Brevet FR2092708A1 — publié le 19720128

La présente invention concerne la télémetrie par impulsions. I1 est bien connu de mesurer la distance d'une cible en comptant le temps qui s'écoule entre l'émission, Far un télémètre, d'une impulsion de rayonnement et la réception par ce télémètre de l'écho de cette impulsion sur la cible. L'impulsion d'émission déclenche un chronomètre qui est arrêté par le retour de l'îm- pulsion d'écho. Le temps compté correspond au double de la distance du télémètre à la cible. Ce dispositif utilisé dans les radars et les télémètres laser ne donne de bons résultats que si les conditions de propagation de l'impulsion sont satisfaisantes. Il se peut que la mesure soit perturbée : une impulsion parasite survenant avant l'impulsion d'écho peut arrêter le chronomètre prématurément, il se peut aussi que l'impulsion d'écho soit masquée par des parasites en parvenant au récepteur. I1 est également connu, dans le but de minimiser les risques d'erreur dus à de tels parasites, d'émettre non pas une seule impulsion, mais un train d'impulsions, au sein duquel les impulsions d'émission sont réparties de façon prédéterminée non équidistantes sur la durée du train. Le train d'impulsions d'écho correspondant peut alors être reconnu sans ambiguités grâce à la conservation des intervalles de temps entre les impulsions. Si une ou plusieurs impulsions d'écho sont masquées, il suffit que le nombre des impulsions d'écho subsistantes ne soit pas trop faible pour que l'on puisse reconnaltre, entre ces impulsions subsistantes, les intervalles de temps établis entre les impulsions d'émission. Lorsqu'une impulsion reçue est séparée des autres impulsions du mêrne train par des intervalles différents elle est considérée comme parasite et n'entre pas en compte. On obtient ainsi une bonne protection contre les parasites. La reconnaissance de ces intervalles de temps prédéterminés dans le train d'impulsions d'écho se fait classiquement par corrélation, c'est-à-dire que l'on fait la multiplication du signal d'écho représentant les impulsions reçues en provenance de la cible, par le signal d'émission, représentant les impulsions émises, après avoir appliqué un retard réglable à ce signal d'émission, et que l'on intègre le résultat de cette multiplication sur une durée au moins égale à celle du train. Le résultat de cette corrélation passe par un maximum très accen- tué lorsque le retard en question est réglé sur la distance séparant le télémètre de la cible, c'est-à-dire lorsque ce retard est égal au temps de propagation du rayonnement aller et retour entre le télémètre et la cible. La mise en oeuvre d'une ccrrélation est relativement lourde et coûteuse. Un but de la présente invention est de permettre la réalisation d'un télémètre par impulsions dans lequel des moyens simples assurent la reconnaissance d'intervalles de temps prédéterminés entre les impulsions reçues de la direction de la cible. La présente invention a pour objet un télémètre par impulsions comportant ,un émetteur de rayonnement apte à délivrer au moins un train d'impulsions d'émission et apte à déclencher des chronomètres en synchronisation avec l'émission de ce train, le nombre n des impulsions de chaque train étant un nombre entier supé rieur à deux, ces impulsions étant réparties de façon prédéterminée non équidistantes sur la durée de ce train, télémètre comportant en outre un récepteur d'é cho desdites impulsions d'émission, caractérisé par le fait que ledit récepteur applique lesdites impulsions d'écho à l'entrée d'un registre à décalage comportant n sorties réparties de telle sorte que quel que soit le nombre entier k compris entre 1 et n, le temps qui sépare l'arrivée d'une impulsion à l'entrée du registre, de son apparition sur la sortie de rang k, soit égal au temps qui sépare sur la durée dudit train d'émission, un instant initial de ce train de l'émission de l'impulsion de rang k, le registre à décalage étant de longueur suffisante pour que puissent y être représentées simultanément toutes les impulsions d'écho du train d'émission, lesdites n sorties dudit registre à décalage étant connectées aux entrées d'un circuit logique de détection de coicidences. A titre purement illustratif et nullement limitatif, un mode de mise en oeuvre de l'invention va être décrit avec schémas à l'appui, pour un télémètre par trains d'impulsions laser. Les éléments se correspondant sur ces diverses figures portant sur toutes celles-ci les mêmes références. En exemple et afin de faciliter la compréhension de l'invention on choisira pour chaque train d'impulsion un nombre de quatre impulsions. La figure 1 représente un schéma général par blocs du télémètre selon l'invention. La figure 2 représente un diagramme temporel de répartition d'impulsions du train d'émission. La figure 3 représente un registre à décalage. La figure 4 représente un schéma de circuit logique de détection de coin ci- dences. La figure 1 représente un schéma général du télémètre qui comporte un émetteur laser E commandé par un modulateur M de manière à lui faire émettre un train de quatre impulsions laser. Ce modulateur M déclenche simultanément lors de l'émission de ce train, toutes les échelles de comptage d'un multichronomètre C. Un récepteur R reçoit l'écho sur la cible des impulsions