Brevet FR2060020A1 — publié le 19710611

La présente invention est relative à un procédé permettant de stabiliser une image apparaissant sur un écran ainsi Qu'à . un dispositif faisant application de ce procédé. Dans le brevet français n° 1 .-319.463 demandé le 23 jan-5 vier 1962 pour "Procédé et dispositif de surveillance, du bord d'un véhicule, de l'approche d'une cible ou d'un obstacle" on a décrit un procédé et un dispositif-venant en aide au pilote d'un avion lors de l'atterrissage, particulièrement dans: le. cas d'Un, temps défavorable grâce à l'utilisation de signaux radio-électriques en micro-ondes 10 qui parviennent à l'avion sous forme de faisceaux provenant de balises terrestres délimitant" la oiste d'atterrissage. Ces signaux sont , reçus à bord de l'avion et traités de façon r reproduire une image lumineuse de la piste, d'atterrissage sur "l'écran d'un dispositif spécial d'affichage tête-haute comnuniquant au pilote une image de 15 la piste d'atterrissage . semblable à celle qu'il peut apercevoir directement par nuit claire au travers du parebrise grâce aux illuminations de balisage de la piste. Les balises terrestres fonctionnent indépendamment les unes des autres. Chaque balise émet des impulsions brèves en rnj.cro-20 ondes à une fréquence de répétition située dans la. bande audible basse, typiquement à 120.cycles par seconde. Ces impulsions sont captées à bord de l'avion e l'aide d'un dispositif d'aériens spécial et d'un récepteur qui détecte chaque impulsion séparément et mesure ses angles latéral et vertical d'incidence par rapport au can de 25 l'avion. Ces angles sont convertis en tensions proportionnelles de déviation horizontale et verticale pour disposer le faisceau électronique d'un tube à faisceau cathodique dans une position angulaire correspondante. Ce faiecoru produit un point lumineux sur l'écran du tube dans une position qui lorsqu'elle est considérée par le ni-30 lote à l'aide de son appareil de vision tête haute, reproduit l'angle d'arrivée de l'impulsion. L'image apparaissant sur l'écran du tube à faisceau cathodique est projetée- optiauernent sur un petit miroir situé dans le champ de vision du pilote. Par conséquent, le point brillant apparaît au pilote en coïncidence avec la position 35 visuelle directe de 1... balise émettant 11 impulsion, telle qu'elle est vue au travers du parebrise de- l'avion. Le point brillant représentant une balise particulière est réinscrit sur l'écran du tube à faisceau cathodique à chaaue fois qu'une nouvelle impulsion est reçue de ladite balise et du fait de 40 la persistance des impressions rétiniennes, il apparaît sans effet BAD ORIGINAL 70: 23561 2060020 de scintillation. La présentation des points brillants en provenance de toutes les balises terrestres permet au pilote de voir la configurât! on selon laquelle les balises terrestres sont disposées et il en résulte une figuration de la piste telle qu'elle apparaît la 5 nuit quand elle est éclairée. Cette configuration oeut être vue aussi bien par tecps de brouillard ou de neige que par temps clair. Une impulsion- à fréquence radio-électrique en provenance d'une balise terrestre peut atteindre l'avion non seulement suivant la trajectoire directe mais - aussi suivant différentes trajectoires 1G réfléchies. . Avec les grands angles que l'on rencontre lors de la préparation à un atterrissage, la longueur d'une trajectoire réfléchie risque d'être très voisine de celle rie la trajectoire directe, particulièrement dans le cas usuel.d'une réflexion par le sol devant la ba-15 lise terrestre. L'impulsion réfléchie arrivera donc presque en même temps que l'impulsion directe et les"deux risquent d'être-combinées. Puisque l'angle d'arrivée d'une impulsion réfléchie est différent de celui de l'impulsion reçue directement, la combinaison des deux conduit à un angle erroné. • 20 - Les longueurs des trajectoires directe et réfléchie chan gent continuellement au cours d'une approche et d'un atterrissage. Il en résulte un rebondissement du point brillant représentant chaque balise sur l'écran du tube cathodique qui est fort désagréable et gênant. 