<EMI ID=1.1>
L'invention est relative à un procédé de signalisation particulièrement applicable à la localisation et au guidage des navires, des avions
et autres mobiles, par l'emploi d'ondes électro-magnétiques produites par des stations émettrices de positions fixes et connues, et captées par des postes récepteurs établis sur les mobiles dont on veut connaître la position.
L'invention concerne'plus particulièrement des perfectionnements au procédé et dispositifs de radio-balisage décrits au brevet français
<EMI ID=2.1>
L'invention a principalement pour but de réaliser des installations permettant à tout mobile de déterminer sa position par l'emploi d'ondes radio-électriques occupant dans l'échelle des fréquences des bandes relativement étroites et à l'aide d'appareils relativement simples et économiques ayant un réglage très stable et un fonctionnement très sûr, cette détermination de position pouvant être obtenue à tout instant à l'aide de lectures n'ayant
pas besoin d'être continues, et pouvant cependant donner la position du mobile d'une façon à la fois précise et exempte d'ambiguïté.
L'invention a également pour but de réaliser des dispositifs entrant nécessairement et/ou avantageusement dans la constitution de ces installations.
L'invention est illustrée aux dessins annexés donnés à titre d'exemple et dans lesquels:
<EMI ID=3.1>
phasemètre entrant dans la constitution du poste récepteur équipant le mobile.,
la fige 5 est le schéma général d'un ensemble dénommé ci-après filtre soustracteur et entrant avantageusement dans la constitution du multi- <EMI ID=4.1>
tiphasemètre;
les figs. 11, 13 et 15 représentent des assemblages de filtres soustracteurs et de filtres entrant dans la constitution du multiphasemètre;
<EMI ID=5.1>
la fig. 23 est un schéma de déphaseur;
la fige 24 est le schéma général d'un appareil dénommé transformateur de groupe entrant dans la constitution des multiphasemètres;
la fig. 25 donne le schéma d'un assemblage constitué par un transformateur de groupe suivi d'un filtre;
la fig. 26 représente un multiphasemètre utilisant l'assemblage de la figure précédente;
la fige 27 donne le schéma d'un assemblage constitué par un transformateur de groupe suivi de plusieurs filtres;
la fig. 28 représente un multiphasemètre utilisant l'assemblage de la figure précédente;
la fige 29 donne le schéma d'un assemblage de plusieurs transformateurs de groupe suivis de plusieurs filtres;
les figs. 30 à 33 représentent des multiphasemètres utilisant l'assemblage de la figure précédente;
la fig. 34 donne le schéma d'un assemblage constitué par un transformateur de groupe et un déphaseur;
la figo 35 représente un multiphasemètre utilisant l'assemblage de la figure précédente;
la fige 36 donne le schéma d'un multigénérateur;
la fige 37 donne le schéma général d'une installation de radiobalisage conforme à l'invention;
les figs. 38 et 39 en sont des variantes;
les figs. 40, 42, 44? 46, 48 et 49 donnent d'autres exemples d'installations suivant l'invention;
les figso 41, 43, 45, 47, 51 et 52 représentent des réseaux de courbes équiphases obtenues avec les installations précédentes;
la fig. 50 facilite la compréhension de certaines notations concernant la détermination de la forme des courbes équiphases;
la fig. 53 donne un exemple d'installation permettant de connaître la position du récepteur de façon complète et exempte d'ambiguïté;
les figs. 54, 55, 56 d'une part et 57, 58, 59 d'autre part illustrent deux exemples concrets d'installations conformes à l'invention.
Afin de faciliter la compréhension du dessin les éléments qui remplissent les mêmes fonctions sur toutes les figures seront respectivement désignés par les notations génériques suivantes:
<EMI ID=6.1>
<EMI ID=7.1>
L'exemple d'application de l'invention qui fait l'objet des figu-
<EMI ID=8.1>
déterminer la distance séparant cet avion du centre d'une station émettrice de position fixe et connue.
Cet exemple qui est décrit d'une façon concrète mais sommaire, donne une idée d'ensemble de la constitution générale d'une installation de radio-balisage conforme à l'invention. Il est entendu que la structure, le fonctionnement et l'interdépendance des éléments dont elle se compose seront décrits en détails dans la suite de la description et ne pourront être parfaitement compris qu'après lecture de celle-ci.
La figure 1 est une vue en plan, à l'échelle du 1/500.000 dans laquelle A, B, C, D, E désignent les emplacements des antennes de cinq émetteurs que comporte la station émettrice, et dont chacun produit une onde radio-électrique entretenue pure. Ces antennes sont disposées aux quatre coins d'un carré inscrit dans un cercle d'un kilomètre de rayon dont E est le centre.
L'ensemble des cinq émetteurs constitue ce que l'on conviendra d'appeler le "multigénérateur".
Les fréquences des ondes émises ont respectivement les valeurs suivantes: <EMI ID=9.1>
1.499.700 cycles (D) et 1.500.000 cycles (E).
La puissance des émetteurs est par exemple de 25 watts pour les quatre premiers, et de 100 watts pour le cinquième Les antennes émettrices sont des antennes ordinaires de 20 mètres de hauteur par exemple.
R désigne l'emplacement de l'antenne d'un récepteur dit "récepteur de régulation" qui fait partie de la station émettrice et la complète. Ce récepteur sert en effet, ainsi qu'il sera exposé plus loin, à commander la régulation de l'émetteur alimentant Iranienne E. L'emplacement de R est fixe, et sa distance au point E est égale à 20400 mètres.
R désigne l'antenne du récepteur mobile installée sur l'avion dont l'équipage désire connaître la distance qui le sépare du point Eo Ainsi qu'il sera exposé plus loin, le récepteur mobile permet de déduire des courants résultant des ondes reçues, deux courants de basse -fréquence, et
<EMI ID=10.1>
Ce déphasage est uniquement fonction de la position de l'avion, et ne dépend très sensiblement que de sa distance au point Eo (dés que cette distance D atteint plusieurs kilomètres, on a approximativement
<EMI ID=11.1> <EMI ID=12.1>
On remarqueras
d'une part que la connaissance de la valeur de la distance D est à elle seule insuffisante pour permettre de déterminer de façon complète la position de l'avion;
d'autre part que si la distance D devient inférieure à 5 Kilomè-
<EMI ID=13.1>
mêmes indications que si D était très grand. Ainsi qu'il est bien connu des spécialistes, de semblables ambiguïtés se présentent d'ailleurs dans la plupart des systèmes de localisation utilisant des mesures de déphasage.
Dans la suite de la description on montrera comment des installations plus complexes permettent de supprimer ces deux sortes d'indéterminations, et permettent en effectuant simultanément (ou à intervalles de temps rapprochés) plusieurs mesures de déphasage différentes, d'obtenir une localisation à la fois complète, précise et exempte d'ambiguïté" La figure 2 donne le schéma du récepteur mobile.
<EMI ID=14.1>
6, appelé "opérateur de fréquences!!, permettant de déduire des courants résultant des ondes reçues les deux courants de basse fréquence précités, et d'un phasemètre 7 permettant de mesurer le déphasage de ces deux courants.
L'opérateur de fréquences 6 comprend une hétérodyne 8 produisant un courant sinusoïdal de fréquence égale à 10972 kilocycles, quatre
<EMI ID=15.1>
cycles (;:'est pour cela que cette dernière onde est émise avec plus de puissance que les autres), modulée en bande unique par les quatre autres ondes émises* l'onde de 1.499.470 cycles créant une modulation de 530 cycles, l'on-
<EMI ID=16.1>
1.500.330 cycles créant une modulation de 330 cycles, l'onde de 1.499.700 cycles créant une modulation de 300 cycles.
<EMI ID=17.1>
tout à fait semblable aux parties haute fréquence et moyenne fréquence d'un récepteur superhétérodyne ordinaire réglé sur 1.500 kilocycles, les mélangeuses 9 et 10 jouant respectivement le rôle de première et deuxième détectriceo A la sortie de la mélangeuse 10, on trouvera donc quatre courants de basses fréquences respectivement égales à 530, 500, 330 et 300 cycles, résultant de la détection des quatre modulations précitées.
Les deux courants de fréquences respectives 530 et 500 sont sé-
<EMI ID=18.1>
De même, les deux courants de fréquences respectives 330 et 300 sont sélectés et amplifiés par le filtre amplificateur 16. A la sortie de la mélangeuse 12, on trouvera donc un courant de 30 cycles, résultant de la soustraction des fréquences 330 et 300 cycles. Ce courant est sélecté et
<EMI ID=19.1>
Le phasemètre 7 reçoit les deux courants de 30 cycles sortant respectivement des filtres amplificateurs 17 et 18, et il en mesure le déphasage relatif; on a vu plus haut que cette mesure fournit un renseignement sur la position de l'avion, et plus particulièrement sur la distance qui le sépare d'un certain point de position fixe et connue (point E de la <EMI ID=20.1>
Sans entrer dans le détail des explications susceptibles de justifier ce résultant et qui seront données dans la suite de la description il convient de signaler
que l'égalité existant entre les fréquences des deux courants reçus par le phasemètre 7, ne nécessite nullement que chacune des fréquences des cinq ondes émises coïncide exactement avec sa valeur nominale
(ce qui ne serait évidemment pas réalisable), mais nécessite seulement que la fréquence de l'onde jouant le rôle de porteuse soit exactement égale à la moyenne des fréquences des quatre autres ondes émises;
que ce résultat est obtenu, ainsi qu'il sera exposé ci-après, par une régulation de l'onde jouant le rôle de porteuse;
que cette régulation est effectuée, non seulement sur la fréquence de cette onde, mais aussi sur sa phase instantanée, et ceci de telle
<EMI ID=21.1>
Or, on remarquera que le déphasage relatif Cf mesuré par le.phasemètre 7, dépend de la phase de chacun des cinq courants résultant de la réception par l'antenne R, des cinq ondes émises. On peut vérifier en effet
<EMI ID=22.1>
étant bien précisé que les phases en question ne sont plus comme précédemment, prises'au départ des antennes émettrices, mais à l'arrivée des ondes dans l'antenne réceptrice.
Il est donc clair que la mesure du déphasage relatif Cp effectuée par le phasemètre 7, donne la valeur de la variation subie par l'expression précitée, sous l'effet des déphasages dont chacune des ondes est l'objet au cours de son trajet entre son antenne émettrice et l'antenne réceptrice.
<EMI ID=23.1>
primée en kilomètres, subit un déphasage négatif égal en degrés à - 1.800 Do On vérifie donc aisément que dans le présent exemple, le déphasage relatif ce exprimé en degrés sera très sensiblement égal à l'expression :
<EMI ID=24.1>
devient, dès que la distance D existant entre le récepteur et le point E atteint plusieurs kilomètres, approximativement égale, ainsi qu'il a été dit
<EMI ID=25.1>
crites ci-aprèsÇ le déphasage mesuré par le phasemètre qui constitue la partie terminale d'un multiphasemètre, est toujours égal, à une constante près, à une somme algébrique de phases, celles-ci étant affectées de certains coefficients entiers semblables au coefficient 4 affectant ci-dessus la
<EMI ID=26.1>
Pour la clarté de l'exposé qui va suivre, les demandeurs ont convenu de donner à cette somme algébrique, la dénomination de "phase totale" du groupe de courants considérés, et de donner aux coefficients entiers précités, la dénomination de "poids". Parallèlement, on a désigné sous le nom de "multiphasemètre", l'appareil comprenant en combinaison avec un phasemètre, un assemblage lui-même dénommé "opérateur de fréquences" qui comprend notamment des filtres amplificateurs et essentiellement des mélangeurs de fréquences permettant de réaliser à partir des courants reçus par le multiphasemètre, deux nouveaux courants dont les fréquences, de préférence basses;
, sont, au moins sensiblement, égales l'une à l'autre et essentiellement égales à des sommes algébriques des fréquences des courants reçus, ces fréquences étant affectées dans ces sommes algébriques de coefficients entiers positifs et négatifs.. Les phases instantanées de ces nouveaux courants sont par suite égales à des sommes algébriques des phases instantanées des courants reçus affectées des mêmes coefficients entiers que les fréquences correspondanteso
En définitive le multiphasemètre ainsi constitué permet de mesurer la phase totale du groupe des courants reçus. La suite de l'exposé fera d'ailleurs apparaître l'utilité de cette nouvelle terminologie.
La figure 3 donne le schéma de la station émettrice: 19, 20, 21,
22 désignent les quatre émetteurs dont les antennes sont indiquées respectivement en A, B, C, D. Chacun d'eux produit avec une puissance de 25 watts, une onde entretenue pure dont la fréquence est réglée au mieux sur sa valeur nominale (donnée plus haut) et stabilisée par cristal; 23 désigne le cinquième émetteur ayant son antenne en E. Cet émetteur est constitué par un dispositif 24 dénommé ci-après "générateur synchronisé" et un amplificateur de puissance 25. Le générateur synchronisé 24 comprend un générateur 26, un dispositif déphaseur 27, et un servo-moteur 28 dont l'arbre de sortie est <EMI ID=27.1>
de quelques cycles de part et d'autre de sa valeur nominale, à l'aide d'un dispositif de réglage constitué par exemple par une capacité variable associée au circuit oscillant dont fait partie le cristal et manoeuvrable au moyen d'un axe de commande 30.
Le dispositif déphaseur 27 manoeuvrable par un axe de commande
31 est traversé par le courant produit par le générateur 26. Il crée entre son courant d'entrée et son courant de sortie, un déphasage de préférence égal à l'angle définissant la position de son arbre de commandeo
L'amplificateur 25 donne au courant sortant du déphaseur 27, la puissance voulue (100 watts) pour alimenter convenablement l'antenne E.
Le servo-moteur 28 consiste par exemple en un moteur asynchrone diphasé dont le rotor a une faible inertie et une résistance supérieure à sa réactance pour sa fréquence de travail, et des amplificateurs dont le gain est suffisant pour assurer l'entraînement du moteur asynchrone par les courants alimentant le servo-moteur. Une liaison mécanique 32 relie sans
<EMI ID=28.1>
servo-moteur à l'axe de commande 31 du déphaseur 27. Une seconde liaison mécanique 33 relie, par l'intermédiaire d'une forte démultiplication, l'arbre de sortie 29 du servo-moteur, à l'axe de commande 30 du dispositif de ré-
<EMI ID=29.1>
34 désigne le récepteur de régulation dont l'antenne est en R Il est constitué par un opérateur de fréquences identique à celui indiquér en 6 à la figure 2.
35 désigne les deux fils qui relient la sortie du récepteur 34 aux amplificateurs d'entrée du servo-moteur 28.
La station émettrice ainsi constituée fonctionne comme suit : les cinq émetteurs 19 à 23 produisent comme mentionné ci-dessus cinq ondes en-
<EMI ID=30.1>
grâce à l'antenne R , le récepteur 34 reçoit ces cinq ondes; étant constitué par un opérateur de fréquences identique à celui décrit dans la figure 2, il fonctionne de la même façon et produit donc deux courants de 30 cycles.
Par l'intermédiaire des deux fils 35, ces deux courants, après avoir été convenablement amplifiés, alimentent respectivement les deux bobinages du stator du moteur asynchrone constituant le servo-moteur 28, et par l'intermédiaire des liaisons mécaniques 32 et 33, du dispositif de réglage en fréquence inclus dans le générateur 26, et du dispositif dépha-seur 27, ils réagissent sur le réglage en phase de l'onde émise par l'émet-
<EMI ID=31.1>
modification apportée à la phase de cette onde se répercute sur le déphasage relatif des deux courants en question, de sorte que la chaîne de réaction ainsi réalisée se ferme sur elle-même et fonctionne comme un système asservi.
Effectivement, ce système prend très facilement et très rapidement son équilibre (il suffit pour cela que les liaisons 32 et 33 agissent dans le sens voulu pour que cet équilibre soit stable), lequel est caractérisé par les points suivants:
les deux courants de 30 cycles ont exactement la même fréquence l'un que l'autre� et leur déphasage est nul (pratiquement, à un degré près);
<EMI ID=32.1>
cles sont respectivement égales à la moyenne des fréquences et à la moyenne des phases instantanées des quatre autres ondes;
l'arbre de sortie du servo-moteur 28 (et par suite les pièces mobiles auxquelles il est lié mécaniquement) ne tourne que _dans la mesure où les fréquences des ondes émises sont l'objet de variations accidentelles
<EMI ID=33.1>
Dans ces conditions l'indication du phasemètre est fonction de la distance séparant l'antenne du mobile de l'antenne fixe E.
On va maintenant décrire d'une façon complète et détaillée les divers éléments dont se compose l'installation qui vient d'être décrite à titre d'introduction de la présente demande. Ces éléments seront successivement le multiphasemètre (station réceptrice) c'est-à-dire la combinaison d'un opérateur de fréquences et d'un phasemètre et le multigénérateur (station émettrice) comportant de préférence un récepteur de régulation. On donnera enfin divers autres exemples de réalisation d'autres installations conformes à l'inventiono
<EMI ID=34.1>
daux. Le concept de "phase totale" d'un groupe de courants étant nouveau il est nécessaire avant d'entreprendre la description de cet appareil de préciser des notions connues concernant la phase et la fréquence des courants:
Il est connu que, étant donné deux courants électriques de fré-
<EMI ID=35.1>
sont respectivement identiques c'est-à-dire égales, même si l'une quelcon-
<EMI ID=36.1>
<EMI ID=37.1>
<EMI ID=38.1>
le choix n'est soumis qu'à la seule condition de rendre positive chacune des expressions en questiono
Plus généralement on conçoit que, étant donné des courants élec-
<EMI ID=39.1>
semble constitué par des dispositifs mélangeurs ou multiplicateurs de fréquences, et comportant en outre s'il y a lieu des dispositifs de filtrage et d'amplification, de réaliser un ou plusieurs courants électriques dont
<EMI ID=40.1> pressions:
<EMI ID=41.1>
<EMI ID=42.1>
négatifs ou nuls dont :Le choix n'est soumis qu'à la seule condition de rendre positive chacune des expressions en question.
Il est précisé qu'un tel ensemble sera désigné ci-après sous le nom d'opérateur de fréquence.
Il est précisé également que dans le présent exposé on dénommera:
<EMI ID=43.1>
stant précis où s'est produit le maximum de la dernière alternance positive qui a précédé l'origine des temps et cette origine des temps;
<EMI ID=44.1>
temps jusqu'à l'instant considéré.
Les phases en question seront par exemple exprimées en radians. Il résulte de ces dispositions que la phase initiale est nécessairement in-
<EMI ID=45.1>
dépasser plusieurs fois 21( radians;
phasemètre, tout appareil susceptible, étant donné deux courants
<EMI ID=46.1>
évidemment pas en fonction du temps; dans le cas où elles sont presque égales, cette différence varie en fonction du temps. Par l'expression "presque égales", on entend dans le présent texte que la différence des fréquences est telle que la fréquence de battement est nettement inférieure à la fréquence propre du phasemètre, de sorte que celui-ci donne à chaque instant
<EMI ID=47.1>
tanéeso
Il est précisé, enfin, que dans le présent exposé on dénommera:
groupe de courant: un ensemble constitué par plusieurs courants <EMI ID=48.1> entiers, positifs, négatifs ou nuls, qui sont choisis au moment où l'on détermine les caractéristiques d'une installation à réaliser et ceci en fonction de l'application à laquelle l'installation est destinée;
<EMI ID=49.1>
affecté dans le groupe considéré;
poids total d'un groupe de courants la somme algébrique des poids des courants constituant ce groupe;
<EMI ID=50.1>
sion:
<EMI ID=51.1>
<EMI ID=52.1>
<EMI ID=53.1>
<EMI ID=54.1>
<EMI ID=55.1>
<EMI ID=56.1>
<EMI ID=57.1>
Il est à remarquer:
que la fréquence totale d'un groupe de courants peut être positive, négative ou nulle;
que la phase initale d'un groupe de courants est une constante indépendante du temps et dont la valeur ne dépend que des phases initiales et des poids des courants constituant le groupe;
<EMI ID=58.1>
qu'il en résulte que la vitesse de variation de la phase totale
<EMI ID=59.1>
de même que la vitesse de variation de la phase instantanée d'un courant est égale sa fréquence multipliée par 27T j
que si la fréquence totale d'un groupe est nulle, la phase totale de ce groupe a une valeur constante, c'est-à-dire indépendante du temps.
L'invention introduit donc la notion de phase totale et de la. fréquence totale d'un groupe de courants et utilise le fait que si cette fréquence totale est nulle ou presque nulle, cette phase totale est constante ou varie peu rapidement; elle permet; étant donné un groupe d'au moins trois courants dont les fréquences et les poids respectifs ont été choisis suivant l'usage auquel le groupe est destiné et sont tels que la fréquence totale
du groupe est nulle ou presque nulle, de mesurer la phase totale dudit grou-
<EMI ID=60.1>
Il est connu en effet, que ceci est possible en ce qui concerne un groupe de deux courants dont les fréquences sont égales ou presque égales l'une à l'autre, ou égales à deux harmoniques différents d'une même fréquenceo L'invention aura donc des applications analogues mais plus étendues que les mesures de déphasage actuellement pratiquées.