d'émission. Ce récepteur alimente par l'intermédiaire d'un circuit F de mise en forme un registre à décalage RD actiunné par une horloge H. Un circuit logique de détection de coïncidences LD est connecté à quatre sorties du registre RD. Il est apte à arrêter l'une des échelles du multichronomètre C chaque fois que certaines connu cadences apparaissent sur les sorties du registre RD. Ce multichronomètre peut indiquer alors le double du temps nécessaire aux impulsions du train d'émission pour parvenir à la cible. Le télémètre peut bien entendu fonctionner de manière répétitive. La figure 2 représente un train de quatre impulsions d'émission, choisi en exemple. Ces impulsions sont disposées ce façon telle que si t est le temps qui sépare la deuxième impulsion de ia première, 2t est celui qui sépare la troisième de la seconde et 4t celui qui sépare la quatrième de la troisième Cette répartition est choisie de manière que l'interalle de temps qui sépare deux impulsions d'un même train permette de reconnaître sans ambiguité les rangs de ces impulsions au sein de c-e train.On pourrait aussi utlilser par exemple des intervalles de 1,5 t entre la troisième et ia seconde lmpulsion et 2t entre la quatrième et la troisième. La figure 3 représente le registre à décalage RD qui reçoit à son entrée principale I1, les impulsions provenant du circuit ce mise en Berme F ce registre est classiquement constitué d'une succession de bascules bistables dont les deux états stalles sont désignés par zéro et un. Le registre RD reçoit d'autre part à son entrée ae cadencement 12, les impulsions fournies par 1-horloge. Chacune des impulsions d'horloge place chacune des bascules ou registre dans l'état où se trouvait la bascule précédente, c est-à-dire fait progresser le signal provenant en I1, tout au long du registre dont les sorties précédemment mentionnées sont notées 1, 2 3 et 4. Sur chacune de ces sorties apparaît un signal représentarif de l'état de l'une des bascules du registre. On écrira c-i-après qu'une impulsion apparaît sur une sortie lorsque la bascule correspondante est dans son état un. Si l'on appelie a lécart entre le rang de la bascule correspondant à la sortie 1 et celui de la bascule correspondant à la sortie 2, l'écart entre les rangs des bascules correspondant aux sorties 2 et 3 vaut 2d, et l'étant entre les rangs de bascules corres- pondant aux sorties 3 et 4 vaut 4d, dans l'exemple choisi, de manière à ce que la répartition des sorties sur la longueur du registre reproduise a répartition des impulsions sur la durée d'un train démission Le signal qui parvient en il contient au moins quelques unes des impulsions d'écho qui peuvent correspondre aux impulsions a émission mais peut aussi contenir des impulsions parasites due au bruit.Dans e cadre de l'exemple choisi, exami- rons le cas où le signal qui parvient en Il contient la deuxième et la troisième impulsion écho du train émis, mais contient aussi des impulsions de bruit telles que l'une d'entre elles occupe temporellement la place qu'aurait eu la quatrième impulsion écho ou train d'émission. Cette impulsion va parvenir à l'entrée du registre à décalage et va circuler tout au long de celui-ci grâce aux impulsions d'horloge qui lui parviennent en 12. A l'instant ou cette impulsicn parviendra au niveau de ia sortie 4 du registre, les deuxième et troisième impulsions écho du train d'émissicn seront au niveau des sorties 2 et 3. A cet instant, le registre fournira des impulsions simultanément en 2, 3, 4. Parmi ces trois impulsions, deux seront des impulsions écho du train d'émission, la dernière étant une im pulsion due au bruit. L'instant de cette double coincidence peut servir à définir la durée de la propagation du train d'émission jusqu'à la cible et retour. Il est cependant bien évident que si, parmi les trois impulsions en coIncidence il y en avait deux qui résultaient du bruit, et une seulement qui était un véritable écho d'une impulsion d'émission, l'indication fournie par le télémètre serait fausse. La probabilité d'une telle indication fausse basée sur une double coincidence peut n'être pas négligeable. Cette probabilité devient par contre beaucoup plus faible si l'indi cation est basée sur une triple coincidence.Mais une triple coincidence ne se produit pas en réponse à l'émission de chaque train d'impulsions.Il est donc souhaitable de détecter aussi bien les doubles coincidences que les triples, tout en reconnaissant les unes des autres de manière à pouvoir choisir les indications basées sur les triples. La figure 4 représente la logique de détection de coincidences, LD actionnée par le registre à décalage RD. P1, P2 P3, P4, P5 représentent des portes logi ques du type "et" : C1, C2, C3, C4, C5 représentent les diverses échelles du multichronomètre C de la figure 1. Dans le cadre de l'exemple choisi pour un train de quatre impulsions, cette figure donne un exemple de combinaison des portes lo giques. Ce circuit comporte deux parties Dans une première partie, on dispose de quatre portes du type "et" à trois entrées, aucune porte n'ayant toutes ses entrées communes à celles d'une autre porte, et la totalité des sorties du registre à décalage étant utilisée dans la commande des portes de manière à ce que les entrées de ces portes soient consti tuées par toutes les