Brevet FR2104988A1 — publié le 19720428

La présente intention concerne un dispositif de commande d'orientation d'antennes de poursuite de satellites vers un but simulant un satellite, à partir de données calculées fournies sur un support de données et déterminant la position de ce but. Dans le dispositif d'orientation de la présente invention, les buts sur lesquels sont orientées les antennes sont des radiosources stetkdres. La maintenance des antennes pour les télécommunications par satellites nécessite des installations conteuses qui consistent en un émetteur ou balise de fréquence connue, simulant un satellite, et des moyens de placer ce satellite en une position parfaitement connus et au sommet d'un pylône de hauteur suffisante pour permettre à pantenne de se dégager des zones de bruit qui se trouvent près du sol. Des précautions doivent être prises pour que la position de cet émetteur, au sommet du pylône, ne varie pas malgré les sautes de vent. Cependant, des oscillations, môme minimes, ne peuvent 8tre évitées et la position de la balise n1 est connue qu'avec une certaine marge d'erreur et elle est "vue" de l'antenne, par exemple, sous un angle de 5, ce qui introduit des bruits dits "de sol" à la réception des signaux. Les mesures de maintenance consistent à vérifier que l'antenne est vraiment pointée dans une direction donnée quand on a fourni à ses dispositifs de commande d'orientation les données de détermina- tion de cette direction. I1 faut attribuer à ces mesures une grande importance, car elles permettent de vérifier que l'orientation dictée à l'antenne d'après les cahiers d'éphémérides d'un satellite correspond bien à la position dudit satellite. Cette orientation est définie avec une grande précision, le diagramme de rayonnement de l'antenne étant très étroit. Le dispositif suivant l'invention est donc utilisé à la mise en service de 11 antenne, pour contrôler en particulier son système dè pointage et le système d'asservissement qui lui est adjoint. Après cette mise en se:vice, ce même dispositif est utilisé pour des opérations de maintenance périodiques qui sont d'usage dans les stations. Le dispositif suivant l'invention n'est donc utilisé qu'à des intervalles de temps et peut entre utilisé, en partage de temps, par plusieurs stations; il est donc, à cette fin, facilement transportable dans un véhicule et il ne fait plus appel à de lourdes installations comme un pylône soigneusement haubanné pour se maintenir dans une position stable. En résumé, le dispositif suivant l'invention procède, pour la vérification de la bonne orientation de l'antenne, par comparaison entre les angles commandés et les angles effectivement obtenus par les systèmes d'orientation. La position des radiosources étant connue avec une grande précision, le dispositif suivant l'invention permet de connaître avec une grande précision les possibilités des systèmes d'orientation. Conformément à l'invention, le dispositif d'orientation d'antennesde télécommunications par satellites comprend un lecteur de donnes constituéespar des éphémérides d'une radiosource stellaire, lesdites données comprenant les coordonnées de localisation desdites radiosources à des instants réels récurrent;;s, formant une première suite ayant une première période, des moyens de-mettre en mémoire ces coordonnées, des moyens d'interpoler les valeurs desdites données à des instants réels récurrents, formant une seconde suite ayant une seconde période sous-multiple de la précédente, des moyens de transformer les valeurs numériques des données de la deuxième suite en valeurs analogiques et des moyens de commander l'orientation de l'antenne par lesdites valeurs analogiques0 L'invention va dtre maintenant décrite en détail en relation avec les dessins annexés dans- lesquels :: - la Fig. 1 représente un dispositif de commande d'orientation d'une antenne de télécommunications par satellites - la Fig. 2 représente le circuit de commande d'orientation de l'invention ; et - la Fig. 3 représente la disposition des données dans le support d'éphémérides. En se référant à la Fig. 1, 1 désigne l'antenne de poursuite de satellites, 2 son arbre d'azimut et 32 son arbre de site. 4 désigne un récepteur de poursuite automatique et 5 désigne le dispositif de comnande d'orientation de l'invention. L'un ou l'autre peuvent être connectés aux chaines de commande et tasser vissement en azimut et en site par le commutateur 6, le récepteur 4, en cas de poursuite automatique, et le dispositif 5, en cas d'orientation commandée par