L'invention arrive au résultat en question, c'est-à-dire la mesure de la phase totale d'un groupe d'au moins trois courants par utilisation d'un appareil qui sera dénommé multiphasemètre, qui est constitué par un opérateur de fréquences et par un phasemètre, et qui est caractérisé par le fonctionnement suivant:
Etant donné un groupe de n courants électriques (n étant supé-
<EMI ID=61.1>
<EMI ID=62.1>
est nulle ou presque nulle, d'une part on réalise à l'aide de l'opérateur
<EMI ID=63.1>
qu'à la seule condition de rendre positive l'expression en question, et <EMI ID=64.1>
tions suivantes:
<EMI ID=65.1>
ce qui entraîne que les fréquences f' et f" sont égales ou presque égales l'une à l'autre puisque leur différence étant égale à la fréquence totale du groupe de courants est nulle ou presque nulle, et d'autre part on mesure à l'aide du phasemètre le déphasage instantané existant à l'instant t entre les deux courants de fréquences respectives f' et fil ainsi réalisés.
<EMI ID=66.1>
de courants considéré, et K désignant une constante indépendante du temps et indépendante des phases initiales ou instantanée des différents courants du groupe, constante dont la valeur dépend uniquement des fréquences
<EMI ID=67.1>
Il en résulte, et c'est là une caractéristique importante de l'invention, que l'indication fournie par le multiphasemètre est la même
<EMI ID=68.1>
quelle que soit la façon dont on réalise les deux courants de fréquence respectifs f' et fil, étant donné que cette indication fournit, comme précisé ci-dessus, la valeur de la phase totale � à la constante Ko près.
Cette constante K peut être déterminée une fois pour toutes par exemple en alimentant directement le multiphasemètre par un groupe
de courants dont la fréquence totale et la phase totale sont et restent nulles. Ceci fait, il est facile, si on le désire, de décaler le zéro de l'appareil de façon à éliminer la constante K . On notera du reste que dans la plupart des applications la connaissance [deg.] de K n'est pas indispensa-
<EMI ID=69.1>
<EMI ID=70.1>
110 désignent chacun un multiplicateur de fréquence suivi d'un filtre amplificateur; 111 à 114 désignent chacun un mélangeur de fréquences suivi d'un filtre amplificateur; 115 désigne un phasemètre.
Le fonctionnement du multiphasemètre ainsi constitué est le suivant:
le circuit d'entrée marquée 101 amène dans le multiphasemètre les trois courants constituant le groupe dont on veut mesurer la phase totale. Les fréquences et les poids de ces courants seront respectivement
<EMI ID=71.1>
tionnement normal de l'appareil, être nulle ou presque nulle.
Chacun des filtres amplificateurs marqués 102, 103, 104 laisse passer et amplifie, à l'exclusion de tout autre courant, un des courants
<EMI ID=72.1>
<EMI ID=73.1> <EMI ID=74.1>
Les multiplicateurs de fréquence marqués 105 à 110 effectuent respectivement les multiplications de fréquence suivantes:
105 multiplie la fréquence F-, par la valeur absolue du coeffi-
<EMI ID=75.1>
K� étant des coefficients entiers positifs, négatifs ou nuls dont le choix n�est soumis qu'à la condition de rendre positive l'expression:
<EMI ID=76.1>
<EMI ID=77.1>
<EMI ID=78.1>
111 effectue à partir des courants sortant respectivement des dispositifs 105 et 106, l'addition ou la soustraction de fréquences nécessaire à la réalisation du courant dont la fréquence est identique en valeur
<EMI ID=79.1>
tant respectivement des -dispositifs 111 et 107, l'addition ou la soustraction de fréquences nécessaires à la réalisation du courant dont la
<EMI ID=80.1>
à partir des courants sortant respectivement des dispositifs 108 et 109 l'addition ou la soustraction de fréquences nécessaire à la réalisation du cou-
<EMI ID=81.1>
positifs 113 et 110, l'addition ou la soustraction de fréquences nécessaire à la réalisation du courant dont la fréquence fil est identique à l'expres-
<EMI ID=82.1>
deux courants. On peut vérifier que la différence de fréquences f' - fil étant identique à la fréquence totale F du groupe de courants entrant dans le mul-
<EMI ID=83.1>
la phase totale dudit 'groupe que d'une constante K qui peut être déterminée ou éliminée une fois pour toutes, par exemple, ainsi qu'il a été indiqué précédemment..
<EMI ID=84.1>
le multiphasemètre par des circuits différents, les dispositifs 102, 103,
104 peuvent être réduits à un rôle d'amplification ou même être supprimés.
<EMI ID=85.1>
est égal soit à + 1, soit à - 1, il est clair que le multiplicateur de fréquence correspondant devient inutileo
De même si l'un de ces coefficients est nul, le multiplicateur de fréquence correspondant et le mélangeur de fréquences qui lui fait suite deviennent tous deux inutiles.
Il est facile de se rendre compte que l'exemple de réalisation .d'un multiphasemètre qui vient d'être décrit? bien que correspondant seulement au cas particulier où le groupe de courants dont il mesure la phase totale ne comporte que trois courants, peut aisément être généralisé, c'està-dire que, quel que soit le nombre de courants que comporte un groupe, et quelles que soient les valeurs des fréquences et des poids de ces courants il est possible de construire un multiphasemètre capable de mesurer la phase totale de ce groupe.
Il est intéressant de remarquer que la réalisation d'un multiphasemètre, du fait même qu'elle permet de mesurer la phase totale d'un groupe de courants, donne à cette notion de phase totale, un sens physique, et l'on constate aisément que cette réalisation donne pareillement un sens physique à la notion de poids d'un courant. Pour cela, il suffit de supposer que l'on réalise une expérience qui est décrite ci-après, et qui sera dénommée "expérience du déréglage virtuel".
a) On prend un multiphasemètre capable de mesurer la phase totale d'un groupe de courants ayant des caractéristiques données. Le phasemètre qui constitue l'élément final de ce multiphasemètre donne donc la valeur de la phase totale de ce groupe, à l'aide par exemple d'une aiguille qui se déplace devant une graduation, et qui tourne d'un tour lorsque la <EMI ID=86.1> b) On alimente ce multiphasemètre par un groupe de courants présentant les caractéristiques auxquelles le multiphasemètre est adapté, et dont la fréquence totale est nulle. La phase totale a alors une valeur constante, et l'aiguille indicatrice du phasemètre est immobile. c) Par un moyen quelconque, on augmente d'un cycle la fréquence d'un quelconque des courants entrant ou circulant dans le multiphasemètre.
<EMI ID=87.1>
ficient entier, positif si l'aiguille tourne dans le sens de la graduation, négatif si l'aiguille tourne dans le sens inverse ou nul si l'aiguille ne tourne pas.
Or, on peut vérifier:
d'une part, que si au lieu d'agir sur la fréquence d'un courant, on agit sur sa phase, c'est-à-dire que si par un moyen quelconque, on augmente par exemple d'un radian la phase d'un quelconque des courants entrant ou circulant dans le multiphasemètre, l'aiguille indicatrice se déplacera de K radians, K étant le même coefficient entier que précédemment;
d'autre part, que s'il s'agit d'un des courants entrant dans le multiphasemètre, le coefficient K n'est autre que le poids du courant dans le groupe dont le multiphasemètre mesure la phase totale.
L'expérience décrite ci-dessus permet donc d'une part, de généraliser la définition du poids d'un courant, jusqu'à présent limitée aux courants entrant dans un multiphasemètre, et de l'étendre aux courants circu- lant dans un multiphasemètre, en dénommant dans tous les cas poids du courant considéré, le coefficient entier K qui lui correspond; d'autre part, de donner au coefficient ainsi dénommé poids, une signification physique ne faisant appel qu'à des notions bien connues de l'homme de l'art; il suffit en effet à celui-ci,, pour se rendre compte de la valeur du poids d'un courant, de supposer qu'il réalise l'expérience décrite ci-dessus.
Il est par ailleurs utile pour la suite du présent exposé, de tirer de l'expérience qui vient d'être décrite, quelques conséquences relatives aux opérations d'additions et de soustractions de fréquences.
Il est clair en effet en se référant à ladite expérience que si à l'aide d'un mélangeur de fréquences et de deux courants composants, de fré-
<EMI ID=88.1> poids de chacun des courants composants est égal au poids du courant résultant.
Pareillement, il est clair que si à l'aide d'un mélangeur de
<EMI ID=89.1>
est égal au poids du courant résultant et le poids du courant composant ayant la fréquence la moins grande est égal au poids du courant résultant changé
de signe.
OPERATEUR DE FREQUENCES,
En ce qui conerne la réalisation de l'opérateur de fréquences qui constitue, comme il vient d'être dit, la première partie d'un multiphasemètre il est à remarquer qu'en pratique, on n'aura jamais a mesurer la pha-
<EMI ID=90.1>
tion visée, il sera nécessaire de réaliser tout d'abord un appareil capable de produire un groupe de courants sur lequel des mesures seront effectuées
à l'aide du multiphasemètre, et il est clair que l'on choisira les caractéristiques de ce groupe de courants non seulement suivant l'application visée, mais aussi de façon à faciliter la réalisation du multiphasemètre ou
à améliorer la précision des mesures qu'il effectue.
Or précisément, une des caractéristiques importantes de l'invention consiste en des dispositions qui sont décrites ci-après et qui permettent, lorsqu'on a pu effectivement choisir dans certaines limites les caractéristiques d'un groupe de courants, de réaliser un multiphasemètre facile
à construire et capable de mesurer la phase instantanée de ce groupe avec une bonne précision.
Suivant une première disposition, on utilisera à titre d'organes composants pour la réalisation des multiphasemètres, des ensembles dont chacun est constitué essentiellement par un filtre, en général amplificateur, suivi d'un mélangeur de fréquences, lampe détectrice par exemple, et dont le fonctionnement et l'emploi sont caractérisés par le fait d'une part que le filtre laisse passer, à l'exclusion de tout autre courant un nombre N + 1
de courants de fréquences différentes mais voisines, ce nombre N + 1 étant au moins égal à 2, d'autre part que les courants sortant du filtre sont envoyés dans le mélangeur à l'exclusion de tout autre courant et enfin que parmi les courants résultant des mélanges de fréquences effectués par le mélangeur, seuls seront utilisés et seront donc sélectés par des dispositifs ne faisant pas partie de l'ensemble considéré, mais qui sont placés à la suite du mélangeur de cet ensemble, les N courants qui résultent des N soustractions de fréquences effectuées entre l'un des courants sortant du filtre, lequel courant sera dénommé courant principal, et les N autres courants sortant également du filtre.
Les ensembles ainsi définis seront dénommés filtres soustracteurs
<EMI ID=91.1>
aura avantageusement une amplitude plus grande que celle des autres courants.
La figure 5 donne le schéma général d'un filtre soustracteur dont la constitution et le fonctionnement sont précisés à titre d'exemple purement explicatif dans un cas particulier d'emploi d'un filtre soustracteur <EMI ID=92.1>
ayant une bande passante de 1.000 cycles; 117 désigne un mélangeur de fréquences, lampe détectrice par exemple; 118 et 119 désignent respectivement le circuit d'entrée et le circuit de sortie du filtre soustracteur.
L'ensemble ainsi constitué fonctionne de la façon suivante:
Le filtre amplificateur 116 sélecte, parmi les courants qui lui sont amenés par le circuit 118, cinq courants de fréquences différentes <EMI ID=93.1>
Le mélangeur 117 reçoit donc, à l'exclusion de tout autre, les cinq courants en question et en mélange les fréquences. Le courant de fréquence 2.000 jouera le rôle de courant principal, c'est-à-dire que, parmi tous les courants résultant des mélanges effectués par le mélangeur, seuls les quatre courants résultant des soustractions de fréquences suivantes:
<EMI ID=94.1>
seront utilisés. Ils seront donc, dès leur sortie du mélangeur 117 et à l'exclusion de tout autre courant sortant de ce mélangeur, sélectés par les
<EMI ID=95.1>
On voit donc qu'un filtre soustracteur .diminue d'une unité le nombre de courants, et il est clair qu'en assemblant convenablement un nombre suffisant de filtres soustracteurs on arrive finalement à deux courants; il suffit alors d'associer à cet assemblage un phasemètre précédé par exemple de deux filtres sélectant chacun l'un de ces courants pour réaliser un multiphasemètreo Ainsi qu'il a été dit au début du présent exposé, il suffit
en effet d'alimenter un phasemètre avec deux courants résultant des mélanges de fréquences convenables pour que cet appareil fournisse la phase to-
<EMI ID=96.1>
On notera, et c'est là une caractéristique importante de l'invention, que c'est le même filtre 116 qui sélecte les courants à transmettre au mélangeur 117, par opposition à la disposition qui consisterait à sélecter isolément chaque courant par un filtre distinct. En effet, dans ce dernier cas, l'instabilité des filtres créerait des déphasages instables provoquant des variations de la phase totale du groupe de courants, d'où des erreurs
de mesure pouvant enlever toute signification au résultat.
Au contraire, on peut vérifier que dans la disposition adoptée, l'instabilité du filtre unique que comporte un filtre-soustracteur ne modifie pas sensiblement la phase des courants utiles produits par cet ensemble; en effet les déphasages instables créés par ce filtre se soustraient les uns des autres et leur différence reste sensiblement constante, et ceci d'autant plus que les fréquences des courants entrant dans cet ensemble sont situées sensiblement au centre de la bande passante du filtre et que les fréquences des courants utiles produits par cet ensemble sont petites par rapport à cette bande passante.
Il est clair qu'en conséquence l'instabilité des filtres entrant dans la constitution des filtres soustracteurs faisant partie d'un multiphasemètre ne perturbe sensiblement pas les indications fournies par ce dernier appareil, c'est-à-dire que la constante K précitée restera stable même si l'on utilise des filtres très sélectifs.
On voit enfin que les filtres soustracteurs abaissent les fréquences des courants, ce qui facilite la sélection des courants sortant de ces ensembles et conduit à employer des phasemètres fonctionnant sur des basses ou même sur des très basses fréquences, ce qui, comme l'on sait, est très avantageux.
La figure 6 schématise un multiphasemètre capable de mesurer la phase totale d'un groupe de quatre courants dont les poids respectifs sont
<EMI ID=97.1>
ou même à des très basses fréquences.
<EMI ID=98.1>
122 et 123 désignent chacun un filtre amplificateur passe-bas et 115 un phasemètre.
Le multiphasemètre ainsi constitué fonctionne de la façon suivantes le filtre soustracteur 120 laisse passer et amplifie, à l'exclusion
<EMI ID=99.1>
<EMI ID=100.1>
soustracteur 120; le filtre amplificateur passe-bas 123 laisse passer, à l'exclusion de tout autre, le courant de fréquence f" produit par le filtre soustracteur 121; le phasemètre 115 mesure le déphasage des courants de fré-
<EMI ID=101.1>
dire la valeur de l5 expressions
<EMI ID=102.1>
<EMI ID=103.1>
K désignant une constante indépendante du temps et indépendante des phases des différents courants du groupe; la valeur de cette constante dépend uni-
<EMI ID=104.1>
<EMI ID=105.1>
cycles et ^seront sensiblement centrées respectivement sur 310 et 210 cycles; les filtres 122 et 123 laisseront passer les fréquences inférieures à 100 cycles; le phasemètre 115 est susceptible de mesurer le déphasage de deux courants ayant des fréquences de l'ordre de 20 cycles., La figure 7 schématise un multiphasemètre capable de mesurer la <EMI ID=106.1>
tions suivantes
<EMI ID=107.1>
les fréquences F-. à F étant soumises aux mêmes conditions que dans la réalisation de la figure'* 6.
Dans la figure 7, 124 désigne un ensemble filtre soustracteur de type 4 et les autres organes sont identiques à ceux de la figure 6 et portent les mêmes références.
Le filtre soustracteur 124 reçoit et sélecte les cinq courants
<EMI ID=108.1>
rants sont sélectes par le reste de l'appareil, lequel fonctionne comme déjà indiqué à l'occasion de la figure 6. On peut vérifier que la phase totale mesurée par le multiphasemètre est bien celle du groupe constitué par les cinq courants précités.
Suivant un exemple numérique on aura:
<EMI ID=109.1>
la bande passante du filtre soustracteur 124 sera de 1.000 cycles et sera centrée sensiblement sur 2.000 cycles.
. La figure 8 schématise un multiphasemètre capable de mesurer la <EMI ID=110.1>
suivantes:
<EMI ID=111.1>
<EMI ID=112.1>
<EMI ID=113.1>
Dans la figure 8 125 et 126 désignent chacun un filtre soustracteur du type 2; les autres organes sont identiques à ceux de la figure 6 et portent les mêmes références.
Le filtre soustracteur 125 reçoit et sélecte les trois courants
<EMI ID=114.1>
rants résultant de ces mélanges, se trouvent notamment les courants de fré- <EMI ID=115.1>
<EMI ID=116.1> la figure 6. On peut vérifier que la phase totale mesurée par le multiphasemètre est bien celle du groupe constitué par les six courants précités.
Suivant un exemple numérique,
<EMI ID=117.1>
les bandes passantes de 125 et 126 seront de 1.000 cycles et seront centrées respectivement sur 3.000 et 2.000 cycles.
Le multiphasemètre schématisé à la figure 9 diffère simplement
<EMI ID=118.1>
concerne la constitution de l'appareil que les filtres soustracteurs 125 et
126 débitent en parallèle, à la fois sur le filtre soustracteur 120 et sur le filtre soustracteur 121 et d'autre part en ce qui concerne son fonctionnement que la constitution du groupe de courants! entrant dans le multiphasemètre peut alors faire l'objet des deux variantes ci-après. La: première variante consiste simplement à remplacer, dans les relations (2) données à l'occa-
<EMI ID=119.1>
<EMI ID=120.1>
<EMI ID=121.1>
On a figuré sur le dessin pour plus de simplicité un circuit de
<EMI ID=122.1>
que dans la pratique toutes dispositions bien connues de l'homme de l'art peuvent être prises pour éviter les réactions intempestives des organes entre eux. Cette remarque s'applique d'ailleurs à tous les multiphasemètres décrits.
La figure 10 schématise un multiphasemètre capable de mesurer la <EMI ID=123.1>
1[deg.] - tous les poids ayant un numéro pair sont égaux à +1 et tous ceux ayant un numéro impair sont égaux à - 1;
2[deg.] - les fréquences ayant des numéros impairs sont choisies arbitrairement;
3[deg.] - les fréquences ayant des numéros pairs sont telles que l'on ait les relations suivantes:
<EMI ID=124.1>
<EMI ID=125.1>
<EMI ID=126.1>
Dans cette figure 10, 127, 128, 129, 130 désignent chacun un filtre soustracteur du type 1; les autres organes sont identiques à ceux de la figure 6 et portent les mêmes références. Chacun des filtres soustracteurs
127, 128, 129, 130 reçoit et sélecte deux courants de fréquences respectives
<EMI ID=127.1>
tracteurs mélange les fréquences des deux courants qu'il sélecte. Parmi les courants résultant des mélanges ainsi effectués, se trouvent notamment le
<EMI ID=128.1>
reste de l'appareil, lequel fonctionne comme déjà indiqué à l'occasion de la figure 6. On peut vérifier que la phase totale mesurée par le multiphasemètre est bien celle du groupe constitué par les huit courants précités. Suivant un exemple numérique on aura:
<EMI ID=129.1>
les bandes passantes des filtres soustracteurs 127 à 130 seront de 600 cy-
<EMI ID=130.1>
cles.
La figure 11 schématise un assemblage de N + 1 filtre soustrac- <EMI ID=131.1>
assemblage est particulièrement avantageux pour la réalisation d'une partie
<EMI ID=132.1>
alimente N filtres soustracteurs de type 1 dont le premier est désigné par
132, et les N - 1 autres par 133. (On notera que dans le cas où N = 1, seul l'ensemble 132 subsiste).
Cet assemblage fonctionne de la façon suivante: le filtre soustracteur 131 sélecte 2 N + 1 courants et en mélange les fréquences. Parmi les courants résultant des mélanges de fréquences ainsi effectués;:, se trouvent les 2 N courants résultant des soustractions de fréquences opérées par
<EMI ID=133.1>
joue le rôle de courant principal. Ces 2 N courants sont sélectes deux par deux par chacun des N filtres soustracteurs 132 et 133. Chacun de ces filtres soustracteurs mélange les fréquences des deux courants qu'il sélecte et produit notamment le courant résultant de la soustraction de leurs fréquences, lequel courant sera sélecté à son tour par les dispositifs placés à la suite de l'assemblage représenté à la figure Il.
La figure 12 schématise un multiphasemètre capable de mesurer la <EMI ID=134.1>
<EMI ID=135.1>
<EMI ID=136.1>
vantes: 2[deg.] - les poids IL^ *et K33 sont tels que les expressions suivantes:
<EMI ID=137.1>
<EMI ID=138.1>
peuvent être égaux soit à + ou - 4, soit à + ou - 2, soit ' 0.
