avec les autres 'quadrants.
Les réflecteurs peuvent être plans et les réflecteurs de chaque paire sont perpendiculaires entre eux; les réflecteurs 9, 11, 13 et 15 étant respectivement perpendiculaires aux réflecteurs 10,12, 14 et 16 .
Cette disposition relative sera mieux comprise à l'examen de la figure 2 sur laquelle quatre quadrants sont désignés respecti- vement par les lettres A, B,-C et D en lisant dans le sens de rota- tion des aiguilles d'une montre. En raison du blindage, le diagramme de chaque élément d'antenne est unidirectionnel. On peut voir que dans le quadrant A, les éléments d'antennes 8, 1, 2 et 3 reçoivent de l'énergie suivant toutes les directions comprises dans ledit quadrant. Toutefois, lors de la comparaison des amplitudes, dans le système représenté à la figure 1, ladite comparaison n'est faite qu'entre les énergies reçues par une seule paire d'éléments d'antennes associés avec le secteur ou quadrant suivant lequel l'énergie est reçue. Par exemple, dans le quadrant A, on compare l'énergie reçue sur les éléments d'antennes 1 et 2 .
Les diagrammes de radiation desdits éléments d'antennes 1 et 2 se superposent suivant la tota- lité du quadrant A et ladite superposition est sensiblement limitée audit quadrant. De même, dans le quadrant B, la même disposition relative s'applique aux éléments d'antennes 3 et 4 et l'énergie re- çue dans ledit quadrant est comparée sur lesdits éléments, l'énergie
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reçue dans le même quadrant sur les éléments 2 et 5 n'étant pas uti- lisée pour la comparaison d'amplitudes.La même opération s'applique aux quadrants C et. D en ce qui concerne les paires d'éléments d'an- tennes 5, 6 et 7, 8 .
Etant donné que les éléments d'antennes 1 et 2 sont immé- diatement adjacents, ils explorent des champs d'intensité pratique- ment uniforme et, de cette manière, la comparaison des amplitudes des énergies reçues sur lesdits éléments d'antennes 1 et 2 varie unifor- mément suivant la totalité du quadrant A, comme l'angle sous lequel l'énergie est reçue dans ledit quadrant. De même, les éléments d'an- tennes 3 et 4 étant immédiatement adjacents, une comparaison précise peut être faite entre les amplitudes des énergies reçues sur lesdits éléments pour obtenir une indication précise de l'angle sous lequel l'énergie est reçue dans le quadrant B.
Ce qui précède s'applique également aux éléments d'antennes 5 et 6 couvrant le quadrant C et aux éléments d'antennes 7 et 8 couvrant le quadrant D De cette manière, il devient possible de séparer largement les paires d'élé- ments d'antennes en les disposa,nt, par exemple, sur les quatre côtés opposés d'un navire ou d'un avion et de recevoir, malgré la présence des structures métalliques dudit navire ou dudit avion, des indica- tions directionnelles précises.
Les éléments d'antennes 1 à 8 sont couplés, à travers des réseaux d'équilibrage 17 et des lignes de transmission 18, à un commutateur 19 qui peut être mécanique ou électronique et qui couple successivement lesdits éléments d'antennes 1 à 8 à un récepteur ra- diogoniométrique 20, la sortie dudit récepteur 20 étant reliée, à, travers un commutateur 21, aux affaiblisseurs 22 et 23 disposés en sens inverse l'un de l'autre comme indiqué par les flèches 24 afin de comparer les amplitudes des énergies appliquées depuis lesdits affaiblisseurs à un indicateur 25 qui peut être un oscillographe à faisceau cathodique à balayage horizontal linéaire 26 commandé par
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un générateur de base de temps 27 synchronisé par un organe de com- mande convenable 28, lequel commande également le fonctionnement des commutateurs 19 et 21 .
Les affaiblisseurs 22 et 23 peuvent être associés avec une aiguille 29 se déplaçant sur une échelle graduée 30 indiquant le réglage desdits affaiblisseurs.
Le fonctionnement du système décrit ci-dessus est le suivant : en supposant qu'un faisceau d'ondes tel qu'indiqué par les flèches 31 soit présent, de l'énergie est induite dans les élé- ments d'antennes 2, 3,4 et 5, les énergies induites dans les élé- ments d'antennes 3 et 4 étant comparées pour déterminer la direction.
