Dispositif de radiogoniométrie pour hautes fréquences.
La présente invention a trait à un dispositif de radiogoniométrie pour hautes fréquences (3-30 me/s). Dans de tels goniomètres, comprenant, par exemple, un ensemble d'antennes d'Adcock blindées en U, les bobines de champ et la bobine de recherche habituelles, les positions observées ont une ambiguïté de 180 degrés, à moins que le diagramme polaire de sensibilité ne possède une caractéristiqne nnirlirectionnelle obtienne au moyen de la combinaison des forces électromotrices provenant des antennes d'Adcock, d'une part, et d'une antenne non directive, d'autre part. Des diagrammes polaires cardioïdes sont alors obtenus et les ambiguïtés de position sont ainsi éliminées.
De tels diagrammes polaires ne sont pas seulement utiles pour le lever du doute, c'est-à-dire pour l'élilimination de ladite ambiguïté, mais ils contribuent également à diminuer le niveau des bruits lorsque le récepteur est utilisé comme récepteur directif. Le dispositif de radiogoniométrie pour hautes fréquences, objet de l'invention, est du type comprenant au moins une paire d'antennes espacées dont le diagramme polaire de sensibilité a la forme d'un 8 et prévue pour fournir également de l'énergie, reçue selon un diagramme polaire dc sensibilité non directif approximativement circulaire, cette énergie étant combinée avec l'énergie reçue selon le diagramme polaire directif en forme de 8, une bobine de champ connectée entre les antennes espacées et un circuit de combinaison, comportant une bobine de recherche,
pour combiner l'énergie reçue selon le diagramme directif et l'énergie reçue selon le diagramme non directif.
Une des plus grandes difficultés rencontrées autrefois pour l'obtention de diagrammes polaires cardioïdes par l'emploi d'un seul système d'antennes d'Adcock espacées fonctionnant dans la bande de 3 à 30 mc/s était de maintenir l'alignement des caractéristiques de phase et d'amplitude de ces antennes avec celles des circuits employés dans l'an- tenne non directive utilisée pour produire ledit diagramme polaire cardioïde.
Le but de la présente invention est d'obtenir des diagrammes polaires cardioïdes améliorés, dans lesquels le rapport entre le signal minimum et le signal obtenu avec un décalage de 1809 de la bobine de recherche dépassera 30 décibels sans interdépendance critique des réglages d'amplitude et de phase et sans effets d'inversion de la direction, dus aux erreurs d'alignement de phase rencontrées si couramment jusqu'ici dans la pratique.
Autrefois, on employait des fréquences renativement basses, comprises entre 20 kc/s et 3 mc/s, il était alors courant d'employer un tube entre la grille et la cathode de laquelle était couplée une antenne non directive, présentant un diagramme polaire circulaire. Le circuit anode-cathode de ce tube était couplé de manière connue aux circuits associés avec le système d'antennes d'Adcock ou de cadres, pour constituer un dispositif dont le diagramme polaire soit une cardioïde.
Il est aussi de pratique courante d'employer les points milieu de tels eadres ou d'antennes d'Adcock en U blindées et d'utiliser la somme vectorielle des composantes du signal en couplant ces antennes de façon à produire un système d'antennes possédant un diagramme polaire de réception approximativement circulaire, sans se servir d'une antenne non directive auxiliaire. Dans les antennes d'Adcoek du type en U blindées à large bande (3-30 me/s), il est nécessaire, pour obtenir une réception adéquate, d'établir un ensemble d'antennes de dimensions physiques si grandes que des ondes stationnaires s'établissent le long des divers feeders et éléments d'antenne.
Les circuits non directifs de lever de doute doivent être conçus pour rester alignés en phase et en amplitude avec les caractéristiques d'impédance des antennes espacées. Ceci est nécessaire afin d'éviter des erreurs considérables d'alignement de phase et d'amplitude et une indication de direction indéfinie ou inversée et afin d'assurer un réglage facile des circuits de lever de doute.