<EMI ID=139.1>
tions suivantes:
<EMI ID=140.1>
<EMI ID=141.1>
réalisation de la figure 10.
Dans la figure 12 134 et 135 désignent chacun un filtre soustracteur du type 4; les autres organes sont identiques à ceux de la figure
10 et portent les mêmes référenceso
Le filtre soustracteur 134 reçoit et sélecte les cinq courants
<EMI ID=142.1>
Les huit courants de fréquences F16 à F23 sont sélectes par le
reste de l'appareil, lequel fonctionne comme déjà indiqué à l'occasion de la figure 10. On peut vérifier que la phase totale mesurée par le multiphasemètre est bien celle du groupe constitué par les dix courants préci- <EMI ID=143.1>
Suivant un exemple numérique on aura:
<EMI ID=144.1>
<EMI ID=145.1>
les bandes passantes des filtres soustracteurs 134 et 135 seront de 20 kilocycles et seront respectivement centrées sensiblement sur 300 kilocycles et
200 kilocycles.
La figure 13 schématise un assemblage de N + 2 filtres soustracteurs, N étant un nombre quelconque au moins égal à 2; l'emploi d'un tel assemblage est particulièrement avantageux pour la réalisation d'une partie de multiphasemètre. 136 et 137 désignent chacun un filtre soustracteur de type N, et alimentent en parallèle N filtres soustracteurs de type 1 dont les deux premiers sont désignés respectivement par 138 et 139 et dont les N - 2 autres <EMI ID=146.1>
Cet assemblage fonctionne de la façon suivante: le filtre soustracteur 136 sélecte N + 1 courants et en mélange les fréquences. Parmi les courants résultant des mélanges de fréquences ainsi effectués, se trouvent les N courants résultant des soustractions de fréquences toutes opérées par rapport au courant principal. Le filtre soustracteur 137 sélecte N + 1 courants et en mélange les fréquences. Parmi les courants résultant des mélanges de fréquences ainsi effectués, se trouvent les N courants résultant des soustractions effectuées par rapport à un seul courant dit courant principal.
Les 2 N courants résultant donc des soustractions en question seront utilisés à l'exclusion de tout autre par les N filtres soustracteurs
138, 139 et 140. Chacun de ces filtres soustracteurs sélecte en effet deux courants dont l'un venant du filtre soustracteur 136 et l'autre du filtre soustracteur 137, et produit notamment le courant résultant de la soustraction des fréquences de ces deux courants, lequel courant sera sélecté à son tour par les dispositifs placés à la suite de l'assemblage représenté à la figure 130
Le multiphasemètre schématisé par la figure 14 diffère de celui de la figure 12 par le fait, d'une part, en ce qui concerne la constitution de l'appareil que les deux filtres soustracteurs 134 et 135 débitent en parallèle et alimentent à la fois les quatre filtres soustracteurs 127
à 130 et, d'autre part, en ce qui concerne son fonctionnement que les rela-
<EMI ID=147.1>
modifiées suivant diverses variantes, et entre autres de la façon suivante:
<EMI ID=148.1>
La figure 15 schématise un assemblage de N + 1 ensembles filtres <EMI ID=149.1>
ploi de cet assemblage est particulièrement avantageux pour la réalisation d'une partie de multiphasemètre. N ensembles filtres soustracteurs du type
<EMI ID=150.1>
désignent chacun un des N filtres soustracteurs du type 1; 143 désigne les N - 2 autres filtres soustracteurs également du type 1; (si N = 2 seuls
141 et 142 subsistent) 144 désigne le filtre soustracteur du type N - 1.
Cet assemblage fonctionne de la façon suivantes chacun des fil-
<EMI ID=151.1>
quenceso Parmi les courants résultant des mélanges de fréquences ainsi effectués, se trouve pour chacun des filtres soustracteurs en question un courant résultant de la soustraction des fréquences des deux courants sélectés. Le nombre total des courants résultant des soustractions en question est
<EMI ID=152.1>
résultant des soustractions de fréquences effectuées par rapport à celui des
<EMI ID=153.1>
courants résultant de ces soustractions de fréquences seront sélectes à leur tour par les dispositifs placés à la suite de l'assemblage représenté à la <EMI ID=154.1> La figure 16 schématise un multiphasemètre capable de mesurer <EMI ID=155.1>
<EMI ID=156.1>
<EMI ID=157.1>
<EMI ID=158.1>
3[deg.] - les fréquences ayant des numéros pairs sont telles que l'on ait les relations suivantes:
<EMI ID=159.1>
<EMI ID=160.1>
filtre soustracteur du type 1; les autres organes sont identiques à ceux de la figure 7 et ont les mêmes références.
<EMI ID=161.1>
les courants résultant des mélanges ainsi effectués, se trouve notamment pour chacun de ces filtres soustracteurs le courant résultant de la soustraction effectuée entre les fréquences des deux courants sélectés par ledit filtre soustracteuro Le filtre soustracteur 124 reçoit donc notamment les cinq courants résultant de ces soustractions de fréquences, lesquels courants ont <EMI ID=162.1>
<EMI ID=163.1>
que la phase totale mesurée par le multiphasemètre est bien celle du groupe constitué par les dix courants précités,
Suivant un exemple numérique on aura:
<EMI ID=164.1>
les bandes passantes des filtres soustracteurs 145 à 149 seront de 10 kilocycles et seront respectivement centrées sensiblement sur 180, 160, 140,
120 et 100,kilocycles.
En ce qui concerne les multiphasemètres et assemblages ayant fait l'objet des figures 4 à 16, il est à remarquer:
1[deg.] - que dans de nombreux cas les courants peuvent être amenés dans lesdits multiphasemètres ou assemblages par un seul circuit. Il suffit pour cela que les fréquences des courants ainsi amenés puissent être sélectés convenablement par les premiers filtres soustracteurs dans lesquels pénètrent ces courants. Tel est le cas des exemples numériques qui ont été donnés;
2[deg.] - que si, au contraire, les courants sont, ainsi qu'il est indiqué sur les figures, amenés dans les filtres soustracteurs placés à l'entrée des multiphasemètres ou assemblages considérés par des circuits distincts, on peut avoir identité entre les fréquences des courants entrant dans les filtres soustracteurs différents. Par exemple dans la figure 6,
<EMI ID=165.1>
gré leur désignation distincte ces deux fréquences seront celles d'un seul et même courant dont le poids est alors égal à la somme algébrique
<EMI ID=166.1>
<EMI ID=167.1>
le filtre soustracteur 120, le troisième amenant uniquement le courant de
<EMI ID=168.1>
3[deg.] - que pratiquement l'assemblage faisant l'objet de la figure 6 constitue non seulement un multiphasemètre pour groupe de quatre courants, mais aussi la partie terminale de tous les multiphasemètres pour groupe de
<EMI ID=169.1>
4[deg.] - que, plus généralement, les multiphasemètres ayant fait l'objet des figures 7, 8, 9, 10, 12, 14 et 16 peuvent également servir de
<EMI ID=170.1> rants plus complexes;
5[deg.] - que chacun des assemblages ayant fait l'objet des figures
11, 13 et 15 diminue le nombre des courants d'un nombre égal au nombre des filtres soustracteurs entrant dans la constitution de l'assemblage consi-
<EMI ID=171.1>
6[deg.] - que les assemblages en question se retrouvent, comme on
<EMI ID=172.1>
soient construits de façon symétrique, c'est-à-dire que l'assemblage précédant le filtre soustracteur 121 peut être différent de celui précédant le filtre soustracteur 120, et peut même être supprimé;
<EMI ID=173.1>
ciés à l'assemblage faisant l'objet de la figure 6 suffit pour réaliser un multiphasemètre capable de mesurer la phase totale d'un groupe de courants, quel que soit le nombre de ces courants, pourvu simplement que le poids total de ce groupe soit nul et que les fréquences des courants constituants soient convenables.
PHASEMÈTRE.
Ainsi qu'il a été précisé au début de l'exposé relatif au multiphasemètre, on entend par phasemètre tout appareil susceptible de mesurer
<EMI ID=174.1>
égales ou presque égales Bien que de tels appareils soient connus dans la technique, il paraît cependant utile d'en décrire des modes de réalisation particulièrement avantageux dans le cadre de l'invention.
Suivant un premier mode de réalisation bien connu, le phasemètre comporte un stator diphasé et un rotor monophasé; l'un des deux courants est dédoublé en deux courants en quadrature, qui sont envoyés après amplification dans les deux bobinages du stator, de manière à produire un champ tournant, tandis que l'autre est envoyé, après amplification, dans
le rotor. Celui-ci s'oriente par rapport au stator, suivant un angle égal
au déphasage des deux courantsa
Un autre mode de réalisation plus avantageux est représenté schématiquement à la figure 17, dans laquelle 150 et 151 désignent les deux circuits amenant dans le phasemètre les deux courants de fréquences respectives f' et fil 152 désigne un servo-moteur dont l'arbre de sortie a une vitesse qui est fonction du déphasage relatif des deux courants qui l'alimentent.
153 désigne un'déphaseur dont l'axe de commande est relié à l'arbre de sortie du servo-moteur 152 par une liaison mécanique 154, de préférence démultipliée; ce déphaseur est connecté dans l'un des circuits d'entrée, 150 par exemple, du servo-moteur 152, et il crée entre son courant d'entrée et son courant de sortie, un déphasage qui est fonction de la position de son axe
de commande.
L'ensemble ainsi constitué fonctionne de façon bien connue comme un système asservi, l'axe de commande du déphaseur 153 prenant une position telle que le déphasage des courants entrant dans le servo-moteur 152, ait
la valeur pour laquelle la vitesse de l'arbre de sortie de celui-ci est nulle. Il est évident que le sens de branchement des liaisons électriques ou mécaniques doit être tel que la position de l'axe de commande du déphaseur est une position d'équilibre stable. On voit aisément que la position dudit axe de commande fournit de façon indirecte la valeur du déphasage que l'on veut mesurer.
La figure 18 représente schématiquement un phasemètre dont l'em- <EMI ID=175.1>
relativement élevées. Ce phasemètre comporte une hétérodyne 155, produisant
<EMI ID=176.1> sent égales, et extérieure à l'intervalle f', fil si ces fréquences sont presque égales; ce courant de fréquence H sert à abaisser simultanément les fréquences f' et fil des courants amenés par le circuit 150 et 151.
Dans ce but, une mélangeuse 158 reçoit, comme indiqué, les courants de fréquences f' et H, et fournit par suite un ensemble de courants
<EMI ID=177.1>
indiquant suivant la notation connue, qu'il faut prendre la valeur absolue des valeurs écrites entre elles). Ce courant est sélecte, à l'exclusion de
<EMI ID=178.1>
qui est sélecté, à l'exclusion de tout autre, par le filtre amplificateur
159
On recueille donc à la sortie des filtres 157 et 159 des courants
<EMI ID=179.1>
Ces courants alimentent un phasemètre élémentaire 160, qui peut être de type quelconque et en particulier conforme aux deux modes de réalisation précédents.
On voit immédiatement que les variations de la fréquence du courant fourni par l'hétérodyne, ainsi que celles de la phase de ce courant, sont sans influence sur l'indication du phasemètre 160; ceci résulte du fait que la fréquence et la phase du courant de l'hétérodyne se retranchent à la fois de celles des courants amenés par les circuits 150 et 151, et par suite, que leurs effets se compensent exactement.
Par suite, le déphasage mesuré par le phasemètre 160 est égal, à une constante près, à celui des courants amenés par 150 et 151, ce qui fait qu'il donne la valeur du déphasage de ces courants, la constante en question étant facile à déterminer et même en général nulle si les filtres 157 et 159 sont construits de la même façon.
La disposition représentée à la figure 19 s'applique au cas où les courants de fréquences f' et fil amenés par les circuits 150, 151 sont accompagnés d'autres courants qu'il convient d'éliminer. Le courant de l'hétérodyne 155 est fourni aux lampes mélangeuses 156 et 158, non plus directe-
<EMI ID=180.1>
ayant une bande passante dont la largeur est choisie de façon à laisser passer les courants de fréquences f' et H en ce qui concerne le filtre 161 et les courants de fréquences fil et H en ce qui concerne le filtre 162, et à éliminer les autres courants.
Cette disposition permet de rendre le résultat de la mesure indépendant des variations accidentelles des caractéristiques de ces filtres
161 et 162. On voit en effet que les courants de fréquences f' et H qui traversent le filtre 161 subissent, tout au moins en première approximation, les mêmes variations de phase provenant des variations des.caractéristiques du filtre, de telle sorte que ces variations de phase se retranchant, le résultat final n'en est pas affecté. Il en est de même du filtre 162. Il est remarquer que l'assemblage 161, 156 n'est autre qu'un filtre soustracteur, de même que l'assemblage 162, 158.
La figure 20 illustre la combinaison des dispositions représentées aux figures 17 et 19. Cette combinaison présente l'avantage que le déphaseur 153 agit sur le courant de fréquence H produit par l'hétérodyne, lequel courant a une fréquence bien stable et est exempt de toute composante parasite. La figure 21 donne un exemple de réalisation du servo-moteur entrant dans la constitution des phasemètres représentés aux figures 17 et 20. Ce servo-moteur est essentiellement constitué par un moteur asynchrone diphasé ayant un stator 163 et un rotor 164. 165 et 166 désignent les circuits <EMI ID=181.1>
plifiés s'il y a lieu, par des amplificateurs 167 et 168 et sont envoyés respectivement dans les deux circuits du stator 163, lequel produit donc
un champ elliptiques Les circuits du rotor, 164 ont une résistance qui, pour les fréquences utilisées, est grande par rapport à leur réactance inductive.
On sait que pour une valeur donnée de la fréquence des courants qui alimentent le moteur, la vitesse de ce moteur tournant à vide est proportionnelle au sinus du déphasage des deux'courants en question, et il est clair que si les efforts à fournir par le moteur ne sont pas trop grands, cette proportionnalité reste sensiblement respectée.
L'exemple de réalisation représenté schématiquement à la figure
22 ne diffère de celui de la figure 21 que par la modification suivante: un transformateur 169 est placé à l'entrée des amplificateurs 167 et 168, lesquels comportent un limiteur d'amplitude (par anti-fading ou par écrétage); ce transformateur est tel que les tensions alternatives envoyées dans les amplificateurs 167 et 168 sont respectivement la somme et la différence vectorielles des tensions des courants amenés par les circuits 165 et 166, courants dont les amplitudes sont avantageusement égales ou relativement peu différentes.
Dans ces conditions, l'amplitude de la tension envoyée dans l'amplificateur 168 est sensiblement nulle lorsque les courants amenés par les circuits 165 et 166 sont en phase. Le coefficient d'amplification de l'amplificateur 168 peut alors, pour un amplificateur et un moteur de puissances données, être plus grand que dans la réalisation schématisée par la figure 21, car dans cette réalisation le coefficient d'amplification est évidemment limité par les puissances maxima de l'amplificateur et du moteur.
On vérifie aisément que malgré la modification en question, la vitesse du moteur reste fonction du déphasage des deux courants amenés par les circuits 165 et 166, et qu'elle est nulle quand ce déphasage est nul. Mais pour un faible déphasage la vitesse en question est plus grande, et d'autre part la valeur du déphasage minimum pour lequel le moteur commence à tourner malgré les frottements inévitables, est plus petite.
La figure 23 donne un exemple de réalisation du déphaseur entrant dans la constitution des réalisations schématisées par les figures 17 et 20. Cet appareil est constitué par un condensateur variable comportant quatre stators 170, 171, 172, 173 et un rotor excentré 174 dont l'axe est <EMI ID=182.1>
tre par quatre circuits identiques comprenant en série, pour un même sens de progression autour de l'axe 175, une résistance 176 et une capacité 177 dont l'impédance pour la fréquence de travail a la même valeur que la résis-
<EMI ID=183.1>
<EMI ID=184.1>
reliées respectivement aux extrémités du secondaire 179 d'un transformateur
180 dont le primaire 181 est connecté entre le circuit d'entrée 182 du déphaseur et la masse. Le secondaire 179 comporte une prise médiane qui est mise
à la masse. Le rotor 174 est connecté au circuit de sortie 183 du déphaseur.
On vérifie aisément que le fonctionnement de l'appareil ainsi constitué aboutit au résultat suivants
Le déphasage crée entre le courant entrant par le circuit 182
et le courant sortant par le circuit 183 est égal à l'angle définissant la
<EMI ID=185.1>
Dans le pharagraphe intitulé "Opérateur de fréquences" on a défini des assemblages qui sont principalement constitués par des filtres-soustracteurs, et dont l'emploi est particulièrement avantageux dans la réalisa-tion des multiphasemètres, du fait qu'ils simplifient cette réalisation et qu'ils réduisent les erreurs entachant les mesures effectuées.
Mais tous les groupes de courants ne permettent pas que les multiphasemètres capables de mesurer leur phase totale soient réalisés unique-
<EMI ID=186.1>
courants constituant le groupe ont des fréquences égales ou trop voisines. Tel est encore le cas lorsque les courants constituant le groupe ont des fréquences trop écartées. D'autres cas ressortiront d'ailleurs de la suite du présent exposé.
Les dispositions décrites dans le présent paragraphe ont pour but de faciliter la mesure de la phase totale de certaines catégories de groupes de courants, laquelle mesure pouvait être réalisée au moyen des
<EMI ID=187.1>
rait l'être en utilisant exclusivement les dispositifs décrits au paragraphe "Opérateur de fréquences".
L'invention atteint ce résultat, grâce à l'emploi dans la réalisation des multiphasemètres, de nouveaux assemblages comportent essentiellement une ou plusieurs hétérodynes. On conçoit en effet que l'emploi d'hétérodynes effectuant à l'aide de dispositifs mélangeurs de fréquences, dss changements de fréquences convenables, puisse permettre, en modifiant les fréquences des courants entrant ou circulant dans un multiphasemètre, d'amener ces fréquences à des valeurs telles que l'emploi des filtres soustracteurs et des assemblages décrits dans le paragraphe "opérateur de fréquences" redevienne possible.
Il est possible en effet d'utiliser dans les multiphasemètres
des courants produits par des hétérodynes ne faisant l'objet d'aucun réglage spécial, sans que les inévitables variations de la fréquence et de la phase de ces courants puissent perturber les mesures effectuées par les multiphasemètres en question; cette possibilité résulte du fait suivants
Ainsi qu'il a été dit dans le paragraphe "Multiphasemètre"
à l'occasion de la définition d'un groupe de courants, les poids des courants constituant un groupe sont des coefficients entiers, positifs, négatifs ou nuls. Or, par définition même de la fréquence totale et de la phase totale d'un groupe de courants, ces valeurs sont absolument indépendantes des valeurs de la fréquence et de la phase d'un courant de poids nul. En conséquence, la production d'un tel courant n'a besoin d'aucun réglage spécial
et peut donc être assurée par une simple hétérodyne placée à proximité du multiphasemètre.
En d'autres termes, il est possible, étant donné un groupe quelconque de courants, d'y ajouter un nombre quelconque de nouveaux courants de poids nuls; quelles que soient les fréquences et les phases de ces nouveaux courants, la fréquence totale et la phase totale du nouveau groupe de courants ainsi constitué gardent exactement les mêmes valeurs que la fréquence totale et que la phase totale du groupe initial.
En définitive, l'emploi dans les-multiphasemètres des courants produits par des hétérodynes n'est soumis qu'à une seule condition: le poids du courant sortant de chacune des hétérodynes doit être nul.
Pour donner à cette condition un sens physique il suffit de se référer à l'expérience du déréglage virtuel décrite au paragraphe "Multiphasemètre".
Par raison de commodité, on utilisera les dénominations suivantes-.
groupe élémentaire, l'ensemble constitué par un ou plusieurs courants entrant ou circulant dans un multiphasemètre, chacun de ces courants étant pris avec son poids;
deux groupes sont équivalents lorsque leurs fréquences totales
<EMI ID=188.1>
ne diffèrent l'une de l'autre que d'une quantité constante;
transformateur de groupe, tout appareil susceptible de transformer un groupe élémentaire appelé groupe initial et dont les courants sont appelés courants initiaux, en un nouveau groupe élémentaire équivalent appelé groupe image et dont les courants sont appelés courants images, cette transformation étant caractérisée en ce que le nombre des courants images est égal au nombre des courants initiaux; à chacun des courants initiaux correspond un courant image; le poids d'un courant image est égal en valeur absolue au poids du courant initial correspondant, mais sa fréquence est différente de celle du courant initial en question.
L'emploi d�un transformateur de groupe permet donc, cornu il a été dit, de modifier les fréquences des courants entrant ou circulant dans
<EMI ID=189.1>
telles que l'emploi des filtres soustracteurs et des assemblages décrits dans le paragraphe intitulé "Opérateur de fréquences" redevienne possibleo La figure 24 représente le schéma d'un transformateur de groupe conforme à l'invention.
