Dispositif radiogoniomëtriqae.
On connaît déjà divers radiogoniomètres avec indicateurs à lecture directe. En général ils sont bases sur une exploration pério- dique du champ.
Dans certains systèmes, cette exploration est circulaire et se fait à l'aide, d'un aérien .dirigétouTnant,oude.toutsystème qui réalise unie rotation fictive dss a, én) ens dirigés, ces organes. étant combinés ou non avec un aérien non dirigé.
Dans d'autressystèmes, on envoie suoces- sivement, les uns apr¯s les autres, les résul- tats des diffÚrentes combinaisons: aÚriens di rigés-aériens non dirigés, dans un même amplificateur, et on les trie à lla a sortie. Dans' ces deux systèmes, la sortie alimente un indicateur qui donne le relèvement du champ effectué au cours d'unie période ou la moyenne des relèvements au cours de plusieurs périodes d'exploration.
Ces goniom¯tres Ó exploration pÚriodique ont, tous, un ou plusieurs des dÚfauts suivants :
les déphasages qui se produisent'dams les amplificateurs am¯nent des erreurs de rel¯vement ;
la lecture du rel¯vement des signaux tÚlÚ gTaphique3 est fatigante ;
les rel¯vements peuvent devenir tr¯s dif faciles si la durÚe des signaux est de l'ordre de grandeur de la période d'exploration ;
on ne peut tdis, eriminer aisémenrb deux télé- graphies Úmises sur des frÚquences voisines ;
la sÚlectivitÚ est mauvaise car l'amplifi ca, teur doit transmettre avec fidélité les résul- tats de l'exploration qui, souvent, modulent le signal Ó des frÚquences ÚlevÚes ;
la levée du doute n'est pas permanente.
La présente invention,, due à M. Torcheux, a pour but de remédier à ces ineonvénients en'donnant les. moyens de supprimer cette explora.tionpériodique.
L, e dispositif radiiogoniométrique qui en fait l'objet eomporbe un aérten non direotif et au moins un aÚrien directif. Il est caractÚ risé en ce que la tension A de l'aérien non directif est combinée avec au moinsune par tie de.celdeCidel'aériendirectif,deuxdes élémentsdela.combinaisonétantensuiteam- plifies séparémentavecdesgainsd'a.mplifi- cation E et 1 ayant une même valeur K pour être comparés entre eux.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemples,.desformesd'exécutiondudispo- siFif ra.diogoniométriquefaisantl'objetde l'invention.
Les fig. 1 et 2 sont deux schémas de pli. n cipe de deux fo'umes d'exécution appliquées à un,,homin!g"(boussolehertzienneoudis- positif de vol au but).
La fig. 3 est un eehama,. de principe de deux autres formes d'exécution et la fig. 4 montre un détail de l'une d'entre elles.
La fig. 5 montre schématiquement une cinquième foirme d'exécution.
La fig. 6 est le schéma, de principe d'une sixième formed'exécutionrelativeàun ,,homing"àlecture.directe.
La fig. 7 représente le détail du schéma de principe de la fig. 6.
Les fig. 8 et 9 sont des diagrammes ex-pli- catifsdufonctionnementdudispositifselon fig. 6 et 7.
La fig. 10 représente seh. émgtiquessment une septièmeformed'exécution.
En fig. 1, un aÚrien dirigÚ 1 et un aÚrien imn dirigé 2 recueillentchacunlestensions
Ci et A. induites par le champ d'un Úmetteur dont on veut connaîtrelegisement. D'une part, A est amplifiÚ K5 fois et dÚtectÚ dans le récepteur 5. D'autrepart,JLest.fomposé en phase ou en opposition de phase avec C1; 4-CiestampliliéX'4foisetdétectédans le récepteur 4 ; à la, sortie de 4 et de 5 sur l'appareil7, on recueille,parrapportàla masse, des. teaiEions égales à :
K5 A et K4 A C1.
Si 1C4, la tension aux bornes de l'appareil de sortie 7,
(K4 A C1 - K5 A) sera'nulle à l'extinction de l'aérien dirigé 1 et sera positive ou négative suivant le sens dans lequel on écartera l'aérien de sa position d'extinction. C'est ce qui caractérise le "homingi.
On peut aussi le réaliser en combinant ¯y
A et Ci comme l'indique la ng. 2 où la tension d'antenne est amenée au milieu du cadre, les bornes du cadre attaquant les amplifica- -;!- teurs 4 et 5. D'une part A t-C'est amplifié EA fois et détecté dans 4 ; d'autre part
A C1 est amplifiÚ K5 fois et détecté dans 5 o entre les sorties de 4 et 5 on recueille en 7 ;
+--A-5j:4-
2 2
Comme dans le cas préeédent, si IR5 = E4 le"homingv est réalisé.