combinaisons trois à trois des quatre sorties du registre à décalage. Ces portes permettent de détecter les doubles coincidences. Supposons que dans l'exemple choisi pour la figure 3, des impulsions apparaissent simulta nément aux sorties 2, 3, 4 du registre à décalage, la porte P2 sera alors ouverte et commandera l'arrêt de l'échelle C2 correspondant, les autres échelles conti nuant leur comptage. Bien qu'une impulsion de bruit ait servi à la commande de la porte P2, on a déjà remarqué que la mesure est tout de même valable. Pour détecter les triples coincidences, une cinquième porte du type "et", à quatre entrées est commandée par les quatre portes précédentes. Quand les im- pulsions qui seront parvenues à P1, P2, P3, P4 auront provoqué leur ouverture simultanée, la porte P5 sera elle aussi ouverte et provoquera l'arrêt de l'échelle C . Dans ce cas cette échelle C5 donnera une mesure précise et sans ambiguité. Bien entendu, la porte P5 pourrait être commandée directement par les sorties du registre RD, ou par deux seulement des sorties des portes P1 à P4. il est bien évident que l'exemple choisi est un cas particulier nullement limitatif. Le nombre d'impulsions de chaque train d'impulsions peut être différent, ainsi que la disposition relative des impulsions dans chaque train, ce qui entraine une modification du nombre des sorties du registre à décalage. Dans le cas de trains comportant plus de quatre impulsions, le nombre des sorties du registre à décalage étant en principe égal à celui des impulsions d'un train, les circuits à coincidences analogues aux portes P1 à P5 peuvent être connectés de diverses manières. Le nombre de portes logiques du type "et" peut lui aussi être choisi différemment ainsi que le nombre d'entrées de chaque porte, et le nombre des échelles du multichronomètre. il est en particulier possible par exemple de n'utiliser que trois échelles de comptage an faisant commander l'arrêt d'une seule et même échelle par les signaux de sorties de deux des portes P1 à P4 Si ces deux portes détectent chacune une coincidance à des instants différents seule la première de ces coin ciden cas sera prise en compta. On peut ainsi se contenter de trois échelles de comptage C1, C3, C5 en faisant commander l'échelle C1 par les portes P1 et P2, l'échelle C3 par les portes P3 et P4 et l'échelle C5 par la porte P5. a coût de l'appareil est réduit par la suppression des échelles C2 et C4. Plus généralement, et quoique les éléments qui viennent d'être décrits aient été avantageusement choisis pour la mise en oeuvre de la présente invention, dans une situation technique particulière, il est bien évident que, sans sortir du cadre de cette invention, ces éléments pourraient être remplacés par d'autres assurant les mêmes fonctions techniques. REVENDICATIONS 1/ Télémètre par impulsions comportant un émetteur de rayonnement apte à délivrer au moins un train d'impulsions d'émission et apte à déclencher des échelles de comptage en synchronisation avec l'émission de ce train, le nombre n des impulsions de chaque train étant un nombre entier supérieur à deux, ces impulsions étant réparties de façon prédéterminée non équidistantes sur la durée de ce train, télémètre comportant en outre un récepteur d'écho desdites impulsions d'émission, caractérisé par le fait que ledit récepteur applique lesdites impulsions d'écho à l'entrée d'un registre à décalage comportant n sorties réparties de telle sorte que quel que soit le nombre entier compris entre 1 et n, le temps qui sépare l'arrivée d'une impulsion à l'entrée du registre, de son apparition sur la sortie de rang k soit égal au temps qui sépare sur la durée dudit train d'émission, un instant initial de ce train de l'émission de l'impulsion de rang k, le registre à décalage étant de longueur suffisante pour que puissent y être représentées simultanément toutes les impulsions d'écho du train d'émission, lesdites n sorties dudit registre à décalage étant connectées aux entrées d'un circuit logique de détection de coincidances. 2/ Télémètre caractérisé en outre selon la revendication 1, par le fait que ledit circuit logique de détection comporte une pluralité de portas à coincidences, chacune de ces portes comportant au moins deux entrées, chacune desdites sorties du registre à décalage étant connectée à au moins une entrée desdites portes, au moins plusieurs desdites portes étant aptes à commander chacune l'arrêt de l'une desdites échelles de comptage chaque fois qu'une coincidence des impulsions provenant du registre à décalage, apparaît aux entrées de ces portes. 3/ Télémètre caractérisé en outre selon les revendications 1 et 2, par le fait que ledit émetteur est apte à émettre un train de quatre impulsions, ledit registre à décalage comportant quatre sorties, ledit circuit logique de détection comportant quatre portes à trois entrées, de manière à réaliser les combinaisons des quatre sorties du registre à décalage prises trois à trois, chaque porte étant apte à arrêter une échelle de comptage chaque fois qu'une coIncidence d'impulsions provenant de trois dites sorties du registre à décalage apparait aux entrées de ladite porte, ledit circuit logique de détection comportant une autre porte apte à détecter la colncidence d'impulsions sur les quatre dites sorties du registre à décalage.