Brevet FR2081717A1 — publié le 19711210

i 2081717 La présente invention concerne des émetteurs radioélectriques et des équipements dans lesquels sont utilisés les émetteurs radioélectriques de l'invention. Dans les systèmes de mesure de distance du type DME de l'an-5 glais "Distance Measurement Equipment", et en particulier dans les équipements de bord DME, l'avion interroge une balise au sol en émettant des impulsions en haute fréquence qui sont détectées et répétées par la balise sur une fréquence différente. Les impulsions répétées sont détectées par l'avion, et la différence 10 de temps entre les impulsions émises et les impulsions reçues représente la distance de l'avion à la balise. La précision est obtenue en utilisant des impulsions très courtes, la mesure étant normalement, faite sur les bords avants des impulsions. Dans le système DME classique, la largeur de bande 15 de fréquences ne convient pas pour des impulsions excessivement courtes et ne donne pas une très bonne précision. Un objet de la présente invention consiste à obtenir un marquage très précis en amplitude pour les impulsions en haute fréquence sans utiliser une bande de fréquences très large. 20 Suivant un aspect de l'invention, il est prévu un émetteur haute fréquence comprenant des moyens pour engendrer une onde porteuse haute fréquence, des moyens pour moduler en amplitude ladite onde porteuse et produire ainsi une série d'impulsions dont chacune a une enveloppe qui est pointue en son milieu, la 25 pointe étant pratiquement au niveau d'amplitude zéro, et dans lesquelles ladite onde porteuse haute fréquence subit une inversion de phase audit milieu de l'enveloppe, et des moyens pour émettre lesdites impulsions à ladite fréquence porteuse haute fréquence. 30 D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation de l'invention, qui sera faite en relation avec les dessins joints, dans lesquels, la figure 1 représente un émetteur haute fréquence destiné 35 à émettre des impulsions haute fréquence et pouvant être utilisé dans l'équipement DME d'un avion, la figure 2 représente des formes d'ondes pour expliquer le fonctionnement de l'émetteur de la figure 1, la figure 3 représente une variante d'émetteur d'impulsions 40 haute fréquence pour équipement DME, 71 07445 2 2081717 la figure k représente des formes d'ondes pour expliquer le fonctionnement de lrémetteur de la figure 3> la figure 5 représente un récepteur haute fréquence pour recevoir les impulsions émises par un émetteur du type de ceux des 5 figures 1 et 3> et utilisable dans un équipement de bord DME» et la figure 6 représente des formes .d'ondes pour expliquer le fonctionnement du récepteur de la figure 5. La figure 1 représente une source 1 d'onde porteuse haute fréquence qui est couplée à un modulateur équilibré par un trans-10 formateur d'entrée 2 dont le secondaire a sa prise médiane à la terre et ses extrémités reliées respectivement aux deux bras du modulateur équilibré. Le point de jonction des dits deux bras est relié à la terre par l'intermédiaire du primaire du transformateur de sortie 3, dont le secondaire est relié par un amplifica-15 teur if approprié à une antenne 5. Chacun des bras du modulateur comprend un condensateur 6 en série avec une diode 7. Les diodes 7 sont orientées dans le même sens dans les deux bras. Deux résistances de charge 8 semblables pour les entrées de la modulation sont reliées aux points communs 20 dans chaque bras du condensateur 6 et de la diode 7. Une source d'impulsions video 9 est reliée, d'une part, directement à une entrée de modulation et, d'autre part, par l'intermédiaire d'un réseau à retard 10 à l'autre entrée de modulation. 25 En fonctionnement, la source d'impulsions 9 produit une série d'impulsions continues dont chacune a une durée t^ de 2 ps et une forme telle que celle montrée par la figure 2(a). Cette impulsion est retardée dans le réseau 10 d'un temps t^ de 1 }is, et l'impulsion retardée a une durée et une forme telles que 30 celle* BOEtrées par la figure 2(b). Les deux impulsions agissent sur le modulateur haute fréquence pour laisser passer des impulsions de phase opposée en haute fréquence, mais qui se recouvrent dans le temps, pour finalement donner à la sortie du modulateur une impulsion haute 35 fréquence "double" telle que celle montrée figure 2(c). On a, donc, à la sortie du modulateur une série d'impulsions dont chacune a une enveloppe qui comporte un étranglement pointu eh son point milieu 11 avec en, ce point un niveau d'amplitude sensiblement: nulle,, et de plus la porteuse subit une inversion de %Q phase au n§&e point Milieu ît. 71 07445 3 2081717 Ces impulsions sont amplifiées par l'amplificateur k