Sur cette figure
<EMI ID=190.1>
sant que le nombre N est égal à 3; il est bien entendu que ce nombre peut être un entier quelconque, simplement au moins égal à 2;
<EMI ID=191.1>
fixe H appelé courant de manoeuvre; le plus souvent cette fréquence sera avantageusement stabilisée par cristal;
<EMI ID=192.1>
égal à celui des courants initiaux; 208, 209, 210 désignent les circuits de sortie de ces mélangeurs.
Le transformateur de groupe ainsi constitué fonctionne comme suit: a) Le mélangeur de fréquences 205 reçoit le courant de manoeuvre de fréquence H produit par l'hétérodyne 204 et le courant initial de <EMI ID=193.1>
ce courant image étant définie par la relations
<EMI ID=194.1>
<EMI ID=195.1>
- dans le cas d'une addition de fréquences-.
<EMI ID=196.1>
- dans le cas d'une soustraction par hétérodyne inférieures
<EMI ID=197.1>
- dans le cas d'une soustraction par hétérodyne supérieures
<EMI ID=198.1>
b) Chacun des N-l autres mélangeurs de fréquences fonctionne de <EMI ID=199.1>
<EMI ID=200.1>
rants initiaux, et qu'il produit, entre autres, le courant image correspon-
<EMI ID=201.1>
ces courants images étant définies par les relations;
<EMI ID=202.1>
dans lesquelles:
<EMI ID=203.1>
autres coefficients, égal à + 1 dans le cas d'une addition de fréquences, et égal à -1 dans le cas d'une soustraction par hétérodyne inférieure ou supérieure;
<EMI ID=204.1>
autres coefficients, égal à +1 dans le cas d'une addition de fréquences ou dans le cas d'une soustraction de fréquences par hétérodyne inférieure, et égal à -1 dans le cas d'une soustraction de fréquences de hétérodyne supérieure; c) les N courants images ainsi produits sont sélectés à l'exclusion de tout autre courant produit par les mélangeurs 5, 6, 7, par les dispositifs qui font partie du multiphasemètre dans lequel le transformateur de groupe est inclus, et qui reçoivent les courants produits par le transforma- <EMI ID=205.1>
suivantes:
<EMI ID=206.1>
On peut aisément vérifier qu'il résulte de ce fonctionnement, et plus particulièrement des relations (7) et (8) que, si l'on désigne par:
F la fréquence totale du groupe initial, c'est-à-dire la valeur
<EMI ID=207.1>
<EMI ID=208.1>
Pour que le groupe image et le groupe initial soient équivalents, c'est-à-dire pour que F' soit égal à F, il faut donc et il suffit que le coeffient affectant la fréquence H soit nul. On peut vérifier, d'une part que ce coefficient n'est autre que le poids du courant produit par l'hétérodyne 204, et d'autre part que la condition pour que ce coefficient soit nul, est que la somme algébrique des poids des courants initiaux faisant l'objet d'une addition de fréquences soit égale à la somme algébrique des poids des courants initiaux faisant l'objet d'une soustraction de fréquences.
On remarquera que cette condition est beaucoup moins limitative que celle relative à l'emploi d'un filtre soustracteur, puisque cet emploi est limité aux groupes élémentaires dont le poids total est nul, et dont les courants ont des fréquences, toutes comprises dans une bande relativement étroite; grâce à cela, les transformateurs de groupe peuvent servir comme on va le voir à traiter de nombreuses catégories de groupes de courants, et permettent alors de réaliser des multiphasemètres aussi avantageux que ceux utilisant uniquement les assemblages décrits dans le paragraphe "Opérateurs de fréquences".
Pour faciliter la compréhension de la figure 24 on a supposé que le transformateur comprenait autant de circuits d'entrée, de mélangeurs et
de circuits de sortie qu'il y a de courants initiaux. En. fait il arrivera souvent que plusieurs des circuits et mélangeurs en question serviront à la fois pour plusieurs et même pour tous les courants initiaux entrant dans le transformateur, comme on le verra dans la description des figures 25, 26, 27,
28, 31 et 33
Le transformateur de groupe faisant l'objet des figures 25 et 26 effectue la transformation la plus simple qui soit, à savoir une simple transposition de fréquences.
Un groupe initial de N courants entre dans le transformateur par
<EMI ID=209.1>
férentes pour pouvoir être amenées par un circuit commun; elles ne le sont que légèrement pour pouvoir, après transposition, être sélectées par un fil-
<EMI ID=210.1>
du groupe soit nulo En effet, étant donné qu'il s'agit d'une simple transposition de fréquences, les courants initiaux seront, soit tous l'objet d'une addition, soit tous l'objet d'une soustraction de fréquences, et par suite la condition relative aux poids de ces courants nécessite que le poids total du groupe initial soit nul.
Sur la Figo 25, 204 désigne, ainsi que dans la figure 24, une hétérodyne produisant un courant de fréquence H fixe. Cette fréquence H est,
<EMI ID=211.1>
du groupe initial. 212 est un mélangeur de fréquences qui sert a transformer les fréquences de tous les courants du groupe initial (il remplace donc les
<EMI ID=212.1>
213 désigne un filtre amplificateur dont la bande passante est sensiblement centrée soit sur F + H, soit sur F - H, soit sur H - F, F étant la valeur moyenne des fréquences du groupe initial; cette bande passante est nettement plus large que le plus grand des écarts existant entre les différentes
<EMI ID=213.1>
Pour faciliter l'exposé du fonctionnement de l'assemblage représenté par la figure 25 on supposera, à titre d'exemple numérique que l'on a N = 5. Les caractéristiques des courants initiaux sont les suivantes:
<EMI ID=214.1>
La fréquence du courant de manoeuvre est H = 1 Mégacycle
La bande passante du filtre 213 qui doit être nettement plus gran-
<EMI ID=215.1>
<EMI ID=216.1>
Le filtre 213 sélecte donc, à l'exclusion de tout autre courant, les courants images ayant respectivement les fréquences suivantes:
<EMI ID=217.1>
<EMI ID=218.1>
<EMI ID=219.1>
ont été définis à l'occasion de la description de la figure 24 sont tous égaux à + 1, et par suite que les poids des courants images sont respectivement égaux aux poids des courants initiaux.
Dans ces conditions, on voit aisément que la fréquence totale du groupe image est égale à celle du groupe initial, et qu'elle est indépendante de la fréquence du courant produit par l'hétérodyne.
Il est à remarquer que les valeurs numériques choisies pour la description de la figure 25 sont telles que la fréquence totale du groupe initial est nulle. Ceci n'est évidemment pas nécessaire mais ces valeurs ont été prises pour permettre de montrer comment l'assemblage ayant fait l'objet de la figure 25 peut constituer la première partie d'un multiphasemètre.
C'est ce multiphasemètre qui fait l'objet de la figure 26 dans laquelle:
les organes ayant les mêmes références que dans la figure 25 sont les mêmes que dans cette figure; 214 désigne un mélangeur de fréquences; 215 et 216 désignent des filtres soustracteurs dont les bandes passantes sont respectivement centrées sur 300 et 200 cycles et s'étendent sur une centaine de cycles; 217 et 218 sont des filtres amplificateurs passe-bas laissant passer les fréquences inférieures à 50 cycles; 219 est un phasemètre.
Le fonctionnement du multiphasemètre ainsi constitué est le suivant:
Les organes ayant les mêmes références que dans la figure 25 fonctionnent de la façon exposée dans la description de cette figure; le mélangeur 214 effectue notamment les soustractions de fréquences suivantes:
<EMI ID=220.1>
et produit donc respectivement les courants de fréquences:
<EMI ID=221.1>
à l'exclusion de tout autre, respectivement par les filtres passe-bas 217
<EMI ID=222.1>
On peut vérifier:
a) que ce déphasage ^ est (à une constante près déterminée par les caractéristiques de construction des appareils) égal à la phase totale du groupe initial, donc que le multiphasemètre donne la valeur de la phase totale de ce groupe; b) que l'adjonction du transformateur de groupe présente en particulier l'avantage de faciliter la construction du filtre 213.
On peut en effet choisir au mieux la fréquence sur laquelle sera centrée la bande passante de ce filtrée D'autre part le réglage de ce filtre peut rester fixe même si l'on désire que le multiphasemètre faisant l'objet de la figure 26 puisse servir successivement à mesurer la phase totale de plusieurs groupes de courants ne différant l'un de l'autre que par une augmentation eu diminution de fréquences; cette augmentation ou diminution ayant la même valeur pour tous les courants du groupe, car il suffira alors pour adapter ce multiphasemètre à l'un quelconque de ces groupes, de modifier la valeur de la fréquence H du courant produit par l'hétérodyne.
L'assemblage faisant l'objet de la figure 27 ne diffère de celui faisant l'objet de la figure 25 que par le fait que le filtre 213 est remplacé par plusieurs filtres 220, 221, 222.
Dans cette figure 27 on a supposé que le nombre des filtres en question est égal à trois, mais il est entendu que ce nombre peut être quelconqueo
On remarquera cependant que pour que le fonctionnement des filtres en question soit satisfaisant, c'est-à-dire pour qu'un léger dérèglage d'un quelconque de ces filtres soit sans effet sensible sur la mesure effectuée par le multiphasemètre dont l'assemblage représenté constitue un élément, il convient que pour chacun de ces filtres la somme algébrique des poids des courants images sélectés soit nulle.
Si par exemple les filtres 220, 221 et 222 sélectent respective-
<EMI ID=223.1>
nulle.
La figure 28 schématise un multiphasemètre utilisant un assemblage tel que représenté par la figure 27. Les références utilisées dans cette figure 28 ont les mêmes significations que dans la figure 26.
<EMI ID=224.1>
les caractéristiques des courants initiaux sont:
<EMI ID=225.1>
La fréquence du courant de manoeuvre est H = 1 Mégacycle.. Les organes 215 à 219 ont les mêmes caractéristiques que celles indiquées dans la description de la figure 26. Le fonctionnement du multiphasemètre est alors le suivant:
Le mélangeur 212 effectue les soustractions de fréquences sui-
<EMI ID=226.1>
Les organes 215 à 219 fonctionnent comme indiqué dans la description de la figure 26.
<EMI ID=227.1>
219 est (à une constante près déterminée par les caractéristiques de con-
<EMI ID=228.1>
initiaux.
L'adjonction du transformateur de groupe dans le multiphasemètre faisant l'objet de la figure 28 présente à peu près les mêmes avantages que dans le multiphasemètre faisant l'objet de la figure 26.
L'assemblage représenté sur la figure 29 utilise plusieurs trans-
<EMI ID=229.1>
de la figure 29 on a supposé que le nombre de ces transformateurs est égal à 4, mais ceci n'est qu'à titre d'exemple, car ce nombre peut en réalité être quelconque, simplement au moins égal à 2.
Les références 201 à 210 ont la même signification que dans la <EMI ID=230.1> distinguer les éléments constitutifs des différents transformateurs de groupeo
Chacun des groupes initiaux qui sont transformés par chacun de ces transformateurs de groupe est constitué par le même nombre N de courants.
<EMI ID=231.1> la figure 24, la figure 29 a été établie en supposant que le nombre N est égal à 3, mais il est bien entendu que ce nombre peut être un entier quelconque, au moins égal à 2.
<EMI ID=232.1>
d'eux reçoit de chacun des transformateurs de groupe, un courant image.
Au sujet de ces filtres soustracteurs, il convient de noter qu'il sera souvent nécessaire de prendre des dispositions permettant d'éviter que les courants sortant d'un mélangeur de fréquences, ne viennent perturber le fonctionnement d'un autre mélangeur. De telles dispositions sont bien connues de l'homme de l'art, et par conséquent ne seront plus mentionnées dans la suite de l'exposé.
L'assemblage représenté à la figure 29 fonctionne comme suit:
a) chacun des transformateurs de groupe fonctionne comme il a été dit dans la description de la figure 24; b) le filtre soustracteur 223 sélecte, à l'exclusion de tout autre courant, les courants images produits respectivement par les mélangeurs
205a-b-c-d-; c) de même, le filtre soustracteur 224 sélecte les courants images produits par les mélangeurs 206a-b-c-d et le filtre soustracteur 225 sélecte les courants images produits par les mélangeurs 207a-b-c-d.
Pour que les sélections ci-dessus indiquées soient possibles, il faut évidemment que les fréquences des courants images soient réparties en des bandes relativement étroites: une bande pour chaque filtre soustracteur, étant entendu qu'il peut arriver que deux ou plusieurs bandes soient centrées sur une même fréquence.
En outre, pour que le fonctionnement des filtres soustracteurs
223, 224 et 225 soit correct, c'est-à-dire pour que de légers déréglages de ces filtres soustracteurs soient sans influence sensible sur le résultat des mesures effectuées par le multiphasemètres dans lequel l'assemblage est inclus, il convient que pour chacun de ces filtres soustracteurs la somme algébrique des poids des courants images sélectes soit nulle.
D'autre part, pour chacun des transformateurs de groupe utilisés, les poids des courants initiaux doivent bien entendu satifaire à la condition que la somme algébrique des poids des courants initiaux faisant l'objet d'une addition de fréquences, doit être égale à la somme algébrique des poids des courants initiaux faisant l'objet d'une soustraction de fréquences.
On peut vérifier que dans ces conditions, la fréquence totale du groupe élémentaire constitué par l'ensemble des courants sélectes par les filtres soustracteurs 223, 224 et 225 est indépendante des fréquences
<EMI ID=233.1>
le est égale à la fréquence totale du groupe élémentaire constitué par l'ensemble des courants initiaux entrant dans l'assemblage décrit.
Bien entendu, l'assèmblage représenté par la figure 29 peut faire l'objet de nombreux cas particuliers:
si plusieurs des hétérodynes 204a-b-c-d ont la même fréquence, elles peuvent évidemment être remplacées par une seule hétérodyne;
si certaines de ces hétérodynes ont une fréquence nulle, elles sont évidemment supprimées, ainsi que les mélangeurs correspondants;
les mélangeurs et leurs circuits d'entrée et de sortie peuvent souvent servir à la fois pour plusieurs courants; . si plusieurs courants initiaux ont la même fréquence, ils peuvent provenir d'une source unique. Ils sont alors amenés par un circuit commun, et le poids du courant amené par ce circuit est alors égal à la somme algébrique des poids des courants initiaux auxquels il donne naissance. Il suffit pour le voir de se référer à l'expérience du déréglage virtuel.
<EMI ID=234.1>
tiphasemètres, ou tout au moins des parties finales de multiphasemètres, utilisant un assemblage tel que celui représenté par la figure 29.
Le multiphasemètre représenté à la figure 30 est capable de mesurer la phase totale d'un groupe de quatre courants, dont deux ont des poids égaux à + 1, et deux des poids égaux à - 1, la fréquence totale de ce groupe étant nulle ou presque nulle.
Ce multiphasemètre est constitué comme suit:
les références 20la-b à 209a-b ont la même signification que
<EMI ID=235.1>
deux transformateurs de groupe, transformant chacun deux courants; 215 et
216 désignent deux filtres soustracteurs, 217 et 218 désignent deux filtres amplificateurs passe-bas, et 219 désigne un phasemètre. Ces références ont donc la même signification qu'à la figure 26, mais les valeurs numériques caractérisant les appareils peuvent bien entendu être différentes de celles définies dans la description de cette figure.
Pour utiliser le schéma représenté par la figure 30, et pour préciser les caractéristiques que doivent avoir les différents organes, on peut procéder comme suit:
les quatre courants constituant le groupe dont on veut mesurer la phase totale sont rangés dans un ordre qui peut être choisi arbitrairement;
le premier de ces courants est envoyé dans le circuit 201a le deuxième dans le circuit 202a, le troisième dans le circuit 201b, le quatrième dans le circuit 202b;
<EMI ID=236.1>
quences et les poids respectifs de ces quatre courants;
on choisit arbitrairement la valeur f de la fréquence sur laquelle on désire faire fonctionner le phasemètre 19
on choisit arbitrairement une valeur paramétrique X (valeur homogène à une fréquence, mais qui peut être positive ou négative);
les valeurs que doivent avoir les principales caractéristiques de construction du multiphasemètre sont alors définies comme suit:
<EMI ID=237.1>
produits par les hétérodynes 204a et 204b sont données par les relations suivantes-.
<EMI ID=238.1>
dans lesquelles les barres / / indiquent suivant la notation connue, qu'il faut prendre la valeur absolue des valeurs_inscrites entre elleso
les fréquences sur lesquelles sont centrées les bandes passantes des filtres soustracteurs 215 et 216 sont données en valeur absolue par les relations suivantes:
<EMI ID=239.1>
ces bandes passantes sont, ainsi que la limite supérieure des filtres amplificateurs passe-bas 217 et 218, prises nettement plus grandes que la fréquence f. Dans la suite de l'exposé, on supposera que f = 20 cycles, que la limite supérieure des filtres amplificateurs passe-bas 217 et 218 est égale à 50 cycles, et que les bandes passantes des filtres soustracteurs 215 et 216 sont égales à 100 cycles.
Pour examiner le fonctionnement du multiphasemètre ainsi consti-
<EMI ID=240.1>
égaux à 1, en valeur absolue, et dont le signe est défini comme suit:
<EMI ID=241.1>
a) que chacun des dispositifs mélangeurs produit, entre autres, un courant ayant la fréquence suivante:
<EMI ID=242.1>
b) que le filtre soustracteur 215 sélecte, à l'exclusion de tout <EMI ID=243.1>
entre autres, un courant ayant la fréquence suivante:
<EMI ID=244.1>
c) que de même le filtre soustracteur 216 sélecte, à l'exclusion <EMI ID=245.1>
donc, entre autres, un courant ayant la fréquence suivante:
<EMI ID=246.1>
d) que les filtres amplificateurs passe-bas 217 et 218 sélectent respectivement à l'exclusion de tout autre courant, le courant de fréquence f' et celui de fréquence fil; e) que le phasemètre 219 reçoit les courants de fréquences f', fil ainsi sélectés, et mesure leur déphasage � ce qui est possible, car on voit de suite que les fréquences f' et fil sont égales ou presque égales; f) qu'étant donné que la différence existant entre les fréquences f' et fil est égale à la fréquence totale du groupe des quatre courants entrant dans le multiphasemètre, le déphasage CD mesuré par le phasemètre 219 est (à une constante près déterminée par les caractéristiques de construction de l'appareil) égal à la phase totale de ce groupe.
Pour apprécier les principaux avantages que présente le multiphasemètre représenté à la figure 30, il est intéressant de le comparer au mul-
<EMI ID=247.1>
l'un et l'autre de mesurer la phase totale d'un groupe de 4 courants dont 2 ont des poids égaux à + 1 et 2 des poids égaux à -1, la fréquence totale de ce groupe étant bien entendu nulle ou presque nulle.
Mais le multiphasemètre de la figure 6 nécessite que les fréquences des 4 courants soient réparties deux par deux en deux bandes étroites et nettement distinctes.
Le multiphasemètre de la figure 30 n'impose au contraire aucune condition à la façon dont ces fréquences doivent être réparties, sinon que
la fréquence totale du groupe doit, bien entendu, être nulle ou presque nulle.
Les cinq exemples numériques donnés ci-après illustrent d'ailleurs
<EMI ID=248.1>
Suivant un premier exemple, on a:
<EMI ID=249.1>
Suivant un troisième exemple, correspondant au cas particulier où
<EMI ID=250.1>
<EMI ID=251.1>
<EMI ID=252.1>
Suivant un quatrième exemple correspondant au cas particulier
<EMI ID=253.1>
cédemment indiqué, qu'elle peut être supprimée ainsi que les mélangeurs correspondants 205b et 206b, on a :
<EMI ID=254.1>
Suivant un cinquième exemple correspondant au cas particulier où les quatre courants initiaux ont des fréquences égales, ou du moins très voisines, on a:
<EMI ID=255.1>
Le schéma représenté par la figure 31 ne diffère de celui représenté par la figure 30 que par les points suivants:
le mélangeur 212a remplace les mélangeurs 205a et 206a, et de même
<EMI ID=256.1>
les circuits 201a, 202a, 201b et 202b.
De tels remplacements sont bien entendu effectués chaque fois qu'il n'en résulte aucun inconvénient dans le fonctionnement de l'appareil. Tel est le cas des deux premiers exemples qui viennent d'être donnés. Tel pourrait être également le cas du troisième exemple, mais en remplaçant alors les deux
<EMI ID=257.1> phase totale d'un groupe de six courants, dont quatre ont des poids égaux à +1, et deux des poids égaux à -2e les fréquences de ces courants étant égales ou du m oins très voisines les unes des autres.
<EMI ID=258.1>
a-b-c et 215 à 219 sont les mêmes et fonctionnent de la même façon que dans les figures précédentes;226 et 227 désignent des filtres soustracteurs.
Suivant un exemple numérique, les poids des six courants entrant
<EMI ID=259.1>
valeurs suivantes:
<EMI ID=260.1>
<EMI ID=261.1>
cycles; les bandes passantes des filtres soustracteurs 226 et 227 sont de l'ordre de 10000 cycles, et sont respectivement centrées sur 8.000 et 2.000 cycles; les bandes passantes des filtres soustracteurs 215 et 216 sont d'environ 100 cycles, et sont centrées sur 200 cycles; la frontière des filtres passe-bas 217 est d'environ 50 cycles.