25 La présente invention"permet d'éviter cet inconvénient. L'invention concerne■tout d'abord un procédé permettant de fournir une image visuelle stabilisée correspondant ^ une multiplicité de sources émettant des trains d'impulsions de phases diffé-l, rentes ay^ftt..unë^fréc.uence de répétition fixe caractérisé en ce qu'il 30 consiste^!: recevoir-le.^tç^ins.d'impulsions; engendrer des impulsions correspondant > celles de ces.trains; effectuer la moyenne de ' ces impulsions; synchroniser,le processus de moyenne des impulsions 4 avec lesdites impulsions si bien que les impulsions de déviation moyenne scient fournies en correspondance avec chaque train d'impul-35 sior.s, et aoolicmer les impulsions de déviation moyenne au dispositif d'affichage pour fournir et obtenir une image visuelle stabilisée. L'invention concerne ensuite un dispositif d'affichage pour une multiplicité de sources émettant des trains d'impulsions de phases différentes ayant une fréquence de répétition fixe, dans le-40 quel l'affichage est susceptible de rebondir du fait d'impulsions bad original 70 23561 3 2060020 réfléchies, qui comprend un r'centour des trains "d'impulsions -et un tube à faisceau cathodique pour l'affichage et qui est caractérisé par un circuit -Se stabilisation pour éliminer les rebondissements qui comprend: une 'ultiplicite de circuits de lissage, reliés au récepteur et cou-~-ii. a i.!' -les im-au.1a J one moyennes correspondant aux impulsions de chaque trainî un réseau de synchronisation comportant une-multiplicité de circuits d'impulsions de synchronisation connectés au récepteur et aux circuits de lissage pour synchroniser chacun de ces derniers avec un train d'irr.culcicns, et des conducteur:; en provenance des circuits de lissage pour transmettre les impulsions moyennes au tube h■faisceau cathodique d'affichage.: 0*autres cr.rr.e t é r i s t i au ? c rtîsr.cti ror.t c> la dercz-:~tion gui va suivre et au: n'est donn'o p'j,v. titre d'exemple. A cet ef^et on se reportera aux dessins joints clans lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique d'un circuit suivant l'invention; • - ls figure 2 illustre lés forme? d*ondes cnp.:-r?5 ssrr.t aux points essentiels du circuit de la figuré 1; — In figure 3 est une r~rr f. ? en ttc t l'an sch'r.*~tirue d'un mode de réalisation d'un circuit de - -yr.c'-'r'-.nis'tion- suivant ]'insertion; et, "- la figure 4 est une représentation schématique '"un mode de réalisation d'un circuit de lissage suivant l'inv ntien. ^ C1 *"*" C - O C ' 1 ~ r - ru 2 -C ^ i - ry r - ' T"â-- d'aériens 3, 3A, 3E et 3C reçoit les impulsions émises par trois balises terrestres com^e on le voit-aux figures 2A, -2I>, et 2C, airsi eue les impulsiana m'ai'c1air-c r-\r le- col. j en c:ve ci:* : li aas ter— rostres soient utilisées '1-nè 1" a?.v.os xt de- rvstsmP" ' at t'-rri ss âge sans visibilité, on s'est limité au cas de trois pour le présent exposé dans un but de clarté et de simplicité. Les aériens 3, 3A, 3B et 3C sent reliés un récepteur - 4 qui fournit un train d'i~~ulsions de déviation horizontale suivant la représfntstiôn de la figure 2D et un train d'impulsions de déviation verticale E^ suivant la xno^' r-©^t 4- t o r- r i ^11 o il H j ""jf ~ ~ .cir cj ^ " c n n ^:ï"" 1 s i on s reçues en prcvcncnc: des bal; :-cr co-vre il est px:: ligué dent le brevet français précédemment cité. Le récepteur 4 fournit .ussi un train d'impulsions de commande £,, suivant la représentation de la figure 2F, dans lequel les impulsions coïncident avec chaque impulsion reçue. La succession des impulsions dans le train E^ correspond BAD ORIGfNAL 70 23561 4 2060020 à la succession -des