jusqu'à atteindre un niveau suffisant pour être émises par l'antenne 5. La figure 3 montre un circuit d'entrée de modulation plus élaboré afin d'obtenir un étranglement en pointe plus aiguë sur 5 les impulsions émises. Le générateur d'onde porteuse, le modulateur équilibré, l'amplificateur d'impulsions et l'antenne sont les mêmes que ceux de la figure 1 et ne sont pas représentés sur la figure 3. Une source 20 d'impulsions continues qui est destinée à 10 engendrer une série d'impulsions courtes de durées t^ égales à 0,1 ys, a sa première sortie reliée, par une diode 21 polarisée dans le sens direct, à un condensateur 22 dont l'autre électrode est à la masse. La seconde sortie de 20 est reliée à un premier circuit de retard 23 qui provoque un retard t^ de 1 jis. 15 Une première sortie du circuit à retard 23 est reliée, par un inverseur 24 et une diode 25 à polarisation inverse de celle de la diode 21, au condensateur 22. Une seconde sortie de 23 est reliée, par une second circuit à retard 26 de retard t^ égal à 0,5 fis, un inverseur 27 et une diode 28 inverse de la diode 25, 20 à un condensateur 29 dont l'autre électrode est à la masse et dont la capacité est égale à celle de 22. Une troisième sortie de 23 est reliée, par une diode 30 inverse de 28, au condensateur 29. Au condensateur 22 est relié un premier circuit de mise 25 en forme d'impulsion qui comprend deux bras parallèles dont chacun comprend en série une diode et une résistance. Les diodes 30 et 31 ont des sens de polarité inverses, et la résistance 32 a une valeur très grande par rapport celle de la résistance 33» On représente la résistance de 32 par R et celle de 33 par r. 50 L'extrémité commune des deux bras, de l'autre coté de 22, est reliée a un condensateur 3k dont l'autre électrode est à la masse, et à une des entrées de modulation du modulateur équilibré. Au condensateur 23 est relié un second circuit de mise en forme d'impulsions qui également comprend deux bras parallèles 35 avec chacun diode et résistance, (35, 37 et 36, 38), reliés à un condensateur 39 à la masse et de même valeur de capacité que > la résistance 37 ayant une valeur r et la résistance 38 une valeur R. Si l'on se réfère de plus à la figure 4, en fonctionnement, 40 chaque impulsion de 1 jxs engendrée par la source 20, figure ^a, BAD ORIGINAL 71 07445 20-31717 4 qui est appliquée à travers la diode 21 au condensateur 22 et qui est suivie d'une seconde impulsion, figure 4b, retardée 1 ps par 23 et inversée par 24, engendre pour le condensateur 22 une excursion pratiquement rectangulaire de tension d'une durée 5 de 1 Jis, figure 4c. Cette excursion de tension est transmise à une entrée de modulation par l'intermédiaire, pendant 1'excursion, de la dicie 30 et de la résistance 32 et, à la fin de l'excursion, le la di^de 31 et de la résistance 33, et également par l'intermédiaire du 10 condensateur 34. Ainsi la forme d'onde du signal appliqua à cette entrée de modulation a la forme montrée par 4d et comprend une pente ascendante exponentielle sur 1 ps suivie d'une décroissance exponentielle beaucoup plus rapide étant donné que r est petit par rapport à S. 15 Après un retard de 1 jts apporté par le circuit 23, l'im pulsion de 0,1 ps de la figure 4e est appliquée par la diode 30 au condensateur 29. Après un nouveau retard de 0,5 y13 apporté par le circuit 26 et une inversion par 27, l'impulsion de la figure 4f est appliquée par la diode 28 au condensateur 29. 20 L'excursion de tension de 0,5 |*s, figure 4g, qui en résulte pour le condensateur 29 entraîne à travers le second circuit de mise en forme dont les valeurs de résistances sont dans un rapport inverse de celles du premier, l'entrée de modulation qui est montrée par le figure 4k et qui est appliquée en opposition de 25 phase de l'autre coté du modulateur équilibré. Il en résulte l'impulsion émise de la figure 4i qui a une enveloppe étranglée en pointe en son point milieu, l'amplitude de la pointe étant sensiblement nulle et la porteuse subissant en ce point une inversion de phase. 30 Un récepteur haute fréquence capable d'utiliser les impul sions à phase inversées émises est montré à la figure 5. Il comprend une antenne de réception 50, qui reçoit un signal tel que celui de la figure 6a, alimentant des circuits sélectifs conventionnels 51 dont le signal de sortie est représenté par 6b 35 qui présente une courbe d'établissement d'impulsion moins rapide et une décroissance moins rapide que 6a étant donné les limites des bandes passantes des circuits sélectifs. La sortie des circuits sélectifs 51 passe par le détecteur 52 relié également aux circuits 51 par une boucle de contrôle de 40 gain automatique. La figure 6c montre l'impulsion continue détec- BAD ORIGINAL 71 0744S 5 2081717 tée et la figure 6d montre l'impulsion continue limitée en ampli-> tude par le limiteur 53. L'impulsion limitée est appliquée à un différenciateur 54 dont la sortie est représentée par 6e. La position dans le temps de l'impulsion est repérée par le "bord 5 descendant 55. On peut prévoir un second différenciateur 56 dont la sortie est montrée par 6f pour avoir une indication encore plus positive de l'apparition de l'impulsion ou plutôt de son étranglement, par le "bord montant 57. 