Le fonctionnement de l'appareil peut, en désignant les courants par leurs fréquences, se résumer comme.suit
<EMI ID=262.1>
<EMI ID=263.1>
On peut vérifier aisément que ce déphasage est (à une constente près déterminée par les caractéristiques de construction de l'appareil) égal à la
<EMI ID=264.1>
K6 précités.
Le plus souvent, les deux courants entrant par les circuits 201b
et 202b proviennent d'une source unique. Les mélangeurs 205b et 206b sont alors remplacés par un seul mélangeur, et les circuits 201b et 202b sont confondus en un seul circuito Le courant entrant par ce circuit a alors un poids égal à
<EMI ID=265.1>
Le multiphasemètre schématisé par la figure 33 ne se distingue de celui qui est représenté à la figure 16, que par l'adjonction de deux transformateurs de groupe, l'assemblage de ces deux transformateurs et des filtres soustracteurs qui les suivent étant réalisé conformément au schéma donné par <EMI ID=266.1> possibilités comparables, mais que le nouveau multiphasemètre permet d'étendre les avantages de l'autre à des groupes de courants dont les fréquences peuvent être réparties d'une façon moins étroitement conditionnée.
Pour exposer plus simplement la constitution et le fonctionnement
de ce nouveau multiphasemètre, on utilisera un exemple numérique, et on désignera les courants par leurs fréquences. Les fréquences et les poids des dix courants qui entrent dans l'appareil par le circuit 211, et qui constituent le groupe dont on veut mesurer la phase totale, ont respectivement les valeurs suivantes:
<EMI ID=267.1>
<EMI ID=268.1>
a cycles et Hb = 1.000.000 cycles: Le mélangeur 212a produit, entre autres:
<EMI ID=269.1>
Les filtres soustracteurs 228 à 232 ont des bandes passantes d'en-
<EMI ID=270.1> <EMI ID=271.1>
<EMI ID=272.1>
<EMI ID=273.1>
Pareillement, les filtres soustracteurs 229 à 232 produisent respectivement:
<EMI ID=274.1>
Le filtre soustracteur 233 a une bande passante d'environ 1.000
<EMI ID=275.1>
tres;
<EMI ID=276.1>
Les éléments 215 à 219 ont les mêmes caractéristiques, et fonctionnent de la même façon que dans la figure 26.
On peut vérifier que le déphasage cP mesuré par le phasemètre 219 est (à une constante près déterminée par les caractéristiques de construction de l'appareil) égal à la phase totale du groupe des dix courants entrant dans
<EMI ID=277.1>
Le transformateur de groupe représenté à la figure 34 ne se distingue de celui représenté à la figure 24 que par l'interposition, dans le circuit amenant le courant de manoeuvre au mélangeur 207, d'un déphaseur 234. On voit en 201 à 210 les organes de la figure 24 avec les mêmes fonctions. Le déphaseur 234,-crée entre son courant de sortie et son courant d'entrée, un
<EMI ID=278.1>
vérifier que le transformateur de groupe ainsi constitué est tel que la différence existant entre la phase totale du groupe image et celle du groupe
<EMI ID=279.1>
La principale application d'un tel appareil est illustrée à la figure 35, laquelle ne se distingue de la figure 30 que par l'interposition dans le circuit amenant le courant de manoeuvre au mélangeur 206b, d'un déphaseur
234 et par le remplacement du phasemètre 2�9 par un servo-moteur 236 tel que la vitesse de son arbre de sortie soit fonction du déphasage des deux courants qui l'alimentent; cet arbre de sortie entraîne, par l'intermédiaire d'une liaison mécanique le plus souvent démultipliée, l'axe de commande 235.
L'ensemble ainsi constitué fonctionne de façon bien connue, comme un système asservi: l'axe 235 prenant une position telle que le déphasage des courants alimentant le servo-moteur 236 ait la valeur pour laquelle la vitesse de cet arbre est nulle, et l'on vérifie aisément que cette position fournit, de façon indirecte, la valeur de la phase totale du groupe de courants entrant dans le multiphasemètre objet de la figure 35.
Il est à remarquer que le déphaseur 234 pourrait tout aussi bien être interposé dans un autre circuit parcouru par un courant de poids non nul, par exemple l'un quelconque des circuits d'entrée des dispositifs 205a-b, 206 a-b, 215 et 216, mais il est en général avantageux d'agir sur un courant de manoeuvre du fait que sa fréquence est stable et qu'il exempt de parasites.
Le déphaseur 234 et le servo-moteur 236 peuvent être réalisés par exemple comme représenté aux figures 21, 22 et 23.
Dans tous les modes de réalisation de multiphasemètres qui viennent d'être décrits, on a vu que ces appareils sont constitués par un opérateur de fréquences suivi d'un phasemètre, d'où leur dénomination "multipha-
<EMI ID=280.1>
appelé "phase totale" d'un groupe de courants, un autre élément physique qui est le déphasage relatif de deux courants. Le phasemètre fait correspondre
à ce déphasage un autre élément physique qui est la position de son organe indicateur. En définitive le multiphasemètre fait correspondre à un élément physique qui est une phase totale un autre élément physique qui est une position.
Or, dans certaines applications il est désirable de faire correspondre à une phase totale un élément physique autre qu'une position et tel par exemple qu'une vitesse ou un couple, un voltage ou une intensité. Le phasemètre sera dans ce cas remplacé par un autre dispositif détecteur de déphasage c'est-à-dire un dispositif capable de faire correspondre au déphasage relatif de deux courants l'élément physique désiré. Le multiphasemètre, sera alors appelé "détecteur de phase totale".
Il est entendu que l'invention s'étend à tous les détecteurs de phase totale, c'est-à-dire à tous les appareils comportant en combinaison
un opérateur de fréquences suivi d'un détecteur de déphasage.
MULTIGENERATEUR.
Comme on l'a vu dans l'exemple donné au début de la description, les installations de radio-balisage qui constituent l'objet principal de l'invention utilisent du côté émission un ensemble appelé multigénérateur et du côté réception un appareil appelé multiphasemètre qui vient d'être décrit.
On appelle multigénérateur tout ensemble capable de produire au moins un groupe de courants dont la fréquence totale est rigoureusement nulle et dont la phase totale a une valeur constante et déterminée.
De tels ensembles peuvent être réalisés de diverses façons.
Dans le cas de fréquences peu élevées on peut par exemple réaliser un multigénérateur au moyen d'un certain nombre N d'alternateurs qui ont
<EMI ID=281.1>
arbre moteur ayant une vitesse de rotation sensiblement constante et égale à n tours par seconde. Les courants produits par ces alternateurs auront donc
<EMI ID=282.1>
<EMI ID=283.1>
soit nulle pour que le groupe de courants ainsi constitué ait une fréquence totale rigoureusement nulle, même si la vitesse du moteur varie. Il s'en suit et l'on peut vérifier que la phase totale du groupe de courants est constante et que sa valeur est déterminée par le calage relatif des différents alternateurs.
On va maintenant décrire à l'aide de la figure 36 un multigénérateur dont l'emploi est particulièrement avantageux dans l'application au radiobalisage.
Sur cette figure 301, 302, 303, 304 et 305 désignent N générateurs
(pour l'établissement de la figure, on a supposé que N est égal à 5, mais il est bien entendu que ce nombre peut être un nombre entier quelconque au moins égal à 2) produisant chacun un courant électrique de fréquence fixe avantageusement stabilisée par cristal.
Ces générateurs, à l'exception de l'un d'eux, le générateur 301 par exemple qui est d'un type nouveau et qui sera décrit plus loin sous le nom de générateur synchronisé, sont des générateurs ordinaires de tout type connu. Les fréquences des 5 courants ainsi produits sont désignées respecti-
<EMI ID=284.1>
blement nulle.
306 à 310 désignent les circuits d'utilisation dans lesquels sont canalisés les courants produits par les générateurs précités. 311 désigne un ensemble de circuits branchés en dérivation sur les circuits d'utilisation
306 à 310. 312 désigne un opérateur de fréquences recevant par le circuit 311
<EMI ID=285.1>
courants, deux nouveaux courants de basses fréquences f', fil dont le déphasage
<EMI ID=286.1>
ques de construction des circuits 311 et de l'opérateur de fréquences 312, égale à la phase totale du groupe de courants. La réalisation d'un tel opérateur de fréquences a été décrite aux paragraphes précédents.
313 désigne les deux circuits de sortie de l'opérateur de fré-
<EMI ID=287.1>
par des liaisons équivalentes telles que des liaisons radioélectriques.
Le générateur 314 produit un courant sinusoïdal de faible puissance, dont la fréquence est stabilisée par cristal, mais peut cependant être modifiée de quelques cycles.de part et d'autre de sa valeur nominale à l'aide d'un dispositif de réglage constitué par exemple par une capacité variable associée au circuit oscillant dont fait partie le cristal, et manoeuvrable
au moyen d'un axe de commande 315
Le déphaseur 316 manoeuvrable par un axe de commande 317 est traversé par le courant produit par le générateur 314. Il crée entre son courant d'entrée et son courant de sortie, un déphasage qui est fonction de la position de son axe de commande 317, et qui est de préférence égal à l'angle définissant cette position.
Le servo-moteur 318 est alimenté par les deux courants de fréquences f' et fil qui lui parviennent de l'opérateur de fréquences 312 par les circuits 313. Ce servo-moteur a un arbre de sortie 319 dont la vitesse est fonction du déphasage relatif de ces deux courants. L'arbre de sortie 319 entraine à la fois les deux axes de commande 315 et 317 par l'intermédiaire de
deux liaisons mécaniques indiquées respectivement en 320 et 321. La liaison
321 est de préférence aussi directe et dépourvue d'inertie que possible, de façon que son action sur la phase du courant soit aussi immédiate que possible. La liaison 320 est conditionnée de façon que les actions respectives de l'arbre 319 sur le déphaseur 316 d'une part et sur le dispositif de réglage
<EMI ID=288.1>
comme suit: lorsque-le déphasage crée par le déphaseur 316 augmente d'un tour, la fréquence du courant produit par le générateur 314 augmente de quelques cycles. Avantageusement, le servo-moteur 318 et le déphaseur 316 sont réalisés conformément aux figures 21, 22 et 23
Le multigénérateur qui vient d'être décrit fonctionne comme suit:
les cinq courants produits'par les générateurs 301 à 305 sont reçus par l'opérateur de fréquences 312 qui en déduit deux nouveaux courants de fréquences <EMI ID=289.1>
du servo-moteur 318, et commande par suite le réglage en phase et en fréquence du courant produit par le générateur 301. On peut vérifier que toute modification apportée ainsi à la phase de ce courant se répercute sur la phase totale du groupe constitué par les cinq courants, et par conséquent sur le déphasage relatif des deux courants de fréquences f' et fil, de sorte que la chaîne de réaction ainsi réalisée se ferme sur elle-même, et que le multigénérateur fonctionne comme un système asservi.
Effectivement, ce système prend très facilement et-très rapidement son équilibre; il suffit pour cela que le branchement des circuits d'alimentation du servo-moteur 318 soit réalisé dans le sens voulu pour que cet équilibre soit stable, c'est-à-dire pour que toute variation accidentelle
de la phase du courant produit par le générateur 301 provoque une réaction qui s'oppose à cette variation. L'équilibre que prend le système est caractérisé par les points suivants: <EMI ID=290.1> fréquence l'un que l'autre, et leur déphasage relatif est égal, pratiquement à un degré près, à la valeur pour laquelle l'arbre de sortie du servo-moteur est immobile;
- la fréquence totale du groupe constitué par les cinq courants est rigoureusement nulle, et sa phase totale a une valeur constante et déterminée par les caractéristiques de construction du multigénérateur; le plus souvent cette valeur est rendue égale à zéro par exemple en interposant dans <EMI ID=291.1>
la valeur voulue;
- l'arbre de sortie du servo-moteur 318, et par suite les pièces mobiles auxquelles il est relié mécaniquement, sont arrêtés, étant entendu que si les fréquences et les phases des courants produits par les générateurs 301 à 305 sont l'objet de variations accidentelles dues par exemple à une dérive des quartz inclus dans ces générateurs, les pièces mobiles en question tournent précisément dans la mesure nécessaire à la correction de ces variations accidentelles.
INSTALLATIONS ELEMENTAIRES DE RADIO-BALISAGE.
Les installations qui vont être décrites utilisent les dispositifs décrits dans les paragraphes précédents. Elles sont qualifiées d'élémentaires parce que la station réceptrice ne peut effectuer qu'une seule mesure
de phase totale.
Ainsi qu'il a été dit au début de la description, de telles installations sont pratiquement insuffisantes pour permettre de déterminer la position du mobile. On sait en effet, d'une part qu'un phasemètre redonne
la même indication lorsque la phase mesurée a tourné d'un ou de plusieurs tours, et par suite que cet appareil laisse ignorer le nombre de tours ainsi effectués, ce qui entraîne souvent une indétermination connue des spécialistes sous le nom d'ambiguitéa On sait d'autre part que pour déterminer la position d'un mobile, il est nécessaire de recouper au moins deux indications distinctes.
Les paragraphes suivants décriront des installations qui seront
<EMI ID=292.1>
ceptrice d'effectuer simultanément plusieurs mesures de phase totale, ces mesures étant telles qu'elles suppriment toute possibilité d'ambiguité, et qu'elles permettent par recoupement de déterminer complètement la position
de cette station réceptrice.
En pratique, seules ces installations complètes seront utilisées. Toutefois, pour en comprendre le fonctionnement, il convient de décrire d'abord les installations élémentaires. Tel est l'objet du présent paragraphe.
La figure 37 donne le schéma général d'une telle installation dans le cas particulier où elle utilise cinq ondes émises par cinq antennes et dont un exemple particulier a d'ailleurs été donné au début de;la,description; sur cette figure un multigénérateur 322 produit un groupe de cinq courants
<EMI ID=293.1>
<EMI ID=294.1>
la puissance nécessaire à l'alimentation de ces antennes. Des antennes-' sont établies en des poids de positions fixes et connues et sont souvent très distantes les unes des autres, ce qui entraîne que le multigénérateur, loin d'être un appareil compact, est souvent un ensemble d'appareils dispersés en des points géographiques très différents. Chacune de ces antennes produit une onde entretenue pure, de même fréquence que le courant qui lui donne naissance.
Une antenne réceptrice R établie à bord du mobile retransforme
<EMI ID=295.1>
filtre amplificateur 328; un multiphasemètre 329, constitué par un opérateur de fréquences 330 et un phasemètre 331, mesure là phase totale de ce groupe de courants.
Etant donné que cette phase totale était nulle au départ des antennes émettrices, la mesure effectuée par le multiphasemètre 329 donne la valeur de la variation subie par cette phase totale entre les antennes émet-
<EMI ID=296.1>
V
de propagation des ondes (3000000 km/sec.). On voit donc que la valeur mesurée par le multiphasemètre 329 est fonction de la position du mobile, et est donnée par la relation suivantes
<EMI ID=297.1>
<EMI ID=298.1>
trice R respectivement des antennes émettrices A, B, Ce D, E.
Il est à remarquer que théoriquement, cette relation n'est exacte
<EMI ID=299.1>
construction de l'installation" Mais le plus souvent, cette constante est nulle car elle est sensiblement égale à la valeur de la phase totale du grou-
<EMI ID=300.1>
le mobile en une position connue. Dans la suite de la description, on supposera donc que cette constante est nulle, ou a été éliminéeo
Il est à remarquer de même que la relation (10) n'est exacte que si les antennes utilisées sont omnidirectionnelles. Si ces antennes ont un effet directif;, la relation doit en effet être complétée par des termes correctifs, mais la valeur de la phase totale mesurée est toujours une fonction de la position du mobile. Les installations décrites en exemples ne font pas appel à de tels effets directifs et les antennes utilisées sont au contraire telles que ces termes correctifs soient négligeables. Cela n'empêche pas d'utiliser des antennes de types très divers, et c'est ainsi que dans le cas d'ondes ultra-courtes, les antennes seront constituées par des cornets.
L'installation décrite à l'aide de la figure 37 utilise cinq ondes émises respectivement par 'cinq antennes. Il est bien entendu que le nombre des ondes et'celui des antennes émettrices peuvent être différents du nombre cinq pris en exemple. D'une part en effet, le nombre des antennes peut être un nombre quelconque, au moins égal à deux, et d'autre part chacune des antennes peut émettre un nombre quelconque d'ondes. Inversement, chacune des ondes servant à transmettre un courant de poids non nul doit être émise par une seule antenne; seuls les courants de poids nuls destinés à faciliter la réalisation du multiphasemètre peuvent être transmis à l'aide de plusieurs antennes.
Le choix du nombre des antennes et du nombre des ondes émises par chacune d'elle dépend dû problème de balisage que l'on veut résoudre, et il sera précisé plus loin comment ce choix peut être fait.
Dans tous les cas .la valeur de la phase totale mesurée est liée à la position du mobile,par la relation suivante:
<EMI ID=301.1>
dans laquelle FA désigne la valeur de la somme algébrique suivante :
<EMI ID=302.1>
<EMI ID=303.1>
reillement définies pour chacune des antennes B, C ... les autres notations ayant la même signification que dans la relation (10) dont la relation (11)
<EMI ID=304.1>
lées "fréquence caractéristique" des antennes A, B, C ...
Le plus souvent, la totalité ou du moins la majorité des valeurs
<EMI ID=305.1>
Cette valeur sera appelée "fréquence caractéristique" de l'installation.
Il est alors commode de mettre la relation (11) sous la forme suivante:
<EMI ID=306.1>
dans laquelle F désigne la fréquence caractéristique de l'installation, et
<EMI ID=307.1>
sensiblement sinon exactement égaux à +1 ou à -1; les autres, s'il y en a, sont très sensiblement sinon exactement égaux à des nombres entiers positifs, négatifs ou nuls. Ces coefficients sont appelés "poids des antennes". Leur somme algébrique est nulle.
Les fréquences des ondes émises peuvent être choisies dans toute la gamme des ondes radio-électriques utilisées, compte tenu toutefois des réflexions dont celles-ci peuvent être l'objet. Le choix de ces fréquences
<EMI ID=308.1>
et par les bandes de fréquences dont on peut disposer. En pratique, les fréquences utilisées par une installation élémentaire seront d'ailleurs comprises dans un ou plusieurs bandes aussi étroites que le permet la stabilité des émetteurs et la sélectivité des récepteurs.
<EMI ID=309.1>
élevée,-le courant correspondant est émis, non plus sous la forme d'une onde entretenue pure ayant la même fréquence que lui, mais sous la forme d'une on-de de fréquence convenable, modulée par ce courant, cette modulation pouvant être faite par tout procédé connu, en amplitude par exemple. Celui des dispositifs 323 à 327 correspondant au courant en question n'est plus alors un simple amplificateur, mais comporte en outre le générateur du courant porteur, et le modulateur nécessaire à la réalisation de l'onde modulée. Parallèlement, le dispositif 328 n'est plus alors un simple filtre amplificateur, mais emporté en outre le détecteur nécessaire pour détecter l'onde modulée et en tirer le courant qui a.servi à la moduler.
Les poids des courants peuvent être-quelconques, mais le plus
<EMI ID=310.1>
et comme on le verra plus loin, les poids des antennes sont le plus souvent
<EMI ID=311.1>
tal du groupe de courants sera très avantageusement égal à zéro; cette disposition facilite en effet de façon considérable la réalisation du multiphasemètre qui peut alors comporter dès son entrée, des dispositifs de transposition de fréquences et des dispositifs de filtrage et d'amplification de qualité courante.
Les relations (10) et (11) sont valables quels que soient les emplacements des antennes émettrices. Les distances séparant ces antennes les unes des autres peuvent donc aussi bien être grandes ou être petites par rapport aux longueurs d'ondes utilisées, et il en est de même des distances les
<EMI ID=312.1>
à l'intérieur de la zone occupée par les antennes émettrices qu'être très éloignés de cette zoneo
Pour déterminer les caractéristiques d'une installation, et en particulier le nombre, lés emplacements et les poids des antennes émettrices, il peut être utile dans certains cas de transformer la relation (11) par un développement en série de façon à exprimer la valeur de la phase totale � en fonction des coordonnées polaires du mobile prises à partir d'un point fixe convenablement choisi. Ceci peut être fait avec une approximation suffisante,
<EMI ID=313.1>
entre elles les antennes émettrices, que toutes ces antennes émettrices sont à la même hauteur au-dessus du sol, et que l'antenne réceptrice R est à.une altitude nulle ou faible par rapport à sa distance.
La relation liant la valeur de la phase totale mesurée à la position du mobile peut alors se mettre sous la forme suivantes
<EMI ID=314.1>
dans laquelle:
D et G désignent les coordonnées polaires du point occupé par l'antenne réceptrice R, ces coordonnées étant prises à partir d'un point fixe 0 choisi sensiblement au centre de la zone occupée par les antennes émettrices, le gisement G étant compté à partir d'une direction OX arbitrairement choisie;
<EMI ID=315.1>
téristiques de l'installation, et dont les valeurs sont données par les relations suivantes:
<EMI ID=316.1>
<EMI ID=317.1>
du point 0 et de la direction OX précités.