On voit donc que les procédés généraux associés à l'emploi de tubes pour la production de diagrammes polaires cardioïdes utilisant une antenne non directive auxiliaire ou encore les points milieu des paires d'antennes directives, sont bien connus et que l'application de telles méthodes aux antennes à large bande, prévus pour la bande des fréquences comprises entre 3 et 30 mc/s et sur lesquelles des ondes stationnaires s'établissent, ne présente pas de problèmes qui n'aient été résolus avec succès. La présente invention fournit mi dispositif qui permet, ainsi qu'il a été prouvé expérimentalement, un lever de doute non ré wersible, très sûr et satisfaisant.
Dans Ie dispositif objet de l'invention, le point milieu de la bobine de champ est mis à la masse par l'intermédiaire d'une capacité d'ajustage de phase connectée en série avec une résistance se trouvant du côté masse de la capacité, et le point de jonction de ladite capacité et de ladite résistance est relié à la grille de commande d'un tube tllermionique dont le signal de sortie est appliqué au circuit de combinaison.
Le dispositif peut comprendre deux paires d'antennes disposées de façon similaire.
La résistance en série avec la capacité susmentionnée peut être reliée à la masse par son extrémité opposée au condensateur série au moyen d'une résistance réglable, telle qu'un potentiomètre.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, des schémas relatifs à une forme d'exécution du dispositif objet de l'invention.
Fig. 1 est le schéma d'une paire d'antennes espacées avec son dispositif de couplage.
Fig. 2 montre diverses répartitions de courant possibles dans une telle paire.
Fig. 3 montre le schéma utilisé pour l'équilibrage d'une paire d'antennes selon la fig. 1.
Fig. 4a et 4b montrent deux modes de couplage d'une paire d'antennes.
Fig. 5 représente les caractéristiques d'im- pédance d'une paire d'antennes correspondant respectivement aux deux modes de couplage des fig. 4a et 4b.
Fig. 6 est le schéma de ladite forme d'exécution du dispositif.
La fig. 1 montre un élément À d'antenne d'Adcock en U blindée avec ini écran- C relié à la masse et formant contrepoids.
La fig. 2 montre des ondes stationnaires typiques, telles qu'elles prennent naissance dans le dispositif montré en fig. 1. Il faut remarquer que les deux antennes espacées A, les feeders et l'ensemble formé par la bobine de champ et par la bobine de recherche ne sont munis, dans la fig. 1, d'aucun organe d'accord. Dans la fig. 2, plusieurs distributions du courant le long du dispositif sont représentées. Pour une fréquence déterminée, la courbe 1 montre la distribution habituelle en demi-onde, la courbe 2 montre une distribution selon une onde complète, la courbe 3 montre une distribution selon une onde et demie et la courbe 4 montre une distribntion selon deux ondes.
Dans une réalisation pratique, couvrant la bande de 3 à 30 meus, les modes de distribution suivants seront pos sibles:
1/2 onde approximativement 4,1 me/s
1 8,2
1l/2 12,2
2 16,4
21/2 20,5
3 24,4
3l/2 28,6
En pratique, chaque demi-seetion U du système Adcock à quatre antennes est réglée à l'aide d'un pont haute fréquence,
selon une méthode bien connue et des impédances d'alignement sont placées à la base des pylônes et au radiogoniomètre de fanon que leurs caraetéristiques d'impédance individuelles soient sensiblement identiques et que leurs divers degrés de liberté en phase et en résistance soient semblables.
La fig. 3 représente un dispositif connu, utilisé de préférence pour l'accord du système à quatre antennes. Dans la fig. 3, A1 et A2 représentent deux des quatre feeders d'antenne l/2 U; 1 est un conducteur central, excité par nn générateur de signaux AW, et qui excite les eondueteurs 2 et 3, tout le système étant convenablement blindé, comme montré dans la figure.
Le signal fourni par le pont d'équilibrage, formé par les conducteurs 1, 2 et 3 alimente le récepteur à travers des circuits d'équilibrage d'impédance convenables CR1, C, CR2, et par l'intermédiaire de la bobine de champ et de la bobine de recherche G du radiogoniomètre. Les impédances CR et C peuvent, si nécessaire, être commutables pour couvrir une large bande de fréquences. De plus, plu- sieurs bobines de champ et de recherche sont habituellement employées alternativement et sont aussi commutables.
