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SYSTEMES DE TRANSMISSION A DISTANCE D'INDICATIONS DE MESURE.
, La présente invention est relative à des systèmes de transmission à distance d'indications de mesure et, plus par- ticulièrement, à ceux utilisant une transmission à fréquence radio- électrique.
1 Il se produit certaines conditions où il est désira- ble de transmettre les indications d'appareils de mesure situés à une certaine distance, par exemple sur un véhicule mobile ou sur un avion. En outre, il se peut que l'avion soit répéré en position, en même temps que l'opération de télémesure est effectuée. Il peut être désirable,de pouvoir indiquer à partir de l'avion, à un point fixe relativement éloigné, des indications relatives par exemple à la vitesse de l'avion par rapport à l'air ambiant, au fonctionnement des moteurs, à l'altitude ou autres quantités mesurables.
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Un des objets de l'invention est d'obtenir un système radio- électrique de télémesure fonctionnant sous la commande d'impulsions radioélectriques transmises.
Un autre objet de l'invention est d'obtenir un système et une méthode suivant lesquels les informations sont transmises sous la forme de retard variable d'impulsions radioélectriques répétées.
Un autre objet encore de l'invention est d'obtenir une in- dication de la distance d'un objet à partir d'un point éloigné, en même temps que les lectures de certains appareils de mesure disposés à bord de l'objet mobile sont transmises audit point éloigné.
Suivant certaines caractéristiques de l'invention, il est prévu un système assurant la transmission d'une sérié d'impulsions à haute fréquence de récurrence donnée, d'un premier point à un se- cond. Au second point, les impulsions sont répétées en vue de leur retransmission au premier point.. Dans le répéteur, il est prévu un dispositif de retard variable, commandé suivant les indications d'un appareil de mesure, ou analogue. Les impulsions retransmises sont ensuite captées au premier point et une indication des lectures ou des mesures est produite, en réponse auxdites impulsions reçues et retransmises.
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, quelques modes de mise en oeuvre de ladite invention.
La figure 1 représente symboliquement, sous forme de rec- tangles, un système fonctionnant conformément à certaines caracté- ristiques de l'invention.
La figure 2 est une représentation graphique utile à l'ex- plication du fonctionnement des différents éléments du montage con- forme à certaines caractéristiques de l'invention.
La figure 3 est un schéma simplifié d'un système tel que ci-dessus.
Les figures 4 et 5 sont des variantes de dispositif de
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@ mesure, pouvant être utilisées avec ledit système.
La figure 6 représente une forme de dispositif de retard variable; qui peut être utilisée avec ledit système.
On considérera, tout d'abord, la figure 1. L'appareillage de télémesure émetteur et récepteur situé en un premier point est représenté par la référence générale 1 et ltappareillage de la sta- tion de mesure, située en un second point, est représenté par la référence générale 2. A la station de télémesure, il est prévu un générateur d'impulsions 3 qui produit des impulsions à une fréquence de récurrence prédéterminée. Lesdites impulsions peuvent être appli- quées à un émetteur 4, où elles sont utilisées pour moduler une fréquence porteuse radioélectrique, puis rayonnées par l'antenne 5.
En même temps, les impulsions provenant du générateur 3 peuvent être appliquées, par l'intermédiaire de la ligne 6, à un circuit de blo- cage 7 servant à bloquer le récepteur 8, ledit circuit étant couplé à l'antenne 9 au cours des périodes où l'antenne 3 émet. L'énergie provenant de l'antenne 5 est rayonnée jusqu'à une antenne réceptrice 10 disposée à la station 2, où les mesures doivent avoir lieu et vient frapper simultanément le corps réflecteur 11, d'où elle est réfléchie en vue de sa captation par l'antenne 9. L'énergie reçue sur l'antenne 10 est appliquée à un récepteur 12 qui détecte, de pré férence, ladite énergie et applique les impulsions détectées à un dispositif de retard réglable 13, d'où les impulsions sont appli- quées à l'émetteur répéteur 14 et à l'antenne 15.
L'émetteur 14 peut fonctionner à la même fréquence radioélectrique que l'émetteur 4 ou bien, si on le désire, à une fréquence radioélectrique diffé- rente. Dans ce dernier cas, le récepteur 8 doit être accordé à la , même fréquence que l'émetteur 14 et n'est plus sensible aux impul- sions réfléchies par le corps réflecteur 11. En outre, dans ce cas, le bloqueur de récepteur7 peut être supprimé. Si des indications de distance sont également désirables, un second récepteur des impulsions réfléchies est nécessaire.
'L'ajustement du dispositif de retard 13 est commandé par
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l'appareil de mesure 16, au moyen d'un dispositif de liaison mécani- que 17, par exemple* De cette manière, les impulsions rayonnées par l'antenne 15 sont retardées d'un temps proportionnel aux mesures ob- tenues en 16.
L'énergie réfléchie est retransmise par la station 2, reçue sur le récepteur 8 et les impulsions provenant du générateur 3 peu- vent être appliquées, respectivement, par la ligne la et par les lignes 6 et 19, à un circuit indicateur 20.