La figure 50 montre ce que représentent quelques unes de ces notations dans le cas de deux antennes émettrices A et B.
On remarquera en particulier que si les caractéristiques de l'in-
<EMI ID=318.1>
coefficient Z reste différent de 0, la valeur de la phase totale � ne dépend sensiblement que de la distance D.
Une solution particulière consiste à utiliser N + 1 antennes émettrices, N étant au moins égal à 3, dont les N premières ont chacune un poids au moins sensiblement égal à + 1 et sont situées au moins sensiblement aux N sommets d'un polygone régulier de centre 0, et dont la dernière a un poids égal au moins sensiblement à - N, et est placée au point 0 précité.
Les installations réalisent ces conditions sont particulièrement simples dans le cas où l'on prend N = 4, et un exemple en a d'ailleurs été donné au début de la description. Dans ce cas l'installation comporte cinq antennes émettrices dont les quatre premières A, B, C, D sont au moins sen-
<EMI ID=319.1>
<EMI ID=320.1>
<EMI ID=321.1>
La valeur de la phase totale mesurée est alors approximativement égale à :
<EMI ID=322.1>
L étant la longueur de la demie diagonale du carré.
Les installations représentées sur les figures 38 et 39 ne diffèrent de celles de la figure 37 que par le mode de réalisation du multigénérateur. La figure 37 en effet, ne donne aucune précision à ce sujet, pour bien indiquer que le multigénérateur peut être réalisé par un procédé quelconque. Au contraire, le multigénérateur 332 de la figure 38 est réalisé exactement comme celui décrit à l'aide de la figure 36.
Le multigénérateur 333 de la figure 39 est une variante du précédent, et s'en distingue par le fait que l'opérateur de fréquences 312, au
<EMI ID=323.1>
reçoit à l'aide d'une antenne réceptrice R qui est établie en un point de
position fixe et connue, et qui reçoit les ondes émises par les antennes A à E. Ces courants sont amplifiés s'il y a lieu dans un filtre amplificateur 334 de préférence identique au filtre amplificateur 328. La suppression des circuits 311 est particulièrement avantageuse, car elle supprime tout transport par fils de courants de fréquences élevées, à des distances qui peuvent être grandes par rapport aux longueurs d'ondes. En outre, la régulation en phase du générateur 301 est plus exacte, car l'opérateur de fréquences 312 est alors alimenté de la même fagon que l'opérateur de fréquences 330; cette similitude est d'ailleurs souvent accentuée par une construction identique
des deux opérateurs de fréquences 312 et 330.
Il est entendu qu'en pratique, les générateurs 301 à 305 sont respectivement placés aux pieds des antennes A à E qu'ils alimentent, que les opérateurs 312 et 330 sont respectivement placés aux poids des antennes R
et R qui les alimentent, et que seuls les circuits 313 ont une grande longueur; ces circuits ne transportent d'ailleurs que des courants de basses fréquences.
La figure 40 représente schématiquement une installation utili- <EMI ID=324.1> <EMI ID=325.1>
nisé 301 et trois générateurs 302 à 304, produisant respectivement les cou-
<EMI ID=326.1>
étant des basses fréquences rendues égales l'une à l'autre par la régulation
<EMI ID=327.1>
<EMI ID=328.1>
Le multigénérateur 335 comprend en outre un opérateur de fréquences
336, alimenté par l'antenne réceptrice R , et constitué par deux filtres soustracteurs 337 et 338, et par deux filtres-amplificateurs 339 et 340. Le fil-
<EMI ID=329.1>
Leurs bandes passantes sont donc respectivement centrées sur 520 et 500 kilocycles celles sont au plus égales à 20 kilocycles, mais plus avantageusement réduites à 100 cycles par exemple par l'emploi de filtres à quartz. Les cou-
<EMI ID=330.1>
pectivement par les filtres amplificateurs 339 et 340, puis conduits par les circuits 313 dans le générateur synchronisé 301 dont ils commandent la régulation. La station réceptrice établie sur le mobile comporte une antenne R alimentant un multiphasemètre 341 constitué par un opérateur de fréquences 342 identique à 336, et par un phasemètre 331.La phase totale $ mesurée par ce dernier est liée à la position du mobile par la relations
<EMI ID=331.1>
qui conformément à la relation (11) peut se mettre sous la forme approximati-
<EMI ID=332.1>
F étant la fréquence caractéristique de l'installation, laquelle est égale
<EMI ID=333.1>
V
égal à 0,6 degré par mètre.
La figure 41 donne un exemple des possibilités d'une telle installation. A, B, C, D, R et R désignent les emplacements supposés des diverses antennes. Les courbes 343 sont des courbes équiphases, définies comme étant le lieu des points que peut occuper l'antenne R lorsque la phase totale mesurée par le phasemètre 331 a une valeur déterminée.
L'installation représentée sur la figure 42 se distingue de celle de la figure 40 uniquement par le fait que l'antenne C est supprimée et que l'antenne B est alimentée à la fois par les générateurs 302 et 303, et émet
<EMI ID=334.1>
la position du mobile sensiblement par la relation:
<EMI ID=335.1>
<EMI ID=336.1>
kilocycles.
La figure 43 donne un exemple des possibilités d'une telle installationo Cette figure est établie en supposant que l'antenne B est placée au milieu de la ligne joignant les antennes A et D. Les courbes 344 représentent les courbes équiphases correspondant à cette disposition.
L'installation représentée sur la figure 44 se distingue de celle de la figure 40 uniquement par le fait que les antennes C et D sont supprimées, que l'antenne A est alimentée à la fois par les générateurs 301 et
<EMI ID=337.1>
l'antenne B est alimentée à la fois par les générateurs 302 et 303, et
<EMI ID=338.1>
liée à la position du mobile sensiblement par la relation:
<EMI ID=339.1>
<EMI ID=340.1> <EMI ID=341.1>
V
est égal à 1,2 degré par mètre.
Sur la figure 45, on voit en 345, l'une des courbes équiphases que permet une telle installation; ces courbes sont de simples hyperboles ayant les antennes A et B comme foyers.
L'installation représentée par la figure 46 se distingue de celle de la figure 40 uniquement par le fait que les antennes G et D sont supprimées, que l'antenne A est alimentée à la fois par les générateurs 301 et
<EMI ID=342.1>
alors liée à la position du mobile sensiblement par la relation:
<EMI ID=343.1>
<EMI ID=344.1>
v
Il est à remarquer qu'en modifiant relativement peu les valeurs
<EMI ID=345.1>
<EMI ID=346.1>
cycles et F2 = 720.000 cycles au lieu de 520.000 cycles, le coefficient de-
<EMI ID=347.1>
0,0024.
On remarquera par ailleurs que les courbes équiphases réalisées par l'installation représentée sur la figure 46, . sont ainsi que pour l'installation représentée sur la figure 40, des hyperboles ayant comme foyers les antennes A et B; mais quelles que soient les valeurs des fréquences utilisées,
<EMI ID=348.1>
plus petit que dans la relation (16).
Ceci est d'ailleurs illustré à l'aide de la figure 47 sur laquelle on voit en 346 une des hyperboles équiphases réalisées par l'installation représentée sur la figure 46.
Pour bien marquer les limites de l'invention, on décrira ci-après une quatrième variante de l'installation ayant fait l'objet de la figure 40, qui constitue un cas de dégénérescence de l'invention, et par suite ne rentre pas dans son cadre. Suivant cette variante, les antennes C et D sont suppri-
<EMI ID=349.1>
Suivant une dernière variante de l'installation représentée sur la figure 40, l'antenne D est supprimée, l'antenne A est alimentée par le <EMI ID=350.1>
On remarquera que cette variante est semblable à l'installation décrite dans le brevet cité en référence au début de la présente description.
La figure 48 représente schématiquement une installation utili- <EMI ID=351.1>
nes A à E.
Le multigénérateur 350 comprend un générateur synchronisé 351 et quatre générateurs 352 à 355, produisant respectivement les cinq courants
<EMI ID=352.1>
Les valeurs nominales des fréquences sont définies par les relations suivantes
<EMI ID=353.1>
<EMI ID=354.1>
<EMI ID=355.1>
<EMI ID=356.1>
ce qui entraînes
<EMI ID=357.1>
Le multigénérateur 350 comporte en outre un opérateur de fréquences 356, alimenté par l'antenne réceptrice R , et constitué par trois filtres soustracteurs 357, 358 et 359, et deux r filtres amplificateurs 339 et 340.
Le filtre soustracteur 357 sélecte les courants de fréquences
<EMI ID=358.1>
est donc centrée sur un Mc. et peut être réduite jusqu'à un ou deux kilocycles.
<EMI ID=359.1>
<EMI ID=360.1>
310 et 210 cycles, et sont d'environ 100 cycles. Les courants de fréquences
<EMI ID=361.1>
filtres amplificateurs 339 et 340, puis conduits par les circuits 313 dans le générateur synchronisé 351 dont ils commandent la régulation. La station réceptrice établie sur le mobile comporte une antenne R alimentant un multiphasemètre 360 constitué par un opérateur de fréquences 361 identique à 356, et par un phasemètre 331. La phase totale � mesurée par ce dernier est liée à la position du mobile par la relation:
<EMI ID=362.1>
c'est-à-dire dans l'exemple numérique choisi:
<EMI ID=363.1>
<EMI ID=364.1>
tres qui séparent l'antenne réceptrice R respectivement des antennes émettrices A à E.
On remarquera que la largeur de la bande de fréquences utilisée par l'installation qui vient d'être décrite est extrêmement étroite; dans l'exemple numérique, elle est en effet de 000 cycles.
<EMI ID=365.1>
lités de celles ayant fait l'objet de la figure 40, et de ses variantes, mais en utilisant une bande de fréquences nettement plus étroite; ceci montre l'intérêt du courant de poids nul qu'est alors le courant de fréquence
<EMI ID=366.1>
On remarquera enfin que l'installation qui vient d'être décrite permet par le choix des poids et des emplacements des antennes émettrices, de réaliser des formes de surfaces ou courbes équiphases encore plus variées que celles réalisées par l'installation représentée à la figure 40.
C'est ainsi qu'en disposant comme indiqué sur la figure 51, les antennes A, B, C, D aux quatre coins d'un carré dont l'antenne E occupe le centre, et en prenant pour les poids des courants les valeurs indiquées dans l'exemple numérique, on obtient-des courbes équiphases qui sont sensiblement des cercles de centre E; les résultats donnés par la disposition en question ont déjà été mentionnés dans le cas où la station réceptrice est à grande distance des antennes émettrices; sur la figure 51, on voit en 392 quelles sont les formes des courbes équiphases correspondant au cas où la station réceptrice se trouve à proximité des antennes émettrices ou même à l'intérieur de la zone qu'elles occupent.
La disposition faisant l'objet de la figure 52 ne se distingue de celle faisant l'objet de la figure 51 que par le fait que l'antenne E est légèrement excentrée. Les formes des courbes équiphases sont de ce fait modifiées, et l'on voit en 393 la courbe correspondant à la valeur de la phase totale = 0; on remarquera que cette courbe est sensiblement une droite.
La figure 49 représente schématiquement une installation utilisant cinq antennes émettrices A à E produisant chacune deux ondes entrete- <EMI ID=367.1>
<EMI ID=368.1>
<EMI ID=369.1>
dans la gamme des fréquences des ondes que l'on désire utiliser; les autres fréquences de numéros pairs ont les valeurs suivantes:
<EMI ID=370.1>
les fréquences de numéros impairs sont égales respectivement aux fréquences ayant le numéro suivant augmentées de la valeur de la fréquence caractéris-.
<EMI ID=371.1>
Le filtre soustracteur 382 sélecte les courants de fréquences portant un numéro impair; le filtre soustracteur 383 sélecte les courants de fréquences portant un numéro pair; chacun de ces filtres soustracteurs produit quatre courants de fréquences respectives 1.600, 1.500, 1.000 et 920 cycles; leurs bandes passantes sont centrées respectivement sur 10100 et 10000 kilocycles, et sont d'environ cinq kilocycles.
Les filtres soustracteurs 384 et 386 sélectent les deux courants de fréquences respectives 10600 et 1.500 cycles produits par les filtres soustracteurs qui les précèdent, et chacun d'eux produit par suite un courant de
100 cycles; leurs bandes passantes sont centrées sur 1.550 cycles, et sont d'environ 500 cycles. Les filtres soustracteurs 385 et 387 sélectent les
deux courants de fréquences respectives 1.000 et 920 cycles produits par les filtres soustracteurs qui les précèdent, et chacun d'eux produit par suite
un courant de 80 cycles; leurs bandes passantes sont centrées-sur 960 cycles,
<EMI ID=372.1> Chacun des filtres soustracteurs 388 et 389 sélecte les deux courants de 100 et 80 cycles sortant des filtres soustracteurs qui les précèdent, et produit par suite un courant de 20 cycles; leur bande passante est centrée sur 90 cycles, et est d'environ 100 cycles. Les deux courants de 20 cycles ainsi produits sont sélectés et amplifiés respectivement par les filtres amplificateurs 339 et 340, puis conduits par les circuits 313 dans le générateur synchronisé 371 dont ils commandent la régulation.
La station réceptrice établie sur le mobile comporte une antenne R alimentant un multiphasemètre 390, constitué par un opérateur de fréquences 391 identique à 381, et par un phasemètre 331. La phase totale 0 mesurée par ce dernier est liée à la position du mobile par la relation:
<EMI ID=373.1>
c'est-à-dire dans l'exemple numérique choisi:
<EMI ID=374.1>
On remarquera d'une part que toutes les fréquences des ondes utilisées sont contenues dans deux bandes de fréquences de trois kilocycles de large; d'autre part que la relation liant la valeur de la phase totale mesurée à la position du mobile a exactement la même forme que dans l'instal-
<EMI ID=375.1> la figure 49 donne pour une même disposition des antennes, les mêmes formes de courbes ou surfaces équiphases que l'installation de la figure 48. Mais <EMI ID=376.1>
que les fréquences des ondes utilisées et peut être choisie de façon très peu dépendante de ces fréquenes.'
Les explications qui viennent d'être données et concrétisées à l'aide de quelques exemples d'installations élémentaires, permettent de mieux préciser quelles sont, parmi les innombrables installations possibles, celles qui sont à utiliser de préférence en raison des avantages qu'elles présentent. Or l'invention vise plus particulièrement trois types d'installations élémentaires dont les caractéristiques sont définies ci-après, et qui sont respectivement appelées 1'installations à fréquence unique Il , "installations à fréquences additionnelles", "installations à fréquences différentielles". Pour faciliter l'expose de ces caractéristiques, il convient d'ailleurs de définir au préalable quelques dénominations nouvelles.
Ainsi qu'on le voit dans la relation 11, l'influence de chacun des courants du groupe utilisé par l'installation sur la valeur de la phase totale mesurée, et par suite sur la forme des courbes ou surfaces équiphases, est proportionnelle au produit de son poids par sa fréquence. Il s'en suit que l'influence des courants de poids nul est nulle et que celle des courants qui ont des fréquences nettement plus petites que celles des autres, et qui sont par suite, ainsi qu'il a été dit plus haut, transmis sous la forme-d'ondes modulées, est négligeable. Tous ces courants de poids nul et de fréquences relativement petites seront qualifiés de courants inactifs. Au contraire, les courants de poids non nul et de fréquences relativement grandes, lesquels sont transmis sous la forme d'ondes entretenues pures seront qualifiés de courants actifs.
Les antennes émettant au moins une onde correspondant à un courant actif seront qualifiées d'antennes actives. Les autres antennes seront qualifiées d'antennes inactives. On remarquera en effet que le poids d'une antenne inactive est nul ou négligeable, et par suite que l'emplacement d'une telle antenne est sans influence sensible sur la forme des surfaces ou courbes équiphases. Le plus souvent, en vue d'économiser les antennes, les installations élémentaires ne comportent d'ailleurs aucune antenne inactive, c'est-à-dire que les courants inactifs s'il y en a, sont transmis par les antennes actives qui elles, sont nécessaires à la réalisation des surfaces ou courbes équiphases; le nombre des courants inactifs est d'ailleurs tou- <EMI ID=377.1>
Les installations à fréquence unique sont caractérisées par le fait d'une part que chacune des antennes actives transmet un courant actif et un seul, d'autre part que toutes les fréquences de ces courants sont comprises dans une bande de fréquences très étroite, et avantageusement aussi étroite que le permettent les possibilités de sélection du multiplasemètre.
En conséquence la fréquence caractéristique F de l'installation
est alors égale à la valeur moyenne de la bande de fréquence utilisée, laquelle a donc une largeur très petite par rapport à cette fréquence F ; le poids d'une antenne active est sensiblement égal au poids du courant actif transmis par cette antenne; le poids des antennes inactives est, bien entendu, négligeable.
Ces caractéristiques sont, en effet, avantageuses du fait qu'elle réduisent au minimum à la fois le nombre des courants transmis et la largeur de la bande de fréquences utilisée.
L'installation décrite au début de la description à l'aide des <EMI ID=378.1> d'installations à fréquence unique.
Les installations à fréquences additionnelles sont caractérisées par le fait d'une part que chacune des antennes actives transmet une paire de courants actifs, dans laquelle, celui des courants dont la fréquence est la plus élevée est dénommé courant supérieur et l'autre est dénommé courant inférieur. D'autre part toutes les fréquences des courants supérieurs sont comprises dans une bande de fréquences très étroite, et toutes les fréquences des courants inférieurs sont comprises dans une autre bande de fréquences très étroite; avantageusement les fréquences des courants d'une même paire sont telles que leur somme a la même valeur, ou sensiblement la même.valeur, quelle que soit la paire considérée. Les poids affectés aux deux courants d'une même paire sont égaux l'un à l'autre.
En conséquence la fréquence caractéristique de l'installation F est égale à la valeur de la somme des fréquences moyennes des deux bandes
de fréquences utilisées et dont les largeurs sont très petites par rapport
<EMI ID=379.1>
des courants; les poids des antennes inactives sont, bien entendu, toujours négligeables.
Un exemple d'installation à fréquences additionnelles a été décrit à l'aide de la figure 44. Les principaux avantages des installations à fréquences additionnelles apparaîtront plus loin, lors de la description d'installations complètes constituées comme on le verra par la combinaison
de plusieurs installations.élémentaires à fréquence unique, additionnelles
ou différentielles.
Les installations à fréquences différentielles sont caractérisées par le fait d'une part que chacune des antennes actives transmet une paire
de courants actifs; dans chaque paire, celui des courants dont la fréquence est la plus élevée sera dénommé courant supérieur, l'autre sera dénommé courant inférieur. D'autre part toutes les fréquences des courants supérieurs sont comprises dans une bande de fréquences très étroite, et toutes les fréquences des courants inférieurs sont comprises dans une autre bande de fréquences très étroite; avantageusement les fréquences des deux courants d'une même paire sont telles que leur différence a la même valeur, quelle que soit la paire considérée. Enfin les poids affectés aux deux courants d'une même paire sont, en valeur absolue égaux l'un à l'autre et sont de signe contraire.
<EMI ID=380.1>
est égale à la valeur de la différence des fréquences moyennes des deux bandes de fréquences utilisées et dont la largeur est très petite par rapport
<EMI ID=381.1> des courants supérieurs; les poids des antennes inactives sont, bien entendu, négligeables.
Ces caractéristiques procurent les mêmes avantages que celles des installations à fréquences additionnelles. En outre, elles présentent l'avantage particulièrement important de rendre la fréquence caractéristique d'une installation peu dépendante du choix de la gamme des fréquences des courants transmis, et par suite de permettre de donner à cette fréquence caractéristique la valeur convenable, tout en choisissant dans chaque cas particulier cette gamme de fréquences au mieux des exigences à satisfaire. Les installations qui ont été décrites à l'aide des figures 46 et 49 sont
<EMI ID=382.1>
Avant de terminer le présent paragraphe consacré à la description des installations élémentaires, il parait utile de donner une méthode pratique permettant à l'homme de l'art de déterminer les caractéristiques de l'installation élémentaire la mieux adaptée à un problème concret. Suivant cette méthode:
1[deg.] - on choisira la forme des surfaces ou courbes équiphases que l'on veut obtenir; ce choix entraîne la détermination du nombre des antennes, de leurs emplacements approximatifs et de leurs poids approximatifs. Le plus souvent, les formes des courbes équiphases choisies seront soit des hyper-
<EMI ID=383.1>
cas, on prendra deux antennes émettrices de poids + 1 et - 1; dans le deuxième cas, on prendra quatre antennes de poids + 1, et une'antenne de poids
- 4 disposées comme il a été dit dans la description de la figure 51;
2[deg.] - on choisira la valeur de la fréquence caractéristique de l'installation; si par exemple on désire que le coefficient 360Fo soit égal
v
<EMI ID=384.1>
3[deg.] - compte tenu des portées que l'on veut obtenir et des bandes de fréquences dont on peut disposer, on choisira l'ordre de grandeur des fréquences que l'on veut utiliser; si la fréquence caractéristique de l'installation est du même ordre de grandeur que ces fréquences, l'installation sera de préférence du type à fréquence unique, ou si nécessaire du type à fréquences additionnelles; si la fréquence caractéristique de l'installation est nettement inférieure à l'ordre de grandeur choisi pour les fréquences utilisées, l'installation sera de préférence du type à fréquences différen-
<EMI ID=385.1>
été choisie égale à 100 Kc. et que l'on veuille utiliser des fréquences de
<EMI ID=386.1>
<EMI ID=387.1>
comprendra quatre courants de poids + 1 et un courant de poids - 4 dans la bande de 1.100 kilocycles, et quatre courants de poids -1, et un courant de
<EMI ID=388.1>
4[deg.] - on choisira parmi les schémas des multiphasemètres capables de mesurer la phase totale d'un tel groupe, celui dont la réalisation est la plus avantageuse. C'est ainsi que dans l'exemple du groupe de dix courants qui vient d'être indiqué, on pourra choisir le multiphasemètre représenté sur la figure 49. Lors de ce choix, on pourra parfois être amené, en vue de faciliter la réalisation du multiphasemètre, à augmenter légèrement le nombre des courants constituant le groupe en associant aux'courants prévus un ou plusieurs courants inactifs. Le choix du multiphasemètre permet de déterminer avec précision, les fréquences des courants actifs, et s'il y a lieu, des courants inactifs.
