Brevet FR2102117A1 — publié le 19720407

i 2102117 La présente invention concerne un dispositif pour la compensation des influences de l'environnement sur le système d'antennes et des propriétés des antennes d'un radiogoniomètre vidéo, fonctionnant selon le principe de Watson-Watt. 5 Au cours des relèvements radiogoniométriques, les influences de l'environnement, telles que l'action du champ réfléchi par les super-■ structures métalliques du mobile, navire par exemple, sur lequel le radio-goniomètre est installé, produisent généralement une. erreur radio«*gonio-métrique. Les influences des diverses sources parasites, se comportant 10 électriquement comme des antennes verticales ou à.boucles, sont décrites dans la théorie générale de l'erreur radiogoniométrique, qui montre notamment que dans le cas d'un radiogoniomètre de navire par exemple, une forte erreur radiogoniométrique est produite surtout par le champ de rayonnement dû à la boucle longitudinale du navire. Le champ de rayonnement est carac-15 térisé par la valeur D en quadrant. La valeur de l'erreur D atteint 35° au maximum, de sorte qu'un front d'onde dont l'incidence correspond à un angle géographique de 45° par exemple serait indiqué à 10° en l'absence de mesures de compensation, ce qui est inadmissible. La valeur de l'erreur radiogoniométrique dépend du type d'antennes^ de l'emplacement et tout 20 particulièrement de la fréquence. Dans les installations radiogoniométriques comportant une antenne auxiliaire pour la production d'une tension de lever de doute, l'influence des champs réfléchis sur l'antenne auxiliaire et sa descente est également gênante. L'influence sur la phase de la tension d'antenne auxiliaire est 25 ' particulièrement gênante, car son déphasage par rapport aux tensions de relèvement doit être faible afin de garantir un" lever de. doute parfait. Les erreurs de phase de la tension de lever de doute par rapport aux tensions de relèvement sont inadmissibles même sur un terrain de relèvement sans réflexion , par suite des propriétés des antennes. La cause en est 30 souvent la construction différente de l'antenne auxiliaire (électrique ' par exemple) et de l'antenne radiogoniométrique (magnétique par exemple). L'erreur D se traduit par une sensibilité différente des deux cadres, d'une antenne radiogoniométrique à cadre croisé par exemple, du fait de la réflexion. On connaît par suite des solutions, dans lesquelles l'an-35 tenne à cadre plus sensible est affaiblie, par shuntage au moyen d'une inductance par exemple, afin de présenter la même sensibilité que l'antenne à cadre moins sensible. Ce résultat est obtenu pratiquement à l'aide COPY 28967 2 2102117 de diverses bobines embrochables directement sur l'antenne. Parmi plusieurs bobines, assurant chacune un degré de compensation différent, il faut choisir une bobine appropriée selon la fréquence et la fixer sur l'antenne. Les inconvénients inadmissibles dans les conditions actuelles sont la non-utilisation de la sensibilité accrue de l'antenne la plus sensible et la faible précision, car la compensation n'est exacte qu'à une fréquence, pour laquelle la bobine embrochable considérée a été calculée, et de nouvelles erreurs apparaissent pour un écart de fréquence important. Une. autre solution, décrite dans le brevet allemand n° 1 122 114, utilise des douilles de blindage métalliques, qui sont disposées sur l'antenne à cadre la plus sensible et produisent son affaiblissement. L'erreur D dépendant de la fréquence, comme précédemment indiqué, il faut prévoir une possibilité de variation de l'affaiblissement, obtenue de préférence par translation des douilles de blindage._ Il est évident que des mécanismes de réglage complexes sont nécessaires dans ce cas. Les solutions décrites ont en commun d'agir sur le système d'antennes et d'exiger par suite une télécommande. Elles présentent en outre les inconvénients précités. On a par suite recherché des possibilités de compensation de l'erreur D par des mesures à l'intérieur de l'appareil. C'est ainsi que dans le cas d'un radiogoniomètre. vidéo par