émissions des balises. . Avec, un système d'atterrissage tout temps utilisant trois balise:., les trois--premières irr-pulsicns correspondent .aux trois baliser:suivant la -représentation des figures 2A, 2°., 2C et 2F. Lee i-pulsion." ;ccrroe "onr'ent à'une 5 tr.lire particulière apparaissent de trois en trois rprc-c l'impulsion initiale corr-cpondant ~ cette bslice - suivant 1? figure 2F. Le récepteur.4 applique le train d'.impulsions de commande à un réseau de synchronisation oui fournit des. trains d'impulsions o de synchronisation en réponse au train d'impulsions de commande 1Q pour commander des. paires jefe. circuits de lissage., -Chaque paire de circuits de lissage fournit- des impulsions de déviation moyennes correspondent aux impulsions émises par une balise co-me on l'expli-- quera ci-après. Le rose-?u de ..synchronisation comporte un commutateur électronique 5, un compteur 7, un multivibrateur monostable 10 et 15 une bascule 14 reliés en série à partir- du récepteur 4 et un circuit loçirue 11 reliant le compteur 7 à des circuits d'impulsions de synchronisation identiques 17, 17A et t7B. - Le. train d'impulsions de commande E^ est appliqué-au commutateur 5 qui commande l'application du train E^: au compteur 7. Initialement le commutateur 5 laisse 20 passer les impulsions du train E^., Le. compteur 7 compte les. impulsions dans le. train E^ et fournit une multiplicité'de signaux de sortie au circuit logique 11 pour démarrer le. processus de synchronisation. Chaque sigrial de sortie correspond à un compte- dans le compteur 7. 25 . Le circuit logique .1-1 applique des impulsions de démarrage Eg, Ep^ et Eqr suivant les représentations des figures 2G,. 2H et 21 e.v.x circuits d'.impulsions de synchronisation 17, 17A et I7E, respectivement, en réponse aux signaux de-sortie du compteur 7. Chaque impulsion de démarrage .survient simultanément .avec une impulsion dans "30 un train- d'impulsions correspondant en provenance d'une balise suivant les représentations" -des figures 2A,. 2E, 2C, 2G, 21-î et 21. Le .-récepteur 4 applique aussi le train d'impulsions.de commande aux circuits d'impulsions 17, t7A et 17B.. Les circuits d'impulsions 17, 17A et 172. fournissent des trains d'impulsions de synchronisation "35 E,r., E^.a et E., qv, suivant les représentations des figures 2J, 2K et 2L cour contrôler les circuits de.lissage. Suivant la représentation des,figures 1 et 3 chaque circuit 17 d'impulsions de synchronisation comporte un commutateur électronique 30 et des multivibrateurs monostables 31 et 35 connectés en 40 série ainsi qu'une porte OU33 reliant une sortie de multivibrateur BAD ORIGINAL 70 23561 5 2060020 35 au commutateur 30» Le'train d'impulsions de commande E^ en provenance du recepteur 4 est applique au commutateur 3D et l'impulsion de démarrage E^ en provenance du circuit logique 1-1 est appliquée à la porte CU33. Le commutateur 30 laisse passer une in ulsion du train 5 d'impulsions de co-mande E^ correspond'.-r.t à une impulsion émise p-r la première balise en réponse h une i—pulsion- de d'marrnge Eg transmise par la porte 0U33. L'impulsion transmise par le commutateur 30 bascule le multivibrateur 31. " L'impulsion de démarrage EQ est terminée avant l'arrivée de -l'impulsion ..suivante du train si bien que 10 le commutateur 30 est ensuite contrôlé par le train d'impulsions de synchronisation E^q jusqu'?