10 Dans les équipements de bord; l'avion a un émetteur haute fréquence d'impulsions, tel que décrit, pour émettre la série voulue d'impulsions à phase inversée, une balise au sol a un récepteur qui reçoit les impulsions émises par l'avion et qui fait fonctionner l'émetteur de la balise, fonctionnant sur une 15 porteuse haute fréquence différente pour émettre un impulsion de réponse à phase inversée correspondant à chaque impusion reçue, et l'avion a un récepteur haute fréquence pour déterminer le moment de réception des pointes d'étranglement des impulsions émises par la balise et des moyens pour déterminer la différence 20 de temps entre l'émission d'une impulsion par l'avion et la réception d'une impulsion de la balise, afin d'en tirer la distance de l'avion à la balise. On comprendra que la description ci-dessus faite en relation avec des exemples particuliers de réalisation de l'invention, a 25 été faite à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. 71 07445 6 2081717 HEVEKBICATIONS 1 ) Earetteur haute fréquence comprenant des moyens pour engendrer une onde porteuse haute fréquence et des moyens pour moduler ladite onde porteuse en impulsions, caractérisée en ce 5 que les moyens de modulation en amplitude de ladite onde porteuse produisent une série d'impulsions dont chacune a une enveloppe étranglée en pointe en son point milieu où son amplitude est pratiquement nulle et en ce que ladite onde porteuse subit une inversion de phase audit point milieu. 10 2) Emetteur haute fréquence comprenant des moyens pour engendrer une onde porteuse haute fréquence et des moyens pour moduler ladite onde porteuse en impulsions, caractérisé en ce que les moyens de modulation en amplitude de ladite onde porteuse produisent une série d'impulsions dont chacune a une enveloppe 15 étranglée en pointe en un point intermédiaire où son amplitude est pratiquement nulle et en ce que ladite onde porteuse subit une inversion de phase audit point intermédiaire. 3) Emetteur haute fréquence suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de modulation en amplitude 20 comprennent un modulateur équilibré haute fréquence dont l'entrée haute fréquence est connectée au générateur d'onde porteuse et dont la sortie est reliée aux moyens d'émission, deux entrées de modulation prévues pour moduler ladite porteuse en opposition de phase, une première source d'impulsions continues, et une seconde 25 source d'impulsions continues qui a la même polarité que ladite première source d'impulsions continues, lesdites première et seconde sources étant reliées respectivement aux entrées de modulation dudit modulateur équilibré pour lui fournir des paires d'impulsions qui se recouvrent dans le temps et qui sont d'amplitu-30 des égales audit point intermédiaire. 4) Emetteur haute fréquence suivant la revendication 3» caractérisé en ce que ledit modulateur équilibré comprend un transformateur d'entrée ayant un secondaire avec prise médiane à la masse, deux circuits symmétriques dont chacun est relié 35 à l'extrémité correspondante dudit secondaire et comprend un condensateur en série avec une diode, un transformateur de sortie ayant son primaire relié à un point commun aux deux électrodes semblables des diodes, et une entrée de modulation reliée au point de jonction du condensateur et de la diode dans chacun des circuits kO sycEtê t „ 71 07445 7 2081717 5) Emetteur haute fréquence suivant la revendication 3j caractérisé en ce qu'il comprend de plus un circuit de retard et dans lequel lesdites première et seconde sources sont dérivées d'un générateur d'impulsions continues unique relié directement à une des entrées de modulation et par l'intermédiaire du circuit de retard à l'autre entrée de modulation. 6) Méthode de transmission i'ïnie onde porteuse haute fréquence modulée en impulsions caractérisée en ce qu'elle comporte les phases suivantes: modulation en amplitude d'une porteuse continue pour produire une série d'impulsions dont chacune a son enveloppe étranglée en pointe en un point intermédiaire où son amplitude est pratiquement nulle et inversion de phase de ladite porteuse audit point intermédiaire.