Le commutateur 19 couple successivement les éléments d'antennes 1 à 8 au récepteur radiogoniométrique. En même temps, le commutateur 21 synchronisé avec 19 commute l'énergie de sortie du récepteur radiogoniométrique 20 alternativement sur les éléments d'antennes 22 et 23 de sorte que, par exemple, l'énergie provenant de tous les élé- ments d'antennes impairs, c'est-à-dire des éléments 1, 3,5 et 7 traverse successivement l'affaiblisseur 22, tandis que l'énergie provenant des éléments pairs 2,4, 6 et 8 traverse successivement l'affaiblisseur 23 .
Le générateur de base de temps 27 est synchro- nisé avec le commutateur 19 et le balayage horizontal 26 est réglé dans le temps de telle manière que lorsque chaque élément d'antenne 1 à 8 est couplé au récepteur radiogoniométrique, le faisceau de balayage se déplace horizontalement de sorte que l'énergie tirée des différents éléments d'antennes correspond à des positions diffé- rentes le long de la ligne de balayage, positions indiquées par les chiffres 1 à 8 sur l'écran de l'oscillographe, lesdits chiffres cor- respondant aux positions relatives de l'énergie tirée des éléments d'antennes portant les mêmes numéros.
En supposant que le faisceau d'ondes est tel qu'indiqué par les flèches 31, de l'énergie est induite dans les éléments d'an- tennes 2,3, 4 et 5 . L'aspect de l'écran est alors tel qu'indiqué
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à la figure 1 . Les affaiblisseurs 22 et 23 sont ajustés, l'aiguille 29 se déplaçant sur l'échelle 30, de manière à rendre identiques l'une à l'autre les indications occupant les positions 3 et 4 sur l'écran de l'oscillographe. La position de l'aiguille est alora lue par rapport à l'échelle 30 . Etant donné que l'affaiblisseur 22 ajuste l'énergie dérivée des éléments d'antennes impaire, l'affai- blisseur 22 fait varier l'amplitude de l'énergie à la position 3 tandis que l'affaiblisseur 23 qui modifie l'amplitude de l'énergie dérivée des éléments d'antennes pairs fa,it varier l'amplitude des indications à la position 4 .
Etant donné qu'on fait varier les affaiblisseurs 22 et 23 en sens inverse l'un de l'autre, les indi- cations en 3 et 4 sont égalisées, et une lecture est faite sur l'é- chelle 30 .
Ce qui précède ressort davantage à l'examen des représenta- tions d'images de la figure 3 . En supposant, par exemple qu'il existe un niveau de bruit important affectant également tous les éléments d'antennes, lorsque les affaiblisseurs sont à leur réglage moyen, l'écran montre aux huit positions différentes des énergies d'amplitudes pratiquement égales comme à la figure 3a . Lorsque les affaiblisseurs sont déplacés de telle manière que l'affaiblis- seur 23 soit à son réglage maximum cependant que l'affaiblisseur 22 est à son réglage minimum, l'écran offre l'aspect de la figure 3b, l'amplitude étant grande aux positions 1, 3,5 et 7 et prati- quement nulle aux autres positions.
Lorsque les affaiblisseurs sont déplacés jusqu'au réglage opposé, c'est-à-dire lorsque 22 produit un affaiblissement maximum et 23 un affaiblissement minimum, de grandes amplitudes apparaissent aux positions 2,4, 6 et 8 cependant qu'aux autres positions, l'amplitude est pratiquement nulle, comme indiqué à la figure 3c . Les figures 3d, c, f représentent les ré- sultats obtenus avec un signal induit dans le système d'antennes par un faisceau d'ondes tel que par exemple le faisceau indiqué par les
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flèches 31 à la figure 1 . Ledit faisceau d'ondes induit des ten- sions dans les éléments d'antennes 2, 3, 4 et 5 .
Toutefois, lors- que les affaiblisseurs sont ajustés de telle manière que l'affaiblis- seur 22 soit à sa position maximum l'énergie du signal arrivant dérivée des éléments d'antennes 2 et 4 apparaît alors seulement sur l'écran comme indiqué par la figure 3d. D'autre part, si les af- faiblisseurs sont ajustés à la position exactement inverse de celle qui vient d'être indiquée, une amplitude n'apparaît qu'aux positions 3 et 5, comme indiqué par la figure 3e . En vue d'un relèvement, les affaiblisseurs sont ajustés de telle manière que les amplitudes des énergies provenant d'une paire d'éléments d'antennes adjacents, tel que 3 et 4, soient égales. Cette condition correspond à la fi- gure 3f . Lorsque l'affaiblisseur a été ajusté de cette manière, deux faits sont immédiatement apparents.