- l'arrivée de l'impulsion de démarrage suivante EQ. - ' . • Le 'multivibrateur 31 engendre une impulsion ayant une largeur en rapport avec la fréquence de répétition dev impulsions émises 15 par les balises pour contrôler la- fréquence de répétition du train d'impulsions de synchronisation E« 0 si bien eue le train d'impulsions EjQ a la même fréquence de .répétition eue les impulsions: omises par la première balise-, La fin de l'impulsion en provenance du multivibrateur 31 bascule le- multivibrateur .35 .amenant ce dernier à engendrer 20. une impulsion de synchronisation E-iq* L'impulsion de cynphronisation E|q traverse la po'rte OU33- et amène le commutateur 30 > passer une autre impulsion du train E^ correspondant à uhe impulsion- en provenance de la première balise et a répéter l'opération précédente. Puisque le multivibrateur 31 a été basculé par une impulsion du train 25 d'impulsions de commande E^ correspondant à la première balise, la temporisation introduite par l'impulsion en provenance du multivibrateur '31 a-nène.les impulsions du train E^q d'impulsions de synchroni-• sation à .survenir.simultanément avec les impulsions émises par la première balise suivant les figures 2A et 2J. ■ 30 Les circuits 1 7A et 17B générateurs d'impulsions de syn chronisation fonctionnent d'une manière semblable pour fournir des trains d'impulsions de synchronisation H, ^ et E-i.qq i^espectivement, qui surviennent -simultanément avec, les impulsions émises par les autres balises suivant les figures 2B, 2C, 2K et 2L. 35 Revenant à la figure 1, le commutateur 5, le compteur 7, le multivibrateur 10 et la bascule 14 coopèrent pour démarrer à nouveau la synchronisation.sur une base de périodicité permettant d'assurer une plus grande précision dans la synchronisation. Le compteur 7 fournit encore des signaux de sortie en direction du multivibrateur 40 10 et de la bascule 14 qui correspondent à un compte prédéterminé en BAD ORIGINAL 70 23561 6 2060020 -relation avec le nombre de balises. . La bascule 14 applique un signal de disoualification atr commutateur 5 amenant ce dernier à bloquer le train d'impulsions de çoïïï-ande en-réponse au signal de sortie-Eg amenant le corpteur 7 5 à arrêter son comptage. Le nultivibrste.ur 10 applicue -une irrrulsion au compteur 7 et à la bascule 14 dont la largeur détermine la période de .temps•qui doit s'écouler-avant oue la synchronisation démarre de nouveau. La fin de l'impulsion en provenance du multivibrateur 10 restaure le compteur. 7 et la .bascule 14. La bascule 14 applique alors .10 un signal de qualification au commutateur 5 amenant, ce dernier à passer une impulsion du train E^ d'impulsions de commande- en direction eu compteur 7 pour amener ce dernier > reprendre.son comptage ce qui amène le démarrage à nouveau de. la synchronisation corne précédemment expliqué. -, . '. 15 Le circuit 17 générateur de trains E., q d'impulsions de -. synchronisation applique celles-ci à. des circuits de lissage identiques 18 et 19. Le récepteur 4 applique respectivement aux circuits de lissage 18 et 19 un-train d'impulsions de déviation horizontale E^ et.un train d'impulsions .de déviation verticale-E^. Puisque les .20 impulsions dons le train E^q d'impulsions, de synchronisation.surviennent simultanément avec les impulsions .en provenance de la première balise, les circuits de lissage .18 et 1.9 fournissent des .impulsions de déviation respectives E^^ et E^ suivant la représentation des figures 2Q et 21. qui correspondent respectivement a la moyenne des 25 impulsions de déviation horizontale et à la moyenne des impulsions de déviation verticale relativement aux impulsions émises à partir de le première balise. L'effet des impulsions.réfléchies sur les impulsions de déviation correspondant 3 la première Balise est réduit par les circuits de lissage 18 et 19.. Un circuit-de commande-de lec-30 ture 20 émet continyellemen.t un train E.^ d'impulsions de lecture, suivant la représentation de la figure 2M, pendant le fonctionnement du dispositif d'affichage, . en direction des circuits de lissage 1 8 et -19. . . Suivant lr représentation des figures '1 et 4, le circuit 35 de lissage. 