Comme représenté sur la figure 1, le circuit :Lndicateur 20 comporte un indicateur à faisceau cathodique 21. Les impulsions provenant du générateur 3 actionnent un générateur de balayage 22 et celui-ci applique un potentiel de balayage aux électrodes de dé- viation 23. Les impulsions reçues depuis la sortie du récepteur 8 sont appliquées aux plaques de déviation verticale 24 pour produire une déviation de la ligne de balayage 25, en réponse auxdites impul- sions de sortie.
De cette manière, une impulsion indicatrice 26 apparaît en réponse à l'impulsion réfléchie par le corps réflecteur 11 et une impulsion de caractéristique différente et , de préférence, d'ampli- tude plus grande, apparaît en 27, en réponse à l'impulsion répétée.
L'espacement entre les impulsions 26 et 27, comme représenté sur l'écran de l'oscillographe, assure une indication du réglage de l'appareil de mesure 16. En outre, l'espacement entre ::.'impulsion 26 et l'origine de la ligne de balayage 25 peut servir comme indication de distance de la station 2.
On considérera, d'autre part, la figure 2 et plus particu- lièrement les courbes a, b, c, et d, qui permettent une meilleure compréhension du fonctionnement du système de mesure à distance de la figure 1. Sur la courbe a est représentée une sérre d'impulsions 26a espacée d'une distance prédéterminée. Lesdites impulsions cor- respondent à celles rayonnées par l'émetteur 4. Les impulsions réfléchies reçues sont représentées, sur la courbe b, en 26b et pré- sentent un espacement prédéterminé dans le temps par rapport aux
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impulsions 26a. Les impulsions répétées retardées sont représentées, sur la courbe c, en 27c et sont davantage retardées que les impul- sions 26b.
Sur la courbe d est représentée la tension de balayage @ produite 25d, qui comporte en superposition les impulsions 26b et 27c pour indiquer les décalages relatifs dans le temps desdites impulsion L'espacement entre les impulsions 26b et 27c sert d'indication des mesures.
Il est clair que si l'espacement entre les impulsions trans- mises est rendu suffisamment important par rapport à la durée du tra- jet aller et retour des impulsions entra la station 1 et le point de mesure 2, l'espacement dans le temps entre l'impulsion transmise et mesure l'espacement dans le temps entre l'impulsion transmise et l'impulsion réfléchie est suffisamment réduit pour être négligé.
Dans ce cas, la seule mesure significative peut être la distance le long de la ligne de balayage 25 entre l'origine de ladite ligne et l'im- pulsion indicatrice 27, étant donné que l'impulsion indicatrice 26 est très voisine de ladite origine; par exemple, si les impulsions sont transmises avec un espacement dans le temps de 1000 microsecon- des et si la distance maximum à laquelle les mesures doivent être effectuées,est de 25 kilomètres, on peut voir que le retard d'une impulsion, dans son trajet aller et retour entre les stations 1 et 2 n'est que de 15 microsecondes.
Si les organes d'ajustement du retard sont réglés de manière à produire un retard compris entre 500 et 900 microsecondes, le pourcentage d'erreur, à une distance de 25 kilo- mètres, varie entre 1, 7 et 3% suivant la grandeur de l'indication mesurée et.suivant le réglage correspondant. A la moitié de cette distance, )le pourcentage d'erreur, avec les mêmes valeurs du retard, est réduit de moitié.
En outre, il est clair que, si on le désire, l'espacement entre les impulsions peut être augmenté au-delà de 1000 microsecondes jusqu'à une valeur désirée quelconque et que la période de retard admissible peut ainsi être allongée, ce qui réduit encore le pourcentage d'erreur qui serait susceptible de se produire dans i les indications de mesure transmises à distance.
Sur la figure 5 est représenté, à titre d'exemple, un schéma r
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simplifié analogue en tous points au dispositif de la figure 1, à cela près qu'aucun corps réflecteur n'est représenté à la station 2 et qu'une forme différente d'appareil de mesure du type à lecture directe est représenté en 20, au lieu de l'oscillographe à faisceau cathodique représenté sur la figure 1. On peut très facilement uti- liser un appareil de mesure du type à lecture directe,chaque fois que l'espacement de l'impulsion transmise en vue des opérations de télémesure est suffisamment grand pour que la durée de parcours aller et retour puisse être négligée.
Le même type d'appareil de mesure peut également être utilisé lorsque les impulsions réfléchies sont également employées mais, en général, ledit type d'appareil de mesure est moins désirable dans un montage de ce genre.
Onconsidérera, d'autre part, la figure 4. Sur ladite figure est représenté un indicateur du type phasamètre à bobines croisées qui peut être utilisé pour remplacer l'appareil de mesure 20 de la figure 3. Suivant ce dispositif, les impulsions d'entrée provenant de la ligne 6 sont appliquées à un premier générateur d'ondes 28, qui peut produire une onde telle qu'indiquée en 28e sur la courbe e de la figure 2. Ladite onde est appliquée à une première bobine 29.
Les impulsions répétées reçues sont appliquées par la ligne 19 à un second générateur d'ondes 50 et, de là, à une seconde bobine 31.
