Brevet FR2137608A1 — publié le 19721229

, 2137608 La présente invention concerna d'une manière générale,un équipement automatique chercheur de direction et en particulier la stabilisation de synchronisation de ces systèmes. Jusqu'ici les équipements chercheurs de direction du type à antenne à boucle 5 ont été utilisés de manière extensive; Une description d'un équipement de ce genre sous la forme fondamentale selon laquelle il est utilisé, avec en plus divers perfectionnements et caractéristiques est donnée dans le livre bien connu intitulé "Manuel des Ingéniars Radio" de F.E.TERMAN, 19^3. En plus des perfectionnements ci-dessus,il est nécessaire d'améliorer la sta-10 bilité à court terme de la synchronisation de ce type d^équipement, en particulier quand elle est accordée sur une bande relativement étroite afin d'exclure les signaux étrangers pour obtenir une mesure précise du relèvement de la source délivrant un signal choisi. Ainsi, il y a un inconvénient réel si le décalage de l'oscillateur local engendre une perte ou une détérioration de la synchronisation au 15 cours des mesures de temps. Les techniques habituelles de commande automatique de fréquence ne sont pas applicables à cause de la nécessité d'avoir diverses caractéristiques de libération de blocage d'accord, tel que l'accord sur une nouvelle station. Bien que le problème soit justiciable de solutions comme les synthétiseurs à 20 fréquence commandée par cristal, ces circuits sont relativement complexes et onéreux. De plus, quand une lecture de fréquence digitale est utilisée, une stabilité de fréquence à long terme n'est pas nécessaire. La manière selon laquelle la présente invention améliore les dispositifs qui viennent d'être mentionnés sera comprise à l'aide de la description qui suit. 25 La présente invention a pour objet principal de proposer un circuit de com mande efficace mais souple destiné à être utilisé sur un équipement chercheur de direction du type décrit ci-dessje. Le montage permet sa sélection de fréquence ou la détermination de relèvement en utilisant la même lecture digitale sans perturber l'accrochage de phase. 30 La présente invention est tout à fait appropriée pour des chercheurs de di rection automatiques à canaux doubles qui comportent une paire d'antennes en forme de boucle orientée perpendiculairement et un montage d'antennes de référence (sens) et qui sont adaptés pour un fonctionnement alterné dans les modes "fréquence" ou "relèvement". Dans le premier mode, les oscillateurs locaux du ré-35 cepteur sont accordés de manière variable pour la recherche de signaux et dans le dernier mode, une mesure de relèvement est faite sur la source délivrant le signal choisi. Selon une caractéristique importante de la présente invention, un dispositif de blocage de l'oscillateur local est actionné en plaçant le chercheur dans sa U0 position "relèvement", le blocage étant effectif aussi longtemps que la fréquence 72 16325 2 2137608 de 1'oscillateur ne varie pas plus qu'une quantité déterminée au cours d'une période de temps déterminée. Si les variations LO excédant cette quantité se produisent, le dispositif de blocage est libéré automatiquement et le chercheur de direction est ramené sur sa position "fréquence" pour le retour. 5 En introduisant un tel système de blocage ou d'accrochage de fréquence, un perfectionnement économique et efficace au chercheur de direction est effectué. La facilité selon laquelle les relèvements corrects sont pris au cours du réchauffement de l'équipement et également au cours de la variation des conditions environnantes est accrue. 10 Une simplification pratique des circuits est obtenue en comparant le signal de sortie de l'oscillateur local dans la condition bloquée à intervalles de temps réguliers avec une valeur enregistrée dans un circuit d'enregistrement de fréquence. Ce circuit est bloqué en actionnant des moyens de commutation quand l'oscillateur est accordé sur une fréquence souhaitée. Seulement les digits les 15 moins significatifs de la fréquence de l'oscillateur sont enregistrés et comparés sous une forme digitale avec les digits correspondants de la fréquence instantanée de l'oscillateur. Le nombre de digits utilisés est choisi en fonction du décalage de fréquence espérée maximal correspondant entre deux mesures et en tenant compte de l'efficacité du blocage souhaité du dispositif de blocage. 20 D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description dé taillée ci-dessous. Bien entendu la desciption et le dessin ne sont donnés qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure 1 représente d'une manière synoptique un exemple de réalisation d'un circuit selon l'invention. 