1G comprend la connexion en s-'rie de deux corvutateurs électroniques 37. et. 45 et d'une résistance variable 40 qui sont reliés au récepteur 4. Le circuit de lissage'18 comporte encore un condensateur 41 et une résistance variable 42 reliés .en parallèle entre la nasse et. l'entrée du commutateur électronique 45. Le commutateur 40 électronique 37. reçoit le train E3 d'impulsions de déviation hori- BAD ORIGINAL 70 23561 n i 2060020 zontale en provenance du récepteur 4- et le train E., ^ d1 impulsions de synchronisation en provenance du circuit 17 et il ne passe que. les impulsions *du train Eg qui correspondent aux impulsions omises l-\ *-• r la cr C'T-i JI'O balise en r'cor.se aux im pulsions -3t •» -f- t l- T A r> • i- ,es ,. i i on c r 'j 1 rr.t travers' le cammutete -r *1 ^ ^ A. j r ic-Oej. • pn» ' Q O" le ccnc ie sateur 41 —.-i se d"'charge ^arti ellomcnt V". g ^ ' sistan :ce 42 entre les im pulsions successives pour fournir un niveau moyen des 'inrvlsions passées. Le no-Kre d'impulsions 'dent on- fait'la moyenne est commancli par la valeur' des résistances 40 et 12. . le com™utatevr 10 45 est commandé par le train d'impulsions de lecture .en provenance du circuit de commande de lecture 2C peux- laisser passer les tensions successives emmagasinées dans le condensateur 41 sous la • forme d'impulsions E^ ^ de déviation horizontale moyenne. Le circuit de lissage 19 fonctionne d'une manière- analogue pour fournir des 15 impulsions E^„ de déviation verticale moyenne qui surviennent siroul-tanément avec les impulsions Ej^ de déviation horizontale moyenne suivant les figures 2Q et 2T. En se reportant ^ la figure- 1, le récepteur 4 applique le train E^-d'impulsions de déviation horizontale aux circuits de lis-20 sage 18A et 1 CB et le train E^ d'impulsions de déviation verticale aux circuits de lissage 19A et 19B. Les cix-cuits générateurs - d ' impulsions de synchronisation 17A et 17B apnliauent des trains E^q^ et E^j~,g d'impulsions de synchronisation respectivement aux circuits de lissage 1 SA et 1 ÇA et IF- et 193.'"Le cixcuit de lecture 20 ap-25 plique des trains d'impulsions de lecture E^^ et E^,-.D suivant la représentation des figux-es 2M et 2P aux circuits de lissage 1 SA et 19A et 183 et 193 respectivement. Les circuits de lissage 1 ?.A, 1 ?P-, 19A, 19B sont identiques au circuit de lissage 13 et fonctionnent de la même manière'. Les circuits de lissage ISA et 19A fournissent des 30 impulsions de déviation moyenne simultanées^ E-j 3^ et E-j^ respectivement, sui.v'ant la' représentation des figures 2R et 2U. Les circuits de lissage 13B et 19B fournissent des impulsions de déviation moyenne simultanées E^ gg et E^^ respectivement, suivant la représentation des"figures 2S et 2V. 35 Les impulsions ce-déviation moyenne horizontales et ver ticales provenant des circuits de lissage amènent un tube a faisceau cathodique 24 ayant un écran 27 fournir un affichage par points stabilisé sur son écran 27 donnant une impression visuelle'de la piste d'atterrissage. Le tube à faisceau cathodique 24 a une plaque 40 25 de déviation horizontale reliée aux circuits de lissage 18, 18A ba0 original 70 23561 2060020 et 1 C-B et une nlactue 26 de . déviation verticale reliée aux circui ts de lissage 19, ' 19A et 19C. Le tube 24.-a aussi une nier, un .!■" de déviation horizontale et une nlaaue 29 de déviation verticale rui sont '■ la ma.-, oe. Le circuit de oovrnde de lecture 20 fournit ?usci un t,?- in IL „ d'i - -ulsiois d1 illumination à une grille 23 lu tube 24 nour iilu -iner lf af fich-age suivant la représent-tion -de la figure 27/, Le circuit de la présente invention contribue encore à éliminer l'effet de radar et autres signaux indésirables sur la même fré.iue'nce que ce lie -des balises. Rien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation représenté et décrit oui ne l'a été qu'à titre d'exemple . Il cp rortiendrc.it au technicien l'y apporter de nombreuses ;..o-;:.ificv.tionc c ::nc pour autant sortir u cndr-s L -\>rése~te intention . BAD ORIGINAL 70 23561 2060020 REVENDICATIONS 1 ) Procédé fournissant une image visuelle stabilisée correspondant à une multiplicité de sources omettant des trains d'impulsions de .