Il est à signaler que dans l'établissement du schéma du multiphasemètre, et plus particulièrement lors de la détermination pré-cise des fréquences, il est commode de partir du phasemètre et de remonter
<EMI ID=389.1>
emple le schéma du multiphasemètre représenté sur la figure 49, on commencera par choisir la fréquence 20 cycles sur laquelle on désire faire fonctionner le phasemètre puis les fréquences 100 cycles et 80 cycles des cou-
<EMI ID=390.1>
5[deg.] - on choisira un multigénérateur capable de produire le groupe des courants transmis, ce choix pouvant d'ailleurs, dans certains cas., réagir sur les choix précédents. Compte tenu des valeurs précises des fréquences des courants transmis, on déterminera enfin l'emplacement exact des antennes émettrices.
INSTALLATIONS COMPLETES DE RADIO-BALISAGE.
Ainsi qu'il a déjà été dit, l'invention vise particulièrement la réalisation d'installations complètes, c'est-à-dire donnant simultanément plusieurs indications de position et permettant de déterminer ainsi la position du mobile, de façon à la fois complète, précise et exempte d'ambiguité.
Le premier problème que pose la réalisation de telles installations est celui de la suppression de l'ambiguïté, laquelle est due, comme connu, au fait qu'un phasemètre redonne la même indication lorsque la phase
<EMI ID=391.1>
soit associé à ce phasemètre, mais on sait que cela nécessite un fonctionnement continu de l'installation, et présente par suite un grave inconvénient en ce qui concerne la commodité et la sécurité de son emploi.
Pour résoudre ce problème, l'invention prévoit de procéder comme suit. On réalise d'abord une première installation élémentaire qui sera appelée installation de première sensibilité donnant une indication de position ayant la précision voulue, mais qui de ce fait , sera le plus souvent ambiguë, étant donné-.que la phase totale mesurée variera le plus souvent
de plusieurs tours ou même d'un très grand nombre de tours lorsque la station réceptrice se déplacera dans toute l'étendue de sa zone d'évolution possible. On réalise ensuite une deuxième installation élémentaire qui sera appelée installation de deuxième sensibilité qui utilise les mêmes antennes émettrices, mais qui emploie un nouveau groupe de courants, ce groupe étant tel que le poids de chacune des antennes ait la. même valeur que dans la première installation, tandis que la fréquence caractéristique de la deuxième installation soit S fois plus petite que dans la première installation, S étant un coefficient nettement plus grand que 1.
Les courbes ou surfaces équiphases réalisées par-les deux installations auront donc les mêmes formes, mais la phase totale mesurée par la
-deuxième installation sera S fois plus petite que celle mesurée par la première. Il est clair que les indications fournies respectivement par le phasemètre de la première installation, et par celui de la deuxième, se présenteront de la même façon que si elles étaient fournies par les-deux cadrans d'un compteur dont les aiguilles seraient liées entre elles par des engrenages démultipliant S fois. Pour que de telles indications soient utilisables, il suffit que les erreurs du phasemètre de la deuxième installation soient inférieurs à 360 degrésa Si par exemple, ces erreurs sont inférieures 2 S
<EMI ID=392.1>
Si l'indication donnée par cette deuxième installation est encore ambiguë, on réalisera de même une troisième installation ayant une sensibilité encore plus réduite et qui sera appelée installation de troisième sensibilité, et ainsi de suite si nécessaire.
<EMI ID=393.1>
suivantes, seront des installations à fréquences différentielles, ce qui leur permettra d'utiliser des fréquences du même ordre de grandeur que celles de la première installation. Il est facile en effet de faire varier de façon importante la fréquence caractéristique d'une telle installation, tout en gardant pour les fréquences des ondes utilisées, le même ordre de grandeur; cette remarque a d'ailleurs déjà été faite dans la description de l'installation représentée sur la figure 46, dans laquelle on a vu que la fréquence caractéristique de l'installation pouvait être rendue à volonté égale à 0,24
- 0,024 ou 0,0024 degré par mètre, tout en utilisant des fréquences restant comprises environ entre 500 à 700 kilocycles.
On peut remarquer également que les installations décrites respectivement à l'aide des figures 48 et 49, permettent d'obtenir en utilisant les mêmes antennes émettrices, exactement les mêmes formes de courbes équiphases, et que la fréquence caractéristique de la deuxième installation est 10 fois plus petite que celle de la première.
Le deuxième problème que pose la réalisation d'installations complètes est celui de l'économie des moyens, car il convient évidemment, au lieu de juxtaposer plusieurs installations élémentaires, de les combiner de façon à économiser autant que possible les différents moyens, et en particulier les ondes utilisées en les faisant servir à la fois pour plusieurs mesures de phases totales.
Pour résoudre ce problème, l'invention prévoit de procéder, ainsi qu'il est décrit ci-après de façon générale, et exposé tout d'abord à l'aide d'un exemple numérique choisi aussi simple que possible.
Suivant cet exemple, 12 générateurs produisent respectivement les
12 courants qui ont les fréquences suivantes:
<EMI ID=394.1>
et qui servent à constituer les groupes de courants ci-après:
<EMI ID=395.1>
<EMI ID=396.1>
quence totale et la phase totale de ce groupe étant nulles grâce à la régu-
<EMI ID=397.1>
quence totale et la phase totale de ce groupe étant nulles grâce à la régu-
<EMI ID=398.1>
quence totale et la phase totale de groupe étant nulles grâce à la régula-
<EMI ID=399.1>
quence totale et la phase totale de ce groupe étant nulles grâce à la régu-
<EMI ID=400.1>
Un groupe G6 constitué par les quatre courants de fréquence res- <EMI ID=401.1>
Trois antennes émettrices A, B, C transmettent ces 12 courants sous la forme de 12 ondes entretenues pures ayant les mêmes fréquences, étant précisé que chacune de ces antennes A, B, C émet les quatre ondes dont les fréquences sont marquées de l'indice A, B ou C correspondant.
La station réceptrice établie sur le mobile comporte des multi-
<EMI ID=402.1>
<EMI ID=403.1>
utiliseront, ainsi qu'on le verra dans les exemples donnés plus loin, le plus
<EMI ID=404.1>
tales sont liées à la position du mobile par les relations suivantes:.
<EMI ID=405.1>
<EMI ID=406.1>
<EMI ID=407.1>
primées en degrés.
On voit que l'installation ainsi réalisée est bien une installa-
<EMI ID=408.1>
valeurs se complètent comme il a déjà été dit, et permettent de déterminer la
<EMI ID=409.1>
<EMI ID=410.1>
rie de 3,6 degrés lorsque cette différence varie de 100 mètres. De même les
<EMI ID=411.1>
déterminer par recoupement, la position du mobile dont l'altitude est supposée connue.
On.remarquera par ailleurs que les six groupes G-, à G6 de quatre
courants chacun, sont- réalisés au moyen de douze courants au lieu de vingt quatre, ce qui entraîne une économie de moyens, et en particulier d'ondes émises.
Mais on remarquera surtout que les fréquences des courants transmis vérifient' les relations suivantes:
<EMI ID=412.1>
et qu'il en est de même pour les autres antennes.
Plus généralement, les courants transmis par une quelconque des antennes émettrices d'une installation complète, l'antenne A par exemple, vérifient les relations suivantes:
<EMI ID=413.1>
<EMI ID=414.1>
pectivement la fréquence caractéristique commune aux installations élémentaires de première sensibilité, la fréquence caractéristique commune aux installations élémentaires de deuxième sensibilité, la fréquence caractéristique commune aux installations élémentaires de troisième sensibilité.... dont l'installation complète est la combinaison et e est un coefficient égal à + 1 si les fréquences utilisées sont du même ordre de grandeur que la moitié de Fol ou égal à - 1, si ces fréquences sont nettement plus grandes que
<EMI ID=415.1>
Les relations (21) peuvent se mettre sous la forme des relations suivantes:
<EMI ID=416.1>
et de celles qui s'en déduisent en remplaçant l'indice A par l'un quelconque des autres indices correspondant aux autres antennes émettrices. Dans toutes
<EMI ID=417.1>
l'on veut utiliser, et qui sont telles que :
<EMI ID=418.1>
<EMI ID=419.1>
sont choisies de façon à faciliter la réalisation de la station réceptrice. C'est ainsi que dans l'exemple numérique, on avait:
<EMI ID=420.1>
Pour montrer les possibilités demie installation complète utilisant les courants dont les fréquences'sont définies par les relations 22 et
23, on supposera que l'on veut réaliser une installation élémentaire de première sensibilité, ayant la fréquence caractéristique Fol, une installation élémentaire de deuxième sensibilité ayant la fréquence caractéristique
<EMI ID=421.1>
pour réaliser l'installation élémentaire de deuxième sensibilité, on utilisera un groupe de courants constitué par les courants de fréquences respec-
<EMI ID=422.1>
On peut vérifier en effet, d'une part que les fréquences totales
de ces différents groupes sont nulles, et d'autre part que conformément à la relation (11) donnée dans le paragraphe relatif aux installations élémentaires, leurs phases totales mesurées par la station réceptrice, ont respectivement les valeurs suivantes:
<EMI ID=423.1>
et ainsi de suite s'il y a lieu.
C'est ainsi que dans l'exemple numérique, on peut en utilisant trois groupes de courants constitués comme il vient d'être dit, réaliser des installations .élémentaires ayant des fréquences caractéristiques respectivement égales à 30.000, 30000 et 300 cycles, et telles que les poids des
<EMI ID=424.1>
ment, d'une part que les fréquences totales de ces groupes sont nulles, et d'autre part que les valeurs de leurs phases totales mesurées par la station
<EMI ID=425.1>
On voit donc que .l'installation utilisant les courants dont les fréquences sont définies par les relations (22) et (23) est bien une installation complète, ainsi qu'on l'a vu dans le cas particulier de l'exemple numérique. D'une part en effet, la station réceptrice pourra, en mesurant les phases totales des groupes constitués comme il vient d'être dit, obte-
<EMI ID=426.1>
tuer ainsi de façon à la fois précise et exempte d'ambiguïté, sur une première courbe ou surface équiphase. D'autre part cette station pourra, en mesurant les phases totales de groupes semblablement constitués mais cor-
<EMI ID=427.1>
sur une deuxième courbe ou surface équiphase, puis semblablement sur une troisième s'il y a lieu, et déterminer ainsi par recoupement sa position de façon à la fois complète, précise et exempte d'ambiguïté.
Bien entendu, chacun des groupes de courants utilisés devra avoir une fréquence totale égale à zéro, et une phase totale égale à une valeur constante et déterminée, qui le plus souvent est d'ailleurs nulle. Ainsi qu'il a été décrit dans le paragraphe "multigénérateur", un moyen avantageux d'obtenir ce résultat consiste essentiellement à réaliser un opérateur de fréquences produisant à partir des courants qui entrent dans la constitution du groupe et sont supposés produits par des générateurs, deux courants de basses fréquences dont le déphasage relatif est égal, à une constante près, à la phase totale du groupe, puis à commander au moyen de ces deux courants, la régulation d'un des générateurs produisant les courants, ce générateur étant choisi à volonté, à la seule condition que le poids de son courant ne soit pas nul.
Il arrivera souvent d'ailleurs que le nombre de régulations qu'il sera nécessaire de faire sera plus petit que le nombre de groupes de courants utilisés. On remarquera en effet, que si par exemple la phase totale
<EMI ID=428.1>
nulle sans qu'il soit nécessaire d'effectuer aucune régulation supplementaire.
C'est ainsi que dans l'exemple numérique précédemment donné dans le cas d'une installation utilisant 12 courants, la régulation du groupe
<EMI ID=429.1>
et des hyperboles équiphases ayant comme foyers les antennes A et B, et la régulation du groupe G dont l'emploi donne la même fréquence caractéristique et des hyperboles équiphases ayant comme foyers les antennes A et C, assurent par surcroit l'annulation de la phase totale d'un groupe supplémentaire donnant la même fréquence caractéristique et des hyperboles équiphases ayant comme foyers les antennes B et C.
Pareillement, si par exemple la phase totale d'un groupe consti-
<EMI ID=430.1>
nécessaire d'effectuer aucune régulation supplémentaire.
Par ailleurs, pour que les fréquences totales des groupes utilisés soient toutes nulles, il n'est pas toujours nécessaire que les relations (22) et (23) soient exactement vérifiées, c'est-à-dire qu'il est parfois possible, en vue de faciliter la réalisation de la station réceptrice, de choisir les valeurs des fréquences un peu différentes de celles définies par ces relations.
Enfin, il est à remarquer que les relations (23) peuvent faire l'objet de variantes. C'est ainsi par exemple qu'au lieu de
<EMI ID=431.1>
<EMI ID=432.1>
Compte tenu des deux remarques qui viennent d'être faites il convient pour rendre les relations (22) valables, dans tous les cas de les modifier légèrement et de les remplacer par les relations suivantes et par celles qui s'en déduisent en remplaçant l'indice A par un quelconque des autres indices correspondant aux autres antennes émettrices B, C...
<EMI ID=433.1>
<EMI ID=434.1>
tels d'une part que la différence F - F lui soit égale, et d'autre part
que les coefficients em et en aient tous deux le même signe, et il est précisé en outre, que le nombre des courants transmis par chacune des antennes émettrices est d'une unité supérieure au nombre des fréquences caractéristiques que l'on veut réaliser au moyen de cette antenne.
Dans ces conditions, pour réaliser l'installation élémentaire
<EMI ID=435.1> Les conditions exprimées par les relations (25) peuvent d'ailleurs
<EMI ID=436.1>
ractéristiques des installations on élémentaires dont l'installation complète que l'on veut réaliser est la combinaison, on choisit pour chacune des antennes émettrices A, B, C ... n + 1 fréquences et l'on affecte ces fréquences des numéros d'ordre 1 à n + 1, de telle sorte que
<EMI ID=437.1>
outre que les valeurs des fréquences choisies doivent être telles que cha-
<EMI ID=438.1>
tant entre deux spectres de même sens.
Le mode de réalisation d'une installation complète, qui vient d'être décrit sera d'ailleurs mieux compris à l'aide des exemples décrits ci-après.
L'installation complète représentée sur la figure 53 utilise neuf antennes émettrices A à I transmettant chacune trois courants sous la forme de trois ondes entretenues pures. Pour en définir les fréquences à l'aide des relations (25) on a choisi les valeurs suivantes:
<EMI ID=439.1>
On remarquera d'une part que ces valeurs permettent quels que soient les poids que l'on veut respectivement affecter aux antennes émettrices, de réaliser des installations ayant les deux fréquences caractéristiques suivantes:
<EMI ID=440.1>
D'autre part, on peut vérifier que conformément aux relations (25), les fréquences des courants transmis respectivement par les neuf antennes émettrices A à 1 de l'installation ont les valeurs suivantes:
<EMI ID=441.1>
Sur la figure 53, A à I désignent les neuf antennes émettrices, et 401 à 409 désignent les neuf émetteurs qui les élimentent. A, B, H et
I sont aux quatre coins d'un carré dont E est le centre, et dont la longueur
<EMI ID=442.1>
stitué par trois générateurs produisant chacun un des trois courants à transmettre, et par un amplificateur donnant à ces courants, la puissance nécessaire; l'émetteur 405 alimentant l'antenne centrale E, est de préférence plus puissant que les autres.
L'installation utilise sept groupes de courants constitués comme suit:
<EMI ID=443.1>
dont la fréquence totale et la phase totale sont nulles grâce à la régu-
<EMI ID=444.1>
Un groupe G12 constitué par les quatre courants de fréquences
<EMI ID=445.1>
dont la fréquence totale et la phase totale sont nulles grâce à la régula-
<EMI ID=446.1>
dont la fréquence totale et la phase totale sont nulles grâce à la régula-
<EMI ID=447.1>
dont la fréquence totale et la phase totale sont nulles grâce à la régula-
<EMI ID=448.1>
la phase totale sont nulles grâce à la régulation du courant de fréquence
FA<3>'
<EMI ID=449.1>
comme il va être dit.
Une antenne réceptrice fixe R alimente un opérateur de fréquences
<EMI ID=450.1>
2.650 cycles, et produit un courant de 100 cycles. E14 a une bande passante de 400 cycles, centrée sur 1.500 cycles, il sélecte les courants de fréquen- <EMI ID=451.1>
<EMI ID=452.1>
produire chacun, comme 413, 414? 423 et 424, un courant de 100 cycles, produisent chacun un courant de 80 cycles. 426 à 429 ont des bandes passantes de 60 cycles centrées sur 90 cycles; chacun d'eaux sélecte un courant de 100 cycles et un courant de 80 cycles, et produit un courant de 20 cycles. Chacun des filtres amplificateurs 430 à 439 sélecte et amplifie un courant
<EMI ID=453.1>
fie un courant de 80 cycles. Les sept paires de courants sortant de l'opérateur de fréquences 410 respectivement par les circuits 451 à 457, commandent les régulations annulant des fréquences totales et les phases totales
<EMI ID=454.1>
La station réceptrice équipant le mobile dont on veut connaître la position, comporte une antenne réceptrice R alimentant un appareil 458, qui est la combinaison de plusieurs multiphasemètres, et qui est constitué par un opérateur de fréquences 459, de constitution identique à celle de l'opérateur 410, et par sept phasemètres 461 à 467. On peut vérifier que ces phasemètres mesurent respectivement les phases totales des groupes G-...
<EMI ID=455.1>
la relation 11 donnée dans le paragraphe relatif aux installation élémentaires, les phases totales ainsi mesurées ont respectivement les valeurs suivantes:
<EMI ID=456.1>
les phases totales étant exprimées en degrés et les distances D
<EMI ID=457.1>
exprimées en kilomètres. On remarquera que les coefficients 120 degrés par kilomètre et 12 degrés par kilomètre correspondent bien aux fréquences ca-
<EMI ID=458.1>
noncées au début de la description de la présente installation. Au contraire, le coefficient 1.200 degrés par kilomètre qui intervient dans la valeur de
<EMI ID=459.1>
sultat n'est pas toujours possible et est assez rarement avantageux.
Lorsque le mobile est très éloigné et que son altitude est nulle ou relativement faible, les relations ci-dessus peuvent, en prenant:
<EMI ID=460.1>
suivantes:
<EMI ID=461.1>
D et G désignant les coordonnées polaires du mobile prises à partir du point occupé par l'antenne E, D étant exprimé en kilomètres, le gisement G étant compté à partir de la direction de l'antenne'I, et les différentes phases totales étant exprimées en degrés.
On pourra vérifier d'une part que la détermination de la position du mobile ne donne lieu à aucune ambiguïté tant que la distance D est supérieure à 10 kilomètres; toute possibilité d'ambiguïté pourrait d'ailleurs être supprimée si cela présentait un intérêt pratique, en pre-
<EMI ID=462.1>
10 degrés près et si la distance D est égale à 200 km, la position du mobile pourra être déterminée à 1.500 mètres près.
APPLICATION A LA NAVIGATION AERIENNE ET MARITIME
A GRANDE DISTANCE.
L'installation complète décrite dans le présent paragraphe comprend 25 stations émettrices fixes qui sont respectivement appelées station
<EMI ID=463.1>
vement appelée antenne A, antenne B, ... antenne Z.