données. Il est cornu que, selon que les plans de l'ouverture du cornet de l'antenne et de l'onde plane émise par le satellite cotncident ou ne cotncident pas, il se propage, dans le guide d'onde alimentant l'antenne, des ondes d'un seul mode ou de deux modes. Les rapports d'amplitude et les différences de phase de ces deux ondes sont liés au dépointage de l'axe radioélectrique de l'antenne par rapport à la direction du satellite, Les signaux d'erreur propres à repointer l'antenne en cas de poursuite automatique sont élaborés par le récepteur 4, ainsi qu'il est bien connu. Sur les arbres d'azimut 2 et de site 32 sont montés des détecteurs numériques de position 7 et 37 qui sont reliés au récepteur de poursuite automatique 4 et au dispositif de commande d'orientation 5. Les circuits 4 et 5 fournissent des signaux d'azimut et de site qui sont comparés aux signaux de même espèce fournis par les détecteurs de position. Les signaux d'erreur résultant de la comparaison sont envoyés aux moteurs de pointage en azimut et de pointage en site. La channe de commande en azimut comprend les amplificateurs 8, 9, 10, la servovalve 11, la pompe à huile 12 et les moteurs hydrauliques 13 et 14. La pompe à huile 12 est entraînée par un moteur électrique 15 et la servovalve Il commande la variation du débit de l'huile de la pompe. Les motenrs hydraulioues 13 et 14 entrainent, par des réducteurs 16 et 17, des pignons 18 et 19 qui engrènent avec la couronne dentée 20 liée au fAt de rotation en azimut de l'antenns Pour un sens de rotation donné, l'un des moteurs développe un couple d'entratnement et l'autre moteur un couple de freinage. Quand le sens de rotation s'inverse, le role des moteurs s'échange de façon à éliminer les jeux mécaniaues.La couronne 20 entrain par un engrenage l'arbre d'un codeur de position 7 qui fournit la valeur de l'azimut sous la forme de combinaisons binaires. Deux boucles d'asservissement secondaires sont introduites à l'intérieur de la boucle principale : une boucle de vitesse et une boucle de pression d'huile. La boucle de vitesse sert à amortir la boucle principale de position. Elle comprend un capteur de vitesse 21 des moteurs hydrauliques et le circuit dtaddition 22. La boucle dé pression sert à stabiliser et à linélriser la boucle de vitesse, car la pression est proportionnelle à 11 accélération. Elle comprend un capteur 23 de la pression fournie par la pompe et le circuit d'addition 24. La chatne de commande en site est identique à la channe de commande en e7imlat et qes différents élçments sortent, par rannort aux (^liements corresnondants de cette dernière, des numéros de rffé- rence augmentés de 30. En se référant maintenant à la Fig. 2, 200 représente un mattre- oscillateur ayant une fréquence de 262 144 Hz = 218 se 1, 201 une base de temps et 202 un lecteur de données, par exemple un lecteur de bande magnétique. La Fig. 3 représente la façon dont les éphémérides de laradiosource servant de but sont rangées sur la bande magnétique. Celle-ci comprend 7 pistes et contient des caractères de seDt bits transversaux à la bande. La première piste contient des bits de parité; les pistes N 2, 3 et 4 contiennent le nombre 100 s'il s'agit d'une classe ou d'un intitulé d'informations (temps, vitesse azimutale, azimut, vitesse en site, site) ou le nombre 110 s'il s'agît de l'information elle-même. Les classes d'informations et les informations sont rangées dans les pistes N 5, 6, 7 et elles sont lues en prenant deux lianes successives de gauche à droite et de droite à gauche et ainsi de suite. La première ligne (Fig. 3) contient le caractère 0 100 001 le premier chiffre est un chiffre de parité; ges trois suivants montrent qutil suait d'une classe d'informations, et les trois derniers que cette classe d'informations est le temps GMT. Le temps GMT est codé en décimal codé binaire. Les bits des colonnes 5, 6, 7 des huit lignes 2 à 9, quQ1 faut lire de gauche à droite en ce qui concerne les lignes 2, 4, 6, 8, et de droite à gauche en ce qui concerne les lignes 3, 5, 7, 9,sont relatifs aux secondes, aux dizaines de secondes, aux minutes, aux dizaines de minutes, aux heures et aux dizaines d'heures On lit sur la Fig. 3 1 0 0 1 1 01 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 9 5 9 5 3 2 ce qui se traduit en 23 heures, 59 minutes, 59 secondes. La dixième ligne contient le caractère 0 100 010 le premier chiffre est un chiffre de parité; les trois suivants montrent qu'il s'agit d'une classe d'informations et les trois derniers que cette classe d'informations