25 La figure 2 représente d'une manière plus détaillée m autre exemple de réa lisation d'un circuit selon l'invention. En se référant à la figure 1, les antennes en boucle jumelées perpendiculaires et une antenne de sens (1a) sont représentées. Des signaux provenant de ces circuits d'antennes sont traités a des intervalles de temps prédéterminés dans 30 un circuit 2 de manipulation des informations desantennes de sens et de relèvement. Comme cela est connu jusqu'ici. Le chercheur de direction décrit peut être placé sur la condition "azimut" ou la condition "fréquence" par des moyens de commutation 3 et l'information résultante représentée sur l'appareil d'affichage digital U. En fait, les informations additionnelles telles que "gyro" ainsi que 35 "relèvement vrai" et "relèvement relatif" peuvent également être représentées sur le dispositif d'affichage, mais ces variantes ne font pas partie de la présente invention et ne sont pas essentielles pour la compréhension de ladite invention. En conséquence, elles ne sont pas considérées ici. Un oscillateur local 5, appelé ici oscillateur commandé en tension, est uti-kO lisé pour commander la fréquence reçue du chercheur de direction et sa fréquence 72 16325 3 2137608 est principalement réglée par un dispositif d'accord 6. Quand le chercheur de direction est placé sur sa condition "fréquence", la fréquence d'accord est pilotée de manière continue sur l'appareil d'affichage digital L'oscillateur commandé en tension 5 est,en conséquence,normalement réglé manuellement jusqu'à 5 ce que la fréquence souhaitée soit lue sur l'appareil d'affichage U. Au cours du réchauffement de l'équipement et également sous certaines conditions d'ambiance, la fréquence de l'oscillateur peut se décaler mais tan tel décalage est compensé par une comparaison de la fréquence souhaitée avec la fréquence réelle et en commandant l'oscillateur commandé en tension 5 en fonction du résultat mesuré. 10 Sur la figure 1, le signal de sortie de l'oscillateur commandé en tension 5 est appliqué sur une mémoire 7 et un circuit d'échantillonnage 8. La mémoire 7 est actionnée par un dispositif de commande 9 blocage/non blocage afin de mémoriser les digits binaires les moins significatifs choisis (quatre par exemple) de la fréquence comptée à partir de l'oscillateur commandé en tension 5 au cours 15 de l'échantillonnage. Ace moment la fréquence souhaitée est lue sur l'appareil d'affichage k. A intervalles de temps réguliers, des échantillons semblables du signal de l'oscillateur commandé en tension sont pris et une comparaison est effectuée dans un circuit de comparaison 10. Aussi longtemps que le décalage en fréquence se trouve dans des limites prédéterminées, une tension de commande de 20 compensation est appliquée sur l'oscillateur commandé en tension 5 en provenance du circuit de comparaison pour la "convertir" en me fréquence choisie nominale. Toutefois, si le décalage détecté entre deux périodes de mesure qui peuvent être de l'ordre de 0,01 seconde de manière typique, excède ces limites, le circuit de comparaison 10 commande un circuit 9 de blocage/déblocage, afin de libérer le 25 blocage de la mémoire 7 et de placer les moyens de commutation 3 sur la condition "fréquence". Les relèvements peuvent ensuite être pris à la nouvelle fréquence qui est affichée en actionnant la mémoire 7 qui,au cours de la mesure suivante (après par exemple 0,1 seconde),contient une information concernant la nouvelle fréquence. Ou bien encore l'oscillateur commandé en tension peut être réaccordé 30 de manière manuelle (en 6) sur la fréquence dioisie initialement avant la mesure et un blocage est de nouveau effectué. On constate que l'accord manuel de 6 serait reconnu comme un "décalage" débloquant automatiquement l'oscillateur commandé en tension accordant le circuit de comparaison 10. 35 Sur la figure 2, un exemple de réalisation plus détaillé de l'invention est représenté. Le circuit 2 (données d'antennes) traitant les informations de relèvement et de sens est, comme sur la figure 1, connecté aux moyens de sélection 3. Bien que les antennes ne soient pas illustrées sur la figure 2, elles sont, naturellement, associées de manière équivalente avec le circuit 2 comme sur la fi-U0 gure 1. De manière semblable, l'oscillateur commandé en tension 5 qui est accordé 72 16325 2137608 manuellement par le dispositif d'accord 6, est connecté à des moyens de sélection 3 d'une manière explicitée dans la suite du texte. Les moyens 3 peuvent, comme cela est décrit, être placés sur une condition "fréquence" selon laquelle la fréquence d'accord est représentée sur l'appareil d'affichage digital ou bien 5 sur une condition "relèvement" selon laquelle le relèvement du signal d'accord est représenté sur l'