Ladite seconde onde peut correspondre, par exemple, à l'onde 30e de la courbe e de la figure 2 et présente un déphasage par rapport à l'onde 28e, dépendant de l'espacement dans le temps entre les impulsions produites directement et les impulsions répétées reçues.
Si un espacement différent existe en fait, l'onde de sortie du générateur 50 peut prendre la position de phase représentée en 30f.
En conséquence, l'index de l'indicateur 32 prend une position résul- tante dépendant de la relation de phase des ondes appliquées et four nit une indication de mesure à la station 1, d'après l'indicateur 16 de la station 2.
Sur la figure 5 est représentée une variante de l'appareil
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de mesure 20 (voir figures 1 et 3). Suivant ce dispositif, les im- pulsions ' de sortie provenant du générateur 3 et du récepteur 8 peu- vent être appliquées, par des lignes distinctes 6 et 18, à un circuit à déclenchement 33. Ledit circuit à déclenchement peut produire des ondes, suivant la courbe f de la figure 2, sous la forme des impul- sions rectangulaires 33f, comme représenté sur ladite courbe. En @ supposant que le circuit 33 soit conçu de telle manière qu'il soit , tout d'abord, déclenché par l'impulsion émise puis par l'impulsion répétée reçue, les flancs avant et arrière 26f et 27f des impulsions 33f correspondent, en espacement, à celui des impulsions représentées en 26b et 27c.
La longueur des impulsions 33f varie avec le retard de l'impuision 27 , de sorte que l'énergie de sortie varie dans son ensemble de façon correspondante. L'appareil de mesure indicateur 34 peut être prévu pour mesurer l'ensemble de l'énergie de sortie. Ledit appareil de mesure peut être muni d'une graduation correspondant à celle de l'indicateur 16.
En considérant, d'autre part, les vourbes g, h et i de la figure 2, on comprendra le fonctionnement du montage de la figure 5 lorsque les impulsions réfléchies ne sont pas utilisées.
Sur la courbe g on a représenté plusieurs impulsions 26g espacées d'une distance prédéterminée. Sur la courbe h, on a représenté les impulsions réfléchies 26h et les impulsions répétées 27h. On remar- quera que 26h est espacée de 26g d'une distance assez faible pour être, en; pratique, négligée. Si, dans ces conditions, les impulsions 26g et 27h sont appliquées au circuit à déclenchement 33 en sens in- verses, on obtient une onde rectangulaire résultante 33i, comme re- présenté par la courbe i de la figure 2. Les impulsions rectangu- laires 33i comportent des flancs avant et arrière désignés respecti- vement par 26i et 27i et correspondant à l'espacement des impulsions 26g et 27g.
Il doit être bien compris que d'autres types d'indica- teurs de Mesure comportant les élements conformes à certaines carac- téristiques de l'invention, peuvent être facilement conçus par .l'homme de l'art, en tenant compte des principes indiqués ici.
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Dans les dispositifs de montage des figures 1 et 3 les organes de retard variable n'ont été représentés que symbolique- ment et sous forme de rectangles. Il est clair que toutes formes de dispositifs de retard correspondant aux types particuliers de mesure qui doivent être effectués, peuvent être utilisées, par exemple, si des retards d'impulsions relativement courts sont suffisants, le dis- positif de retard peut consister en un simple réseau de retard passif réglable. Lorsque des retards plus importants sont désirables, on peut préférer utiliser certains autres dispositifs de .retard tels que, par exemple, un circuit à déclenchement ajustable. Si Le retard doit être très long, il peut être désirable de recourir à une certaine forme de dispositif de retard acoustique, au lieu du dispositif élec- trique mentionné ci-dessus.
L'une des formes d'appareils de retard acoustique qui peut être utilisée en 13, sur les figures 1 et 3, est représentée sur la figure 6. Suivant ce dispositif, l'énergie de sortie du récepteur 12 est appliquée à un élément reproducteur de son 35, associé avec un fil tendu 36. Le fil 56 est relié à l'une de ses extrémités 37, à un point fixe et à son autre extrémité 38 à un tambour 39. L'indicateur de mesure 16 entraine en rotation le tambour 39, ce qui fait varier la tension mécanique de la ligne 36 et modifie ses caractéristiques de transmission pour les ondes sonores sortant de l'appareil reproducteur de son 35. Ainsi, lorsque le fil est tendu par le déplacement de l'indicateur de mesure, le son traverse ledit fil à une vitesse plus élevée que lorsque le fil est lâche.
A une distance prédéterminée le long du fil 36, est prévu un,appareil de captation de son 40. Ledit appareil 40 est adapté à être couplé à un émetteur 14, pour produire des impulsions en vue de la retransmission.
Le retard produit dans la ligne 36 peut être modifié, sur une gamme relativement importante, au moyen du dispositif à tension mécanique variable indiqué ci-dessus. Il est clair que d'autres types d'appa- reils de retard acoustique peuvent être également prévus suivant les besoins au lieu de celui représenté à titre d'exemple spécifique.
En outre, bien entendu, l'invention est) susceptible
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de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, et sans s'écarter du domaine de ladite invention.