Le procédé d'équilibrage consiste à régler les circuits de telle fanon que, lorsqu'on in- verse les connexions du conducteur 3, par exemple, on obtienne le rapport désiré entre la somme et la différence des amplitudes. Un atténuateur que comprend le générateur de signaux S est utilisé pour convertir ces rapports entre somme et différence en niveaux d'entrée correspondant à des signaux égaux à la sortie du récepteur, ces niveaux étant exprimés en décibels.
En pratique, les quatre antennes en 1/2 U sont ainsi équilibrées pour toute la bande de fréquences à couvrir par le dispositif. L'équi- libre ayant été obtenu par cette méthode de pont ou par une autre méthode d'équilibrage convenable, il en résulte un alignement de phase très régulier des circuits et les ondes stationnaires dans chaque U et 1/2 U sont presque identiques.
On a remarqué expérimentalement que si des précautions convenables, telles que celles indiquées ci-dessus, sont observées, les caractéristiques d'impédanee du circuit d'antennes espacées et celles du circuit compris entre le point milieu de la bobine de champ et la masse (qui peut être utilisé pour le lever du doute par tube) coïncident de très près et, ce qui est plus important, que d'excellents diagrammes cardioïdes non réversibles peuvent être obtenns.
Si, dans toute l'étendue dc la bande de fréquences, on mesure l'impédance entre les points a et b de la fig. a, puis entre le point ab de la fig. 4b et la masse, on obtient des courbes d'impédance telles que celles de la fig. 5. Ces courbes démontrent que, grâce à un équilibrage soigneux, il est possible d'obtenir des diagrammes cardioïdes à l'aide de tubes sans employer une antenne de lever de doute séparée et sans constituer un circuit d'antenne fictive de lever de doute (à l'aide de lignes ou d'autres moyens) dont les carae- téristiques soient alignées avec les caractéristiques du système d'antennes espacées proprement dit.
Les méthodes employant des lignes ont été utilisées pour obtenir l'alignement de phase pour le lever du doute, mais on a toujours remarqué qu'à moins d'établir soigneusement des terminaisons à large bande, il en résulte- une ambiguïté de sens et de mauvais diagrammes cardioïdes. Les mesures décrites au sujet des fig. 3, 4, 5 démontrent qu'on peut se passer de terminaisons spéciales pour les lignes de lever de doute. lHln utilisant pour le lever de doute des tubes de couplage sans terminaisons spéciales, on obtient un dispositif simplifié et amélioré.
Dans la forme d'exécution préférée représentée à la fig. 6, le dispositif comprend quatre antennes espacées Al, A2, A3 et A4, qui sont connectées à travers des feeders blindés convenables aux bobines de champ F1 et F2. Les points milieu électriques de A1-A2 et A3-A4 sont connectés à la masse par l'intermédiaire des condensateurs Ci et
C2 et des résistances R1 et R2. Les grilles des tubes V1 et V2, qui sont des pentodes, sont respectivement reliées par des résistances de blocage aux sommets des résistances R1 et
R2.
Les écrans des pentodes sont reliés à la borne positive de la haute tension, tandis que les anodes de V1, V2 sont connectées à cette borne par l'intermédiaire du circuit d'accord Lit3. Ce dernier circuit est couplé au circuit de combinaison, qui comprend la bobine de recherche SC et qui est couplé à l'entrée du récepteur pour fournir le diagramme cardioïde.
Pour modifier l'amplitude de la force électromotrice de lever du doute. on modifie les gains des tubes à l'aide de la résistance R3, tandis que de petits ajustements de phase non réversibles sont effectués au moyen de la capacité variable C3. Comme l'impédance caractéristique des sources des forces électro motriees fournies à partir des deux points milieu par V1, V2 est alignée avec les impédances caractéristiques en Fi, 2, on obtient des cardioïdes de haute fidélité. Dans l'exéeu- tion pratique d'un tel dispositif, il faut que les points milieu soient uniquement couplés par l'intermédiaire des tubes, comme montré en fig. 6.
Il est également recommandable de disposer les tubes Vi, V2 à proximité immédiate des bobines de champ du radiogoniomètre, de façon que les champs extérieurs indésirables, produits par le radiogoniomètre ou induits sur les connexions, soient éliminés ou soient négligeables.