Dans la pratique, l'égalité 1X5 ==-4 ne peut être conservée pendant longtemps, cai les lampes varient dans le temps ; de plus cette égalité ne peut être maintenue dans toute l'étendue d'une gamme de fréquence à cause des erreurs de commande unique. On va décrire des moyens d'egaliser suffisamment les coefficients I et EÏ.
Un premier moyen représenté à la fig. 3 consiste à changer la fréquence incidente en deux fréquences voisines, au moyen des changeurs de fréquence 4 et 5. Les deux fréquences ainsi obtenues sont amplifiées dans un même amplificateur a bande large 6, puis triées et détectées en 8 et 9 ; on se trouve alors ramené au cas de deux amplificateurs décrit pré- cédemment, avec l'avantage d'avoir lamajeure partie de l'amplificateur commune.
Un deuxième moyen qui a la même représentation schématique de la fig. 3 consiste à moduler respectivement la fréquence inci- dente au moyen des modulateurs 4 et 5 a deux fréquences relativement basses Fi et li ; les deux tensions modulées résultantes sont amplifiées et détectées simultanément dans 6, les deux tensions de fréquence Fi et Fz qui en sortent sont, en 8 et 9, triées par des filtres puis redressées. Le triage peut être perfectionné en redressant Fi et F2 en combinaison avec la fréquence de l'oscillateur de modulation correspondant, comme l'indique la fig. 4. Par rapport à deux amplificateurs distincts ce système présente, comme le préeé- dent, l'avantage d'avoir la majeure partie de l'amplification commune.
Un troisième moyen est montré dans la fig. 5 dérivée de la fig. 1. La tension de l'oscillateur 9 à basse fréquence F module
en 10, au taux t, l'amplitude de la tension iL
fournie par l'aérien non directif. Cette ten
sion modulée est, d'une part, appliquée au
cadre 1 relié à l'amplificateur 4, et d'autre
part, à l'amplificateur 5. Les amplificateurs
détecteurs 4 et 5 alimentent l'appareil de
sortie 7.
La (tension de fréquence F recueillie --
en 7 est indépendante de Ci (puisque Ci n'est
pas modulÚ)? et Úgale Ó (K4 - K5) tA;
elle est nulle si E5 = K4 ; elle est en phase
ou en opposition de phase avec celle de l'os
cillateur 9 suivant que 1C4 est plus grand ou
plus petit que R5. Cette tension est alors
combinée avec la tension de l'oscillateur 9
dans un double détecteur 11 qui donne à sa
sortie entre 12 et 13 une tension continue positive ou négative suivant les amplifications relatives de 5 et 4 ;
on relie 12 et 13 respec- tivement-aux commandes de volume des deux amplificateurs 4 et 5 dans le sens convenable pour que la tension continue appliquée ainsi à chaque amplificateur ramène l'égalité des gains K5 et 1C4 par le procédé connu de l'antifading.
Le fonctionnement de ce régulateur peut être amélioré en mettant à l'entrée. dell un filtre de bande calé sur la fréquence F, pour éliminer les autres fréquences éventuelles.
La régulation ne se fait ainsi que lorsqu'on reçoit une onde sur la voie de l'aérien non dirigé, car il ne peut y avoir de modulation que s'iljy a signal ; si ce signal est trop rare, on injecte en permanence dans cet aérien une onde de fréquence suffisamment voisine de la fréquence à recevoir (onde pilote) pour que toutes deux passent dans les amplificateurs avec le même gain ; la régulation se fait sans qu'auctme tension n'apparaisse dans l'indicateur de sortie.
Il va de soi que plusieurs de ces moyens peuvent être employés simultanement.
On va maintenant décrire la réalisation d'un goniomètre à lecture directe. Reprenant le"homing"de la fig. 1 et supposant que A et Ci sont en phase ou en opposition de phase, on aura aux bornes de l'appareil de sortie :
E (j+j-jJ"j) = ) f dans lequel
Ci = C cos c-ce est l'angle que fait le plan de l'aérien dirigé avec la direction. de l'émet- teur. On assemble deux"homing"comme l'indiquelang. 6 ; les deux aériens directifs 1 et 3 sont décalés de 90 l'un par rapport à l'autre et l'amplificateur 5 de A est commun. On recueillera en 7 C cos a et en 8
C sin a.
On applique ces deux tensions aux deux paires de plaques d'un oscillographe ou aux deux cadres rectangulaires d'un phasemètre ; le spot ou l'aiguille indiquera le gisement de l'émetteur.
L'exactitude de l'indication nécessite plusieurs conditions :
Les amplifications de 4, 5 et 6 doivent être égales ; on a décrit précédemment les différents moyens qui permettent d'obtenir cette condition. Il va de soi que l'on peut, soit avoir un amplificateur commun amplifiant les trois moyennes fréquences ou les trois fréquences modulées (disposition de la fig. 3), soit régler 4 par rapport à 5 et de la même manière 6 par rapport à 5 (disposition de la fig. 5).