-.ho s e n différantes synnt une fréquence de r'pétition fixe 5 c -.ract 'r.isé cr. c c :.rj'il consiste x- : recevoir les trpins d'impulsions: . engendrer des impulsions 'eorrsc-cndant à celles de ces trains.: effectuer la moyenne de ces impulsions; synchroniser, le processus de moyenne des impulsions avec les instants d'1 apparition, des.dites impulsions si bian eue les impulsions de déviation moyenne soient fournies - 10 en correspondance avec chaque trr.in .d'impulsions, et arpliouer les impulsions de déviation moyenne au dispositif d'affichage pour four- ' nir et. obtenir une i• - -.'icuellc et "ilis'e. 2) Procéd. suivant la revendication 1 caractérisé en ce eue l'étape de la synchronisation consiste à: compter ie nombre d'im- 15 pulsions; fournir, les impulsions de synchronisation à la même fréquence de répétition "ue celle des impulsions a l'intérieur des trains respectifs en réponse a un premier comptage pour synchroniser l'opération de moyenne de telle façon que seules les impulsions correspondant à un train d'impulsions soient soumises à l'opération de 20 moyenne en réponse aux impulsions de synchronisation; répéter l'étape précédente a chaque comptage ultérieur jusqu'à ce qu'un compte correspondant au nombre de trains d'impulsions soit obtenu si bien que des impulsions de déviation moyenne soient engendrées qui correspondent à chaque train d'impulsions, et arrêter le comptage lorsque 25 le nombre correspondant au nombre de trains d'impulsions est atteint. 3) Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on effectue le recyclage de la synchronisation sur une base périodique. 4) Dispositif d'affichage pour une multiplicité de sources 30 émettant des trains d'impulsions de phases différentes ayant une fréquence de répétition fixe suivant le procédé- des revendications 1 à 3, qui comprend un récepteur des trains d'impulsions et un tube à faisceau cathodique pour l'affichage, caractérisé par un circuit de stabilisation pour éliminer les rebondissements qui comprend: une 35 multiplicité de circuits de lissage reliés au récepteur et fournissant des impulsions moyennes correspondant aux impulsions de chaque train; un réseau de synchronisation comportant une multiplicité de circuits générateurs d'impulsions de synchronisation connectés au récepteur et aux circuits de lissage pour synchroniser chacun de ces 40 derniers avec un train d'impulsions, et des conducteurs en provenance BAD ORIGINAL 70 23561 10 2060020 des circuits de lissage pour transmettre les impulsions moyennes au tube à faisceau cathodique d'affichage. . 5) Dispositif d'affichage suivant la revendication 4, caractérise en ce que lf roseau de synchronisation comporte en outre: 5 un commutateur électronique: un compteur; un multivibrateur monostable et une bascule oui sent connectes en série au récepteur, la sortie de la bascule étant connectée i une seconde entrée 'du commutateur électronique, le compteur étant également relié par sa 'sortie à la bascule et par" une seconde sortie à un cir-cuit logique relié lui-10 même en parallèle par ses sorties h la multiplicité- dé circuits générateurs d'impulsions" de synchronisation, la sortie' "du multivibrateur monostable étant''connectée--à une, secondé entrée du "compteur. 6) Dispositif d'affichage suivent les revendications 4 et « " » 5, caractérisé en ce que -chaque circuit générateur d'impulsions de 15 synchronisation comporte: la connexion en série- a partir du•récepteur d'un commutateur électronique et de-deux multivibrateurs monostables, la-sortie du second multivibrateur étant connectée; à: une entrée d'une porte OU dont la seconde entrée est:connectée à une sortie du circuit logique et dont la sortie est connectée c-omme seconde entrée audit 20 commutateur électronique.'" . : 7) Dispositif d'affichage- BAD ORIGINAL