Chacune de ces antennes transmet sous la forme de quatre ondes entretenues pures, quatre courants dont les fréquences sont fixées une fois pour toutes et sont définies par les relations:
<EMI ID=464.1>
déjà données sous le numéro 22 dans le paragraphe relatif aux installations complètes, et par celles qui s'en déduisent en remplaçant la lettre A par
<EMI ID=465.1>
<EMI ID=466.1>
Les relations déjà données sous le numéro 23 dans le paragraphe relatif aux installations complètes montrent que ce choix permet d'obtenir les trois fréquences caractéristiques suivantes:
<EMI ID=467.1>
On voit que l'installation utilise donc sensiblement un total de
100 fréquences (4 fréquences pour chacune des 25 lettres A à Z) régulièrement réparties de 60 en 60 cycles, de 12 à 18 kilocycles. Plus exactement, il est à signaler que la station A n'émet que trois ondes, car la fréquence <EMI ID=468.1>
Inversement, il est à signaler que les fréquences 12.030, 17.870. et 17.970 ne sont pas utilisées, et par suite que les fréquences utilisées par l'installation débordent légèrement de la bande allant de 12 à 18 kilocycles; les fréquences-extrêmes sont en effet 11.970 et 18.030 cycles.
Chacun des groupes de courants utilisés dans l'installation est constitué par quatre courants dont deux sont transmis par une quelconque des stations émettrices, par exemple la station B, les deux autres étant transmis par une autre station émettrice quelconque, par exemple la station M. Les fréquences des huit courants transmis par ces stations'ont conformément aux relations (26) les valeurs suivantes:
<EMI ID=469.1>
Ces courants servent à constituer les trois groupes suivants: <EMI ID=470.1>
La fréquence totale et la phase totale de chacun de ces groupes de courants sont nulles grâce à des régulations effectuées comme il sera exposé lors de la description de la figure 55.
La figure 54 donne le schéma du récepteur équipant le mobile. Comme on va le voir, ce récepteur peut être réglé sur deux quelconques des stations émettrices que l'on supposera à titre d'exemple et pour faciliter la description, être la station B et la station M. Il mesure alors les phases totales des trois groupes constitués comme il vient d'être dit
<EMI ID=471.1>
R désigne une antenne réceptrice, et 501 un opérateur de fréquences; 502 désigne un filtre amplificateur dont la bande passante va de 10 à
20 kilocycles.
503 et 504 désignent deux hétérodynes réglables produisant res-
<EMI ID=472.1> le récepteur sur la station B et la station M, il suffit d'une part de régler l'hétérodyne 503 de façon que l'on ait:
<EMI ID=473.1>
et d'autre part de régler l'hétérodyne 504 de façon que l'on ait:
<EMI ID=474.1>
Ce réglage devant être effectué avec une précision de l'ordre
du cycle, sera obtenu à l'aide de 25 quartz (un pour chacune des lettres
A à Z désignant les station émettrices) établis et utilisés de telle manière, que lorsque l'un d'eux sera employé dans l'hétérodyne 503, il fournira la
<EMI ID=475.1>
laquelle il correspond), et que lorsqu'il sera employé dans l'hétérodyne 504,
<EMI ID=476.1>
505 à 509 désignent cinq lampes mélangeuses.
510 à 513 désignent quatre filtres soustracteurs dont les bandes passantes sont de 30 cycles (grâce à un filtre à quartz) et sont centrées respectivement sur 100.000, 70.000, 97.000 et 99.700 cycles.
518 à 521 désignent des filtres amplificateurs fonctionnant sur
10 cycles.
522, 523 et 524 désignent chacun un servo-moteur qui fonctionne sur 10 cycles, et dont l'arbre de sortie a une vitesse qui est fonction (proportionnelle au sinus par exemple) du déphasage relatif des deux courants
qui l'alimentent, cette vitesse étant nulle lorsque le déphasage en question est nul. Des exemples de réalisation de tels servo-moteurs ont été décrits
à l'aide des figures 21 et 22.
525, 526 et 527 désignent chacun un déphaseur créant entre son courant d'entrée et son courant de sortie un déphasage égal à l'angle définissant la position de son axe de commande. Un exemple de réalisation d'un tel déphaseur a été décrit à l'aide de la figure 23.
528 à 530 désignent des liaisons mécaniques convenablement démul- tipliées (10 fois par exemple) dont chacune lie l'arbre de sortie d'un des servo-moteurs 522 à 524 à l'axe de commande de l'un des déphaseurs 525 à
527.
531, 532 et 533 désignent chacun un appareil indicateur ayant une aiguille qui tourne devant un cadran régulièrement gradué de 0 à 9.
534 à 536 désignent des liaisons mécaniques reliant respectivement les axes de commande des déphaseurs 525 à 527 aux aiguilles des appareils indicateurs 531 à 533. Ces liaisons ne sont pas démultipliées, mais sont au contraire telles que l'angle dont chaque aiguille a tourné à partir de son zéro, soit égal au déphasage crée par le déphaseur correspondant.
Le récepteur ainsi constitué fonctionne comme suit, étant entendu que pour raison de simplicité, on supposera d'une part que la vitesse de déplacement du mobile est suffisamment faible pour ne pas influencer de façon sensible le fonctionnement, et d'autre part que les courants seront simplement désignés par leurs fréquences:
l'antenne R et le filtre amplificateur 502 envoient à chacune des mélangeuses 505 à 509, les courants résultant de toutes les ondes émises par les antennes A à Z de l'installation.
Les mélangeuses 505 à 509 reçoivent par ailleurs, la première
le courant H' venant de l'hétérodyne 503, les trois suivantes le même courant H' venant de la même hétérodyne mais à travers respectivement les déphaseurs 525 à 527, la dernière le courant H" venant de l'hétérodyne 504.
Ces mélangeuses effectuent respectivement et en particulier les mélanges donnant les fréquences suivantes :
<EMI ID=477.1>
Les filtres soustracteurs 510 à 513 sélectent respectivement, à
<EMI ID=478.1>
Ils effectuent respectivement les soustractions de fréquences donnant les fréquences suivantes
<EMI ID=479.1>
Les servo-moteurs 522 à 524 sont alimentés respectivement par les
<EMI ID=480.1>
527 de façon à annuler les déphasages relatifs des courants qui les alimentent, conformément à la description du multiphasemètre de la figure 35.
<EMI ID=481.1>
<EMI ID=482.1>
<EMI ID=483.1>
<EMI ID=484.1>
exprimées en kilomètres qui séparent le mobile respectivement de la station B et de la station M.
<EMI ID=485.1>
rant que :
<EMI ID=486.1>
<EMI ID=487.1>
<EMI ID=488.1>
près, égal à la phase totale de ce groupe.
<EMI ID=489.1>
que les appareils indicateurs 531, 532 et 533 peuvent être gradués directement en kilomètres, dizaines de kilomètres et centaines de kilomètres, et <EMI ID=490.1>
<EMI ID=491.1>
La figure 55 donne le schéma de la station émettrice Z prise à titre d'exemple. Sur cette figure:
500 désigne l'émetteur et B désigne l'antenne de la station. Ces
<EMI ID=492.1>
sont dimensionnés de façon à réaliser des portées de l'ordre de 3.000 kilomètres; l'antenne doit donc être de grande dimension, et l'émetteur doit être de grande puissance, au moins 100 Kw.
551 à 554 désignent respectivement un générateur ordinaire et trois générateurs synchronisés produisant respectivement quatre courants de fréquen-
<EMI ID=493.1>
555 est un amplificateur donnant à ces courants, la puissance nécessaire à l'alimentation de l'antenne.
<EMI ID=494.1>
fixe et connue, et dont la distance à l'antenne B est de l'ordre de 100 kilomètres.
556 désigne un opérateur de fréquences de construction identique
<EMI ID=495.1>
réglé, par préréglage de ses hétérodynes réglables,. sur la station B et sur une autre station, station M par exemple, qui est choisie comme il est exposé plus loin, parmi les plus proches.
Les aiguilles des trois appareils indicateurs 557 à 559 sont positionnées de façon à afficher le nombre de kilomètres égal à la différence
<EMI ID=496.1>
en manoeuvrant à la main les liaisons mécaniques 560 à 562 identiques aux liaisons 528 à 530 de la figure 54.
563 désigne des liaisons électriques ou radio-électriques permettant de transmettre à la station B, les quatre courants de basses fréquences
<EMI ID=497.1>
dent la régulation de ces générateurs synchronisés, de façon à annuler tous leurs déphasages relatifs, ce qui du fait du positionnement des aiguilles des appareils indicateurs 557 à 559, entraîne que les phases totales des
<EMI ID=498.1> La figure 56 représente une carte de l'Océan Atlantique ayant à l'équateur l'échelle du 1/60.000.000. Sur cette figure, A, B, C, L, M, N, V,
<EMI ID=499.1>
<EMI ID=500.1>
ces commandant la régulation des stations émettrices correspondantes.
R désigne l'emplacement du récepteur équipant le mobile.
On remarquera que la figure ne porte aucune station réceptrice commandant la régulation de la station émettrice A. On a supposé en effet dans l'établissement de la figure 56, que cette station A n'est réglée sur aucune.autre, et qu'au contraire, ce sont toutes les autres qui sont r�glées sur elle, soit directement, soit indirectement, c'est-à-dire par ex-
<EMI ID=501.1>
tion A, tandis, que la station B est réglée sur la station X, et que la sta-tion V est réglée sur la station M.
On peut en effet vérifier, par exemple en ce qui concerne la station V, qu'il suffit d'une part que la station M soit réglée sur la station
<EMI ID=502.1>
soient nulles.
En pratique, en vue d'atténuer les effets perturbateurs pouvant résulter des irrégularités de propagation, on utilisera d'ailleurs des dispositions plus évoluées, consistant à régler chacune des stations émettrices, y compris la station A, non pas sur une, mais sur toutes les stations voi-
<EMI ID=503.1>
C, V, X, Y, c'est-à-dire d'une part que la station réceptrice IL, comportera
six opérateurs de fréquences réglés respectivement sur les stations M et A,
<EMI ID=504.1>
rateurs synchronisés 552 à 554 comportera six servo-moteurs., tous bloqués sur le même arbre, et respectivement alimentés par les courants provenant des six opérateurs de fréquences de la station IL". Pour éviter que toute l'installation soit l'objet d'une dérive, même extrêmement faible, on peut envisager d'inclure dans chacun des générateurs synchronisés, un dispositif supplémentaire créant une très légère tendance à ramener à sa valeur nominale la fréquence du courant produit par le générateur considéré.
En résumé l'infra-structure de l'installation consiste en une triangulation à grandes mailles plus ou moins- régulière, dont chaque sommet est constitué par une station émettrice fixe et dont les côtés peuvent avoir des longueurs de l'ordre de 3.000 kilomètres. Chaque station comporte une antenne et produit de façon continue, quatre ondes entretenues pures.
L'équipement du mobile consiste en un récepteur comportant deux hétérodynes réglables. Il suffit de régler la première sur une station quelconque, B par exemple, et la deuxième sur une station quelconque, M par exemple, pour connaître la valeur de la différence DM - DB des distances séparant le mobile de la station M et de la station B. Cette valeur est donnée par trois appareils indicateurs qui sont des phasemètres mesurant les phases totales des trois groupes constitués par les courants transmis sous la forme d'ondes par les deux stations sur lesquelles le récepteur est réglé. Ces phases totales sont nulles au départ des stations émettrices. Leurs valeurs dans le récepteur ne dépendent par-suite que des-distances parcourues par
<EMI ID=505.1>
respectivement de trois coefficients en progression décimale, et qui sont
en l'occurrence 0,36 - 3,6 et 36 degrés par kilomètre. Les trois appareils indicateurs sont donc gradués, le premier en centaines de kilomètres, le deuxième en dizaines de.kilomètres, le dernier en kilomètres, et s'il y a lieu en hectomètres.
Il suffit de modifier le réglage du récepteur pour connaître la valeur d'une autre différence de distances, et obtenir ainsi par recoupement, la position du mobile.
APPLICATION A LA NAVIGATION MARITIME A PETITE DISTANCE
L'installation complète décrite dans le présent paragraphe comprend 50 stations émettrices fixes qui sont respectivement appelées station A, station B, ... station Z, station a, station b, ... station z, et dont chacune comporte une antenne respectivement appelée antenne A,, antenne B, ... antenne Z, antenne a, antenne b, ... antenne z.
Chacune de ces antennes transmet, sous la forme de six ondes entretenues pures, six courants dont les fréquences sont fixées une fois pour toutes et sont définies par les relations:
<EMI ID=506.1>
déjà données sous le numéro (22) dans le paragraphe relatif aux installations complètes, et par celles qui s'en déduisent en-remplaçant la lettre A par une lettre majuscule ou minuscule quelconque. Les fréquences F-, à F6 ont été choisies comme suit:
<EMI ID=507.1>
Ainsi qu'il a été dit dans le paragraphe relatif aux installations complètes, les relations (23) données dans ce paragraphe, peuvent être l'objet de variantes; l'une de ces variantes montre que le choix des fréquences
<EMI ID=508.1>
<EMI ID=509.1>
Les fréquences
comme suit:
<EMI ID=510.1>
ont par ailleurs été choisies
<EMI ID=511.1>
On voit que 1' installation utilise donc un total de 300 fréquences
(6 fréquences pour chacune des 50 stations) réparties de façon à peu près régulière, dans trois bandes de fréquences d'environ 20 kilocycles chacune, res-
<EMI ID=512.1>
Chacun des groupes de courants utilises dans l'installation est constitué par quatre courants dont deux sont transmis par une quelconque des stations émettrices marquées d'une lettre majuscule, par exemple la station A, les deux autres étant transmis par la station marquée de la lettre minuscule correspondante, en l'occurrence station a; l'ensemble constitué par ces deux stations sera appelé "groupement émetteur", en l'occurrence groupement émet-
<EMI ID=513.1>
ont, conformément aux relations (28)� les valeurs suivantes:
<EMI ID=514.1>
Ces courants servent à constituer les cinq groupes suivants:
<EMI ID=515.1>
La fréquence totale et la phase totale de chacun de ces-groupes de courants sont nulles grâce à des régulations effectuées comme il sera exposé lors de la description de la figure 58.
La figure 57 donne le schéma du récepteur équipant le mobile. Comme on va le voir, ce récepteur peut être réglé sur un quelconque des groupements émetteurs que l'on supposera à titre d'exemple et pour faciliter la description, être le groupement émetteur A. Il mesure alors les phases totales des cinq groupes constitués comme il vient d'être dit.
Sur la figure 57:
R désigne une antenne réceptrice ordinaire alimentant un opérateur de fréquences 601 produisant six courants de 50 cycles, dont cinq phasemètres 602 à 606 mesurant les déphasages relatifs.
L'opérateur de fréquences 601 est constitué par 28 organes de réglage fixe et un organe de réglage variable.
Les organes de réglage fixe sont les suivants:
<EMI ID=516.1>
6 filtres amplificateurs 620 à 625, dont les bandes passantes sont d'environ 25 kilocycles, et sont respectivement centrées sur 1.625,
1.915, 1.950�, 165, 124 et 159 kilocycles.
Un filtre amplificateur 626 dont la bande passante est d'environ 4 kilocycles, et est centrée sur 308 kilocycles.
6 filtres soustracteurs 628 à 633 dont les bandes passantes sont d'environ 300 cycles, et sont centrées respectivement sur 24.245, 18.505,
15.255, 16.920, 17.245 et 21.245 cycles.
6 amplificateurs 634 à 639, laissant passer et amplifiant les fréquences de l'ordre de 50 cycles.
<EMI ID=517.1>
dal, dont la fréquence est stabilisée par quartz à 20 cycles près, respecti-
<EMI ID=518.1>
On remarquera que l'assemblage 627 des éléments 613, 626, 633 et
641 est équivalent à un filtre soustracteur dont la bande passante aurait environ 300 cycles et serait centrée sur 308 kilocycles.
L'organe de réglage variable est une hétérodyne 642, produisant un courant sinusoïdal, dont la fréquence doit être réglée à environ 20 cycles près, sur la valeur suivante:
<EMI ID=519.1>
ce réglage étant obtenu à l'aide de 25 quartz (1 pour chacun des groupements émetteurs A à Z).
Le récepteur ainsi constitué fonctionne comme suit, étant entendu que pour raison de simplicité, on supposera d'une part que la vitesse de déplacement du mobile est suffisamment faible pour ne pas influencer de façon sensible le fonctionnement de l'appareil, et d'autre part que les courants seront simplement désignés par leurs fréquences.
Les filtres amplificateurs 620, 621 et 622 reçoivent de l'antenne R, les courants résultant de toutes les ondes émises par toutes les stations émettrices de' l'installation; ils sélectent respectivement les courants dont les fréquences portent les numéros 1 et 2, 3 et 4, 5 et 6, et les envoient
<EMI ID=520.1>
à 627 et 628, 629 et 630. 631 et 632.
Chacun des éléments 627 et 632 sélecte parmi tous les courants qu'il reçoit, deux courants dont il effectue la soustraction de fréquences, produisant ainsi les fréquences suivantes:
<EMI ID=521.1>
<EMI ID=522.1>
Les phasemètres 602 à 606, alimentés respectivement par les cou-
<EMI ID=523.1>
<EMI ID=524.1>
<EMI ID=525.1>
primées en kilomètres qui séparent le mobile respectivement de.-1'antenne A
<EMI ID=526.1>
Si l'on suppose que chacun des phasemètres comporte une aiguille tournant devant une graduation régulière de 0 à 9, ces aiguilles se présenteront de la même façon que celles d'un compteur dont la première donne les unités, la deuxième donne les dizaines, et ainsi de suite, d'un nombre qu'il
suffit de multiplier par le coefficient V = 9,23 m. pour obtenir la
<EMI ID=527.1>
valeur de la différence D - DA exprimée en mètres.
La figure 58 donne le schéma du groupement émetteur A pris à titre d'exemple. Sur cette figure:
A désigne Iranienne de la station A, dont l'émetteur 650 est constitué par six générateurs ordinaires 651 à 656, produisant respectivement
<EMI ID=528.1>
ces courants la puissance nécessaire (100 watts par courant) pour alimenter l'antenne de façon à réaliser des portées de quelques centaines de kilomètres;
<EMI ID=529.1>
stitué par cinq générateurs synchronisés 661 à 665 et un générateur ordinai-
<EMI ID=530.1>
par un amplificateur 667 donnant à ces courants la puissance nécessaire (100 watts par courant) pour alimenter l'antenne de façon à réaliser des portées de quelques centaines de kilomètres;
RA désigne une antenne réceptrice qui est établie en un point de
position fixe et connue dont la distance à l'antenne a est de l'ordre de quel-ques dizaines de kilomètres, et qui alimente un opérateur de fréquences 670 de construction identique à celle de l'opérateur de fréquences 601 de la figure 57.
Cet opérateur de fréquences 670 est réglé sur le groupement émetteur A dont il commande la régulation; il fournit les six courants de
<EMI ID=531.1>
moyen des liaisons électriques ou radio-électriques 669 les courants de fré-
<EMI ID=532.1>
commandent la régulation de ces générateurs synchronisés, de façon à annuler tous leurs déphasages relatifs à l'entrée de la station a, ce qui pour un réglage convenable des déphaseurs 671 à 675 entraîne que les phases totales
<EMI ID=533.1>
ces.
La figure 59 représente une carte de la Manche à l'échelle du 1/5.000.000 :
<EMI ID=534.1>
mandant la régulation respectivement des stations a à h.
R désigne l'emplacement du récepteur équipant le mobile.
Pour simplifier la description de l'installation, on a supposé que toutes les stations sont distinctes, ainsi qu'il est représenté sur la figure 59, mais il est clair qu'en pratique on confondra souvent plusieurs stations en une seule, qui utilisera bien entendu le plus possible de moyens communs et en particulier une seule antenne.
En résumé, l'infra-structure de l'installation consiste en des groupes émetteurs formés chacun de deux stations émettrices distantes de quelques centaines de kilomètres, émettant chacune à l'aide d'une seule antenne, six ondes entretenues pures, dont les fréquences occupent trois bandes de 20 kilocycles, centrées sur 1.625, 1.915 et 1.950 kilocycles.
L'équipement du mobile consiste en un récepteur comportant une hétérodyne qu'il suffit de régler sur un quelconque des groupements, pour connaître à quelques mètres près la valeur de la différence des distances séparant le mobile des deux stations du groupement. Il suffit de modifier le réglage du récepteur pour connaître la valeur d'une autre différence de distance, et obtenir ainsi par recoupement la position du mobile.
<EMI ID=535.1>
On a supposé dans la description que tous les courants utilisés sont des courants sinusoïdaux. Il est à noter.qu'un courant modulé périodiquement de fagon quelconque peut comme on sait, être décomposé en plusieurs courants sinusoïdaux. L'invention pourra donc s'appliquer au cas où une installation utiliserait des courants sinusoïdaux résultant d'une telle décomposition, étant entendu que les produits de cette décomposition qui ne seraient pas utilisés doivent dans la mesure où ils sont gênants, être éliminés soit à l'émission soit à la réception.
De même, on a supposé pour faciliter la description, que toutes les ondes utilisées sont des ondes radio-électriques. Il est à noter d'une part qu'un courant électrique sinusoïdal, peut au moyen de radiateurs appropriés, être transformé soit en une onde de compression de même fréquence
(ultra-son par exemple) soit en une onde limineuse modulée par le courant, et d'autre part que l'onde de compression ou lumineuse ainsi obtenue, peut au moyen d'un collecteur approprié, être retransformée en un courant élec-