Le premier est que le qua- drant suivant lequel l'énergie est reçue est évidemment celui dans lequel les diagrammes de deux éléments d'antennes adjacents, par exemple 3 et 4, se superposent. Dans le cas de l'exemple, ce serait le quadrant B . Le second fait est qu'une lecture de l'affaiblisse- ment relatif nécessaire pour égaliser les indications des énergies dérivées d'une paire de deux éléments d'antennes tels que 3 et 4 donne une indication de l'angle compris dans ledit quadrant sous lequel l'énergie est reçue. Un système de commutation utilisant certaines caractéristiques de l'invention a été décrit et représenté à titre d'exemple mais l'on peut employer d'autres dispositifs qui, dans certains cas, peuvent être préférables. Dans le système représenté à la figure 4, des commutateurs sont prévus pour chaque paire d'élé- ments d'antennes.
Ainsi, il est prévu un commutateur 32 pour les éléments d'antennes 1 et 2, un commutateur 33 pour les éléments d'antennes 3 et 4, un commutateur 34 pour les éléments d'antennes 5 et 6, et un commutateur 35 pour les éléments d'antennes 7 et 8 .
Lesdits commutateurs fonctionnent tous d'une manière continue de
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sorte qu'à un instant donné les éléments d'antennes 1, 3,5 et 7, par exemple, sont connectés à un commutateur central 36 par l'in- termédiaire de quatre lignes de transmission 37 à 40 et qu'au mo- ment suivant, les éléments d'antennes 2, 4,6 et 8 sont connectés avec ledit commutateur 36 à travers lesdites lignes de transmission.
36 commute alors l'énergie provenant de chacune des quatre lignes de transmission 37 à 40 sur le récepteur radiogoniométrique, la vitesse de fonctionnement dudit commutateur 36 étant telle que les éléments d'antennes 1 et 2 sont couplés successivement par la ligne 37 au récepteur radiogoniométrique avant que le commutateur 36 connecte la ligne 38 audit récepteur. Cette suite d'opérations se poursuit sur les autres lignes 39 et 40 et les paires d'éléments d'antennes associées auxdites lignes. Le commutateur 21, monté à la suite du récepteur radiogoniométrique fonctionne à la, même vitesse que les commutateurs 32 à 35, la vitesse de fonctionnement de tous les commutateurs étant commandée par l'organe de commande à syn- chronisation 28 .
Par suite, les éléments d'antennes impairs, 1, 3,5 et 7 sont couplés à l'affaiblisseur 22 et les éléments pairs 2,4, 6 et 8 à l'affaiblisseur 23 .
Dans certains cas il peut être désirable que l'énergie provenant des éléments d'antennes 1 et 2 soit couplée deux fois al- terna,tivement au récepteur radiogoniométrique et au tube à faisceau cathodique 25 avant que la pa,ire suivante d'éléments d'antennes, 3 et 4, soit couplée dans les mêmes conditions. Ce qui précède est réalisé dans le système de la figure 4 en ralentissant le fonction- nement du commutateur 36 de telle manière que le commutateur 32 couple deux fois les éléments d'antennes 1 et 2 à la ligne de trans- mission 37 avant que le commutateur 36 ne commute la ligne suivante 38 au récepteur radiogoniométrique.
De même, les autres commutateurs 33 à 35 couplent les éléments qui leur sont associés deux fois aux lignes correspondantes 38 à 40 cependant que lesdites lignes sont
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couplées par le commutateur 36 au récepteur. Dans un tel type de fonctionnement, il peut être désirable de doubler le temps néces- saire pour un balayage horizontal complet et les positions sur l'é- cran seraient alors comme indiqué à la figure 4, deux positions cor- respondant à l'énergie dérivée de chaque élément d'antenne. Les ondes arrivant au système d'antennes comme indiqué par les flèches 31, l'aspect de l'écran est conforme à la figure 4 lorsque les affaiblis- seurs sont ajustés convenablement.
L'invention est, bien entendu, susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, et sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
Ainsi, d'autres systèmes de commutation et d'autres organes indicateurs peuvent être utilisés. En conséquence, bian que la des- cription ci-dessus ait été faite avec un appareillage déterminé, il doit être bien compris que ladite description n'est donnée qu'à titre d'exemple non limitatif du domaine de l'invention.