exemple, il est possible de commander en outre le faisceau de l'oscillographe par une grandeur fonction de l'erreur radiogoniométrique, en produisant dans l'oscillographe un champ de correctbn au moyen d'éléments intermédiaires relativement complexes, à fonctionnement photoélectrique ou magnétique. Le brevet allemand n° 1 016 323 enfin décrit une compensation de l'erreur D par le réglage du rapport des gains des deux canaux de transmission des tensions de balayage de l'oscillographe, dans le cas d'un radiogoniomètre vidéo bicanal, en fonction de l'erreur radiogoniométrique à compenser. Pour la compensation de l'influence du champ réfléchi sur la phase de la tension d'antenne auxiliaire, on s'est contenté jusqu'à présent de prévoir dans le câble de l'antenne auxiliaire des déphaseurs commu-tables, devant être ajustés manuellement à chaque fréquence de service. Une autre solution est également connue, comportant un déphaseur analogique, réglable sur une grande plage de phase et ajusté à la fréquence centrale, de chaque gamme d'ondes du radiogoniomètre par une tension de réglage commandée par un commutateur accouplé mécaniquement au commutateur de gamme de fréquence. 28967 3 2102117 La première solution mentionnée est beaucoup trop fastidieuse et longue pour les conditions actuelles; la seconde solution est trop imprécise, car la subdivision habituelle des gammes d'ondes est beaucoup trop grossière et des erreurs importantes apparaissent de nouveau aux limites des gammes de fréquence, par suite de la forte influence de la fréquence sur le déphasage. L'invention a pour objet une solution pour la compensation des -influences de l'environnement sur le système d'antennes et les propriétés des antennes d'un radiogoniomètre vidéo selon le principe de Watson-Watt, ne présentant pas les inconvénients des dispositifs connus et satisfaisant aux exigences de la radiogoniométrie moderne, notamment en ce qui concerne la rapidité du réglage et de l'indication. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les moyens de compensation sont ajustables automatiquement en fonction du réglage de la fréquence du récepteur radiogoniométrique, selon des programmes prédéterminés. L'invention améliore par suite aussi les radiogoniomètres bicanal et tricanal, dans lesquels l'erreur D est compensée par variation du gain dans un des deux canaux du récepteur radiogoniométrique, cette variation étant effectuée automatiquement dans l'esprit de l'invention. Cette dernière emprunte des voies nouvelles pour la compensation de l'erreur de phase de la tension d'antenne auxiliaire, utilisée dans un radiogoniomètre de Watson-Watt par exemple, où elle agit sur l'électrode de déblocage du tube indicateur. Alors que la compensation de cette erreur de phase était limitée jusqu'à présent à des mesures extérieures à l'appareil, l'invention assure la compensation dans le radiogoniomètre, de la façon suivante de préférence : un correcteur de phase est prévu dans le canal amplificateur de la tension d'antenne auxiliaire, pour la compensation de l'erreur de phase de cette tension, et le régulateur de phase est ajustable automatiquement, en fonction du réglage de la fréquence du récepteur radiogoniométrique, selon des programmes prédéterminés. Le déphasage de la tension de lever de doute et l'erreur D en quadrant résultent des propriétés du système d'antennes radiogoniométriques et de leur emplacement, comme précédemment indiqué. Chaque système particulier d'antennes et chaque emplacement particulier produisent une influence tout à fait particulière de la fréquence sur les erreurs. Pour une combinaison particulière du système d'antennes et de l'emplacement, les erreurs sont fixes sur toute la plage de fréquence et peuvent être supprimées par 28967 4 2102117 des>éléments de compensation appropriés, quand leur valeur et leur fréquence sont connues. Il est souhaitable que la progranmation des éléments de compensation soit simple, car elle doit être modifiée par exemple en cas de changement de l'emplacement des antennes. Un radiogoniomètre devant être utilisable avec de nombreuses combinaisons de systèmes d'antennes et de leur emplacement, la programmation de la commande de^ éléments de compensation des erreurs dans le radiogoniomètre en fonctio^i de la fréquence doit être aussi fine et universelle que possible. Un réglage automatique continu des éléments de compensation en fonction de la fréquence ajustée est pratiquement impossible, car le déphasage de la tension d'antenne auxiliaire et l'erreur D des tensions de relèvement ne varient pas continûment avec la fréquence, dans le même sens ou en sens inverse, sur toute la gamme de fréquence. Il est par suite avantageux d'utiliser une régulation à bonds suffisamment fins. Pour obtenir cette propriété, l'ensemble de la gamme de fréquence doit d'abord être divisé en intervalles très étroits. Ces intervalles de fréquence doivent être suffisamment étroits pour que l'influence probable de la fréquence sur le déphasage et l'erreur D ne puisse pas produire une erreur gênante dans l'intervalle de fréquence considéré. Ce résultat est probable avec des intervalles de fréquence ayant une largeur de bande relative En pratique, il suffit de compenser la composante en quadrant de l'erreur radiogoniométrique (erreur D) avec une tolérance de + 1°, au centre de chacun des intervalles de fréquence étroits. L'erreur D maximale observée en pratique étant ^ 35°, un échelonnement 0°, 2°, 4°, 6° ... 32°, 34° est admissible pour l'élément compensateur de l'erreur D, disposé de préférence dans la FI du récepteur radiogoniométrique (échelonnement à 28967 2102117 18 bonds). La grandeur de commande (fréquence ajustée du récepteur radiogoniométrique) et les grandeurs à commander (correcteur de phase dans la branche de l'amplificateur de la tension d'antenne auxiliaire et correcteur d'amplitude dans un canal radiogoniométrique) étant échelonnées, il est possible d'affecter un fil de commande à chaque valeur et, selon une autre caractéristique de l'invention, d'effectuer la connexion sous forme simple ou multiple, à l'aide de répartiteurs à barres croisées. La décomposition de la gamme ée fréquence en intervalles étroits s'effectue comme suit. Les critères de commutation des gammes de fréquence supérieures et inférieures d'un récepteur radiogoniométrique à accord électrique sont constitués par des niveaux logiques. Il en est de même pour l'indication de fréquence précise. La fréquence est" contenue, sous forme de niveaux logiques numériques, dans le résultat codé en binaire par exemple et pouvant être délivré par un générateur de commande électronique ou un compteur de fréquence. Les signaux logiques dé la gamme supérieure, de la gamme inférieure et de l'indication de fréquence sont combinés dans un opérateur électronique, équipé de préférence de circuits intégrés, de façon que les critères de commutation désirés pour les intërvàlles de fréquence étroits souhaités apparaissent sur n fils de commande, avec n * 60 par exemple (dans les concepts anciens, il est possible de produire les signaux logiques des gammes et de la fréquence même au moyen de contacts sur le commutateur d'ondes et/ou d'un compteur de fréquence). Les n critères de conmutation sont ensuite appliqués aux éléments compensateurs d'erreur. La programmation, qui déclenche la compensation d'erreur voulue pour chacun des n intervalles de fréquence, doit être sélec-table individuellement pour chaque utilisation. Ce problème est avantageusement résolu à l'aidé de répartiteurs à barres croisées, équipés individuel lement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous et des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente un exemplè de réalisation d'un récepteur radiogoniométrique de Watson-Watt selon l'invention (avec un canal amplificateur distinct pour la tension d'antenne auxiliaire); la figure 2 représente un répartiteur à barres croisées pour la commande de l'élément compensateur de déphasage dans lè canal amplificateur de la 28967 6 2102117 tension d'antenne auxiliaire; la figure 3 représente un répartiteur à barres croisées pour la commande de. l'élément compensateur de déphasage dans le canal amplificateur de la tension d'antenne auxiliaire, avec une matrice de codage réduisant le nombre des fils de commande; et la figure 4 représente un répartiteur à barres croisées pour la commande du compensateur de l'erreur D dans un canal du récepteur de radiogoniométrie. Dans l'exemple de réalisation selon figure 1, le canal amplificateur de la tension d'antenne auxiliaire comporte un compensateur 4 d'erreur de phase,' attaqué par 5 fils de commande 6. Chacun de ces fils 6 correspond à urfdéphasage déterminé; les divers déphasages 15°, 30°, 60°, 120° et 240° sont ajustables individuellement ou en série dans le compensateur d'erreur de phase 4. Il est ainsi possible d'ajuster dans le compensateur 4 divers déphasages, différant toujours de 15°. Un canal de radiogoniométrie 3 comporte un compensateur 5 qui, avec un échelonnement de 0 à 34° en 18 bonds de 2°, permet de compenser avec une précision de + 1° l'erreur D dont la valeur maximale est de 35°, comme précédemment indiqué. Ge compensateur 5 d'erreur D est attaqué par 18 fils de commande 7. Le compensateur 5 peut également être disposé dans l'autre canal 2 de radiogoniométrie, sous forme de compensateur 19. Lorsque la compensation de l'erreur D exige une amplification supplémentaire pour 5, un affaiblissement supplémentaire est nécessaire pour 19. Les deux méthodes sont toujours utilisables séparément ou simultanément. Deux répartiteurs à barres croisées 10, 11 sont en outre prévus, dont l'un (10) sert à la commande du compensateur de phase 4 et l'autre (11) à la commande du compensateur d'erreur D 5. Ces répartiteurs à barres croisées sont attaqués par 60 fils de commande 12, contenant l'information de fréquence. L'exemple de réalisation selon la figure 1 correspondant par hypothèse à un récepteur de radiogoniométrie dont la fréquence est contenue dans un résultat codé en binaire, les signaux logiques de la gamme supérieure, de la gamme inférieure et de l'indication de fréquence, apparaissant sur les fils de commande 14, 15, 16, sont combinés dans un opérateur électronique 13, équipé de préférence dè circuits intégrés, de façon que les critères de commutation désirés pour les 60 intervalles de fréquence étroits voulus apparaissent sur les 60 fils de commande 12. La figure montre que la conversion d'une instruction de fréquence en une instruction de compensation d'erreur D s'effectue directement par le répartiteur à barres croisées 11 de compensation de l'erreur D. 28967 7 2102117 Pour la conversion d'une instruction de fréquence en une instruction de compensation de phase, la figure 1 prévoit en outre l'interposition d'une matrice de codage 8, qui transpose les 24 fils de sortie 9 du répartiteur à barres croisées 10 pour compensation de l'erreur de phase en cinq fils 6 de commande du compensateur de phase 4. Les raisons de cette transposition seront décrites à l'aide des figures 2 et 3. Selon la figure 2, chaque fil 12 de commande de la fréquence peut être relié à plusieurs fils 6 de commande de la phase dans un répartiteur à barres croisées 18. C'est ainsi que dans l'exemple représenté, le fil de commande de fréquence "1" est relié aux fils de commande dë déphasage 120° et 240°, afin d'obtenir le déphasage 360°. Le fil de commande de fréquence "2" est relié avec les fils de commande de déphasage 15°, 30°, 60° et 240°, ce qui donne un déphasage de 345°. Le fil de commande de fréquence "3" est relié aux fils de déphasage 15°, 30°, 120°, etc. Dans ce dispositif, le plus élégant, les points de connexion doivent être réalisés sur le répartiteur à barres croisées 18 au moyen de fiches à diode, afin de découpler chaque fil des autres. Quatre fiches à diode peuvent-être nécessaires par intervalle de fréquence pour couvrir toutes les possibilités de réglage de la phase. Dans les cas où la hauteur nécessaire pour les fiches à diode n'est pas disponible, la solution représentée à la figure 3, qui fait simultanément partie de la figure 1, est utilisable avec succès. On utilise un répartiteur à barres croisées 10, qui connecte d'abord les n fils de commande 12, avec n * 60 dans le cas considéré, aux 24 fils de commande 9. Chacun de ces 24 fils 9 est affecté à un réglage de phase, le nombre 24 résultant de ce que la plage totale de déphasage possible de 360° est divisée en bonds de 15°, comme précédemment indiqué. Les 24 fils 9 pourraient attaquer directement un compensateur de phase, comportant 24 positions échelonnées de 15° en 15°, Le coût est toutefois beaucoup plus élevé que dans le cas du compensateur de phase 4 proposé, avec échelonnement en codage binaire. C'est pourquoi les 24 fils 9 sont réduits aux cinq fils 6 de commande de phase en codage binaire, par une matrice de codage équipée de préférence de circuits intégrés ou de diodes. Dans le dispositif selon la figure 3, les points de connexion sont constitués dans le répartiteur à barres croisées par des ,liaisons galvaniques pouvant être établies par embrochage, vissage ou soudage. Une seule connexion doit être établie par intervalle de fréquence. Les diodes 17, 28967 8 prévues sur les fils 12 de commande de la fréquence, aboutissant au * répartiteur à barres croisées 10, sont nécessaires pour découpler ces fils entre eux. Ce découplage est important notamment quand les fils 12 de commande de la fréquence doivent attaquer d'autres répartiteurs à barres croisées, à d'autres fins, comme dans le cas de la figure 1 par exemple. Le compensateur de phase 4 comporte cinq positions angulaires échelonnées, branchées ou coupées piar des signaux numériques. Il est réalisé de préférence en circuits analogiques et situé avantageusement dans la FI du canal de lever du doute di^ radiogoniomètre. L'expérience montre, comme précédemment indiqué, qu'il suffit de compenser la composante en quadrant de l'erreur? de radiogoniométrie (erreur D), avec une tolérance de + 1° au milieu de c&acun des n intervalles de fréquencfe étroits. L'erreur D maximale observée étant 28967 9 2102117 29°, 32°, 35°. Cet échelonnement présente l'avantage de donner une tolérance d'erreur très faible aux faibles valeurs de compensation, alors qu'une tolérance d'erreur plus importante, admissible d'ailleurs en pratique, apparaît aux valeurs de compensation élevées, pour lesquelles la précision de relèvement est de toute façon problématique. L'amplificateur du compensateur 5 d'erreur D, dont le gain supplémentaire compense l'erreur D, est réalisé en technique analogique. Il comporte dans l'exemple considéré 18 étages amplificateurs, branchés et coupés par les signaux numériques que délivre le répartiteur à barres croisées 11. Les principes de calcul sont rigoureusement les mêmes quand le compensateur d'erreur D n'est pas utilisé comme amplificateur additionnel 5 dans le canal de radiogoniométrie 3, mais comme atténuateur dans le canal 2. La sensibilité d'antenne supérieure, due à l'erreur D, est dans ce cas aussi pleinement utilisée à l'entrée du récepteur, car l'atténuateur agit dans la FI de l'appareil et non sur l'antenne, en amont de l'appareil. Il est évident que les répartiteurs à barres croisées décrits, n'exigeant qu'une seule connexion par étage de compensation, permettent d'effectuer une compensation très simple et rapide. Il est également possible de modifier très rapidement les valeurs ajustées. Au lieu de répartiteurs à barres croisées à connexions mécaniques, par serrage, soudage ou embrochage par exemple, on peut avantageusement utiliser aussi des répartiteurs à barres croisées électroniques, dans lesquels les points de connexion sont constitués par des photodiodes ou des phototransistors par exemple, qu'une source lumineuse excite par l'intermédiaire de masques (cartes), perforés (programmés), individuellement. Un tel dispositif est particulièrement avantageux dans les cas où divers états de fonctionnement du mobile sont connus, mesurés et programmés en conséquence sur les cartes perforées. Ce cas est par exemple celui des navires à charge variable (tirant d'eau). La compensation de toute grandeur dépendant de la fréquence est naturellement possible de la façon décrite pour la compensation de l'erreur de phase de la tension de l'antenne auxiliaire et de l'erreur D. C'est ainsi que pour le lever du doute optimal ou l'écoute et des procédés spéciaux d'étalonnage rapide, il peut être nécessaire d'adapter l'amplitude de l'antenne auxiliaire à celle de l'antenne de radiogoniométrie, ce que des dispositifs selon l'invention permettent de réaliser facilement. Bien entendu, diverses modifications peuvent Être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. 28967 10 2102117 Revendications 1. Dispositif pour la compensation des influences de l'environnement sur le système d'antennes et sur les propriétés des antennes d'un radiogoniomètre vidéo selon le principe de Watson-Watt, caractérisé en ce que les moyens de compensation sont ajustables automatiquement en fonction du réglage de la fréquence du récepteur de radiogoniométrie, selon des programmes prédéterminés. 2. Dispositif selon revendication 1 pour la compensation de l'affluence sur la phase de la tension de l'antenne auxiliaire d'un radiogoniomètre de Watson-Watt, dans lequel la tension de l'antenne auxiliaire agit sur l'électrode de déblocage dû tube indicateur, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il fait partie du récepteur de radiogoniométrie, de la façon suivante de préférence : un correcteur de phase,, prévu dans le canal amplificateur de la tension de l'antenne auxiliaire, compense l'erreur de phase de cette tension et est ajustable dans l'esprit de la revendication 1. 3. Dispositif selon revendication 1 pour la compensation de l'erreur D en quadrant d'un radiogoniomètre de Watson-Watt, dans lequel cette erreur est compensée par variation du gain dans un des deux canaux du récepteur de radiogoniométrie, ledit dispositif étant caractérisé en ce que la variation du gain d'un canal est effectuée automatiquement dans l'esprit de la revendication 1. 4. Dispositif selon revendication 2, caractérisé en ce que le correcteur de phase est constitué par plusieurs, et de préférence par cinq déphaseurs à échelonnement binàire, assurant les déphasages de 15a, 30°, 60°, 120° et 240°, et agissant individuellement ou en série. 5. Dispositif selon revendication 4, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs déphaseurs so.nt rendus actifs par un répartiteur à barres croisées, commandé par la fréquence de service ajustée du récepteur de radiogoniométrie. 6. Dispositif selon revendication 3, caractérisé en ce que la variation du gain, dans le canal relié à l'antenne de radiogoniométrie ayant la sensibilité la plus faible, est effectuée par compensation de la sensibilité moindre de cette antenne par rapport à celle de l'autre antenne, en augmentant le gain par rapport à celui de l'autre canal de radiogoniométrie. 7. Dispositif selon revendication 3, caractérisé en ce que la variation du gain est effectuée dans le canal relié à l'antenne la plus sensible, par compensation de la sensibilité supérieure de cette antenne par rapport à celle de l'autre antenne^ en réduisant le gain par rapport à celui de 71 28967 11 2102117 l'autre canal de radiogoniométrie. 8. Dispositif selon revendication 6, caractérisé en ce que le gain est variable par bonds dans un canal de radiogoniométrie. 9. Dispositif selon revendication S, caractérisé en ce que le gain est 5 variable en 18 bonds, de façon à obtenir sur lV^cran indicateur un décalage angulaire par bonds de 2°, entre 0° et 34°. 10. Dispositif selon revendication 8, caractérisé en ce que le gain est variable en plusieurs bonds, échelonnés de façon à obtenir pour la compensation -de faibles erreurs D une précision supérieure à celle pour la 10 compensation de grandes erreurs D. 11. Dispositif selon revendication 8, caractérisé en ce que la variation du gain est effectuée dans un canal de radiogoniométrie, par l'intermédiaire d'un répartiteur à barres croisées, commandé par la fréquence de service ajustée du récepteur de radiogoniométrie. 15 12. Dispositif selon revendication 5 ou 10, caractérisé en ce que le répar titeur à barres croisées comporte des points de coimexion photoélectriques, éclairés à travers les masques d'une carte perforée.