Il faut qu'Ó l'entrée de4 et de 6 et pour un gisement a de 45 , les rapports des tensions provenant des aériens dirigés et de l'aérien non dirigé soient égaux
EMI4.1
et ne dépendent pas de l'accord des aériens dirigés. Pour cela, on veillera aux questions de symétrie habituelles et on composera tl avec C dans le circuit même de l'aérien dirigé, de facon que l'accord de cet aérien réagisse de la même manière au point de vue phase et amplitude sur la tension issue de
A et sur celle issue de C ; on évitera ainsi toute erreur due à un désaccord éventuel de cet aérien. La diminution d'amplification due à ce désaccord est automatiquement rattrapée par la régulation d'amplification.
Il faut qu'à leur composition A et C ne soient pas trop déphasés entre eux ; en effet, on a en 7 :
K (A + C cos α - A) et en 8 : K (1 -Csinaj-JJJ) d'ou ).-j-CCOS(!j-j.)COS
? A + C sin a sin oii α est le gisement réel et le gisement lu. L'erreur aB peut excéder 1 pour le gisement a le plus défavorable si l'angle so de déphasage entre A et C d6passe 20".
Pour réaliser So ¯ O un moyen, représenté par la fig. 7 consiste à moduler de + @
? degrés la phase de la tension A fournie par l'aérien non dirigé, grace à un oscillateur 13 à basse fréquence Fi. Comme le montre la fig. 8 qui représente la composition des vec- teurs A et C, lorsque o est différent de 0 la composition de A avec Cl = C cos cz fait apparaître une modulation d'amplitude de fréquence rii dont l'amplitude est proportionnelle à Ci A'i-C"i A"1 et à peu près égale à :
K [oos (? + ?) - cos (? - ?)] C cos α
=
(--E sin ç sin 0) (C cos a).
On a en 7, fig. 7, deux systèmes de dé- tection : un premier système qui fait appara tre A+C cosα - A et donne Ó sa sortie, par rapport à la masse une tension continue (C1 A1 de la fig. 8) égale à C cos a cos ç environ et une tension alternative de fréquence Fi égale à :
(- K sin 59 sin 0) (C cos a) environ.
Un deuxième système qui fait apparaître ----* ) A I A + C cos a I et donne à sa sortie les deux tensions : -KC cos a cos p et (If sin cp sin 0) (C cos a).
En 8 deux autres systèmes de détection donnent :
KC sin a cos so et (E sin (o sin 0) (C sin a).
EC sin a cos ? et (IR sin ç sin 0) (C sin a).
Les composantes continues des quatre tensions précédentes
EC cos a cos Ss (I)
-A"Ccosc:cose)(11)
KC sin a cos ç (III)
- KC sin a cos ç (IV) sont représentées en fonction du gisement a par la fig. 9.
Reprenant la fig. 7, ces quatre tensions attaquent les quatre plaques déviatrices de l'oscillographe de sortie dont le spot indique le gisement de l'émetteur ; on applique d'autre part ces quatre tensions à quatre systèmes à conductibilité unilatérale 15. La tension de basse fréquence Fi recueillie à la sortie de 15 sera celle qui accompagne la tension continue la plus négative, elle est toujours du signe de sin ? . sin ?. On combine cette tension avec celle provenant de l'oscillateur 13 dans un double détecteur 16 identique, en principe, à celui décrit en 11, fig. 5, et fonctionnant de la manière qui a été indiquée. On obtient alors à la sortie une tension continue positive ou négative, suivant le signe de p, puisque 0 s'inverse en même temps que la tension issue du générateur 13.
Cette tension continue commande l'accord de A dans le sens qui tend à annuler p au moyen, par exemple, d'une capacité variable, dont la partie mobile est solidaire de l'équipage d'un appareil de mesure électromagnétique.
La modulation de phase que l'on peut faire par exemple en modulant la capacité d'accord r de l'aérien non directif d? + ?r à la fréquence Fi est en générai accompagnée d'une modulation d'amplitude à cette même fréquence. Cette modulation n'affecte pas la régulation car, de même que la modulation qui sert à la régulation de l'amplification, elle disparaît à la sortie.
Il va sans dire que l'on peut faire un goniomètre à lecture directe en assemblant deux"homing"du type de la fig. 2 suivant le schéma général de la fig. 10.
On recueillera en 7, C cos a et en 8
C sin a. On est donc ramené au cas préeé- dent. L'amplification commune de quatre moyennes fréquences décalées, ou de quatre fréquences modulées, la régulation de l'ampli fication des quatre amplificateurs et la régu- lation de la phase antenne sont également applicables à ce cas.