est la vitesse azimutale. La vitesse azimutale est codée en binaire pur. Les chiffres binaires successifs sont des puissances de 2 d'une unité égale à 2,7 10-3 degré. s . Le dernier chiffre binaire est réservé au signe. La Fig. 3 indique une vitesse azimutale de 8,1 degrés La seizième ligne contient le caractère 1 100 0 1 1 le premier chiffre est un chiffre de parité; les trois salivants montrent qu'il stagit d'une classe d'informations et les trois derniers que cette classe d'informations est l'azimut. L'azimut est codé en binaire pur. Les chiffres binaires successifs sont des puissances de2 d'une unité égale à 180'/2 ~ 2,7 10 3 degré. Le dernier chiffre binaire est réservé au signe. Le Fig. 3 indique lin azimut de 180 C,0027. La vitesse en site et le site sont traités comble la vitesse azimutale et l'azimut. Les informations en provenance du lecteur de données 202 sont mises en parallèle dans un meistre d'entrée 203 à 128 étages. On trouve donc en parallèle après chaque transfert un mot de f28 chiffres binaires dans le registre, comprenant 24 chiffres binaires nour l'information de temps réel. 13 chiffres binaires pour chacune des informations de vitesse azimutale et de vitesse en site et 17 chiffres binaires pour chacune des informations d'azimut et de site et 40 chiffres binaires inutilisés. Toutes les 64 secondes, 3 mot situé dans le registre d'entrée 203 est introduit dans la mémoire 204. Celle-ci est une mémoire à tores de ferrite comprenant six lignes de 128 tores. Dans les quatre premières lianes sont inscrites respectivement les valeursdel1azimut A(to), du site S(to) et des vitesses azimutale VA(to) et en site Vs(to), le temps réel to, (to)+64), +128)... étant également inscrit dans les lignes de la mémoire. Dans les deux dernières lignes sont inscrits les résultats de l'interpolation. A la mémoire 204 est associé un calculateur 205 qui effectue, entre les valeurs des données inscrites dans la mémoire,des interpolations tous les seizièmes de seconde, c'est-à-dire que, entre deux "points de données distants de 64 s.,on intercale 210 1024 points intermédiaires. En prenant pour exemple l'azimut, le calculateur lit oit série dans la mémoire A(to) et VA(to) et calcule la quantité Â(t0) + 21 VA(to) ou i varie de O à 1023.Comme le diviseur est une puissance de 2, le calculateur est un simple accumulateur qui déplace la virgule dans la vitesse de 10 rangs vers la gauche, calcule les multiples du nombre ainsi obtenu et les ajoute à A(to). Les résultats relatifs à l'azimut et au site sont introduits dans des lignes de la mémoire 204. Deux circuits de soustraction 206 en azimut et 207 en site sont reliés à la mémoire 204 d'où ils reçoivent tous les seizièmes de seconde les valeurs données et interpolées (1023 valeurs inter polées pour une valeur donnée) de l'azimut et du site et, d'autre part, les valeurs de ces mêmes angles déterminés par les détecteurs de position 7 et 37 montés respectivement sur les arbres de rotation en azimut et en site de l'antenne, et en effectuant les différences. Les signaux d'erreur ainsi obtenus sont appliqués respectivement à des convertisseurs numériques-analogiques 208 et 209 qui sont reliés aux chaînes de commande d'orientation en azimut et en site. Pour permettre le relevé des diagranunes de directivité de l'antenne, il peut entre utile de pointer l'antenne à plus ou moins un certain nombre de degrés par rapport à la radiosource poursuivis Dans ce but, il est prévu un registre de correction 210 en azimut et site qui permet d'ajouter aux valeurs de ces angles mises en mémoire dans la mémoire 204 des quantités prédéterminées. Il est ainsi possible de pointer l'antenne vers un point différent de la radiosource d'angles prédéterminés en azimut et en site. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'orientation d'antennes de télécommunications par satellites comprenant un lecteur de donnees constituées par des éphémérides d'une radiosource stellaire, lesdites données comnrenant les coordonnées de localis tion desdites radiosources à des instants réels récurrents, formant une première suite ayant une première période, des moyens de mettre en mémoire ces coordonnées, des moyens dtinternoler les voleurs desdites données à des instants réels récurrents, formant une seconde suite ayant une seconde période sous-multiple de la précedente, des moyens de transformer les valeurs numériques des données de la deuxième suite en valeurs anÛ- logiques et des moyens de commander ]'orientntion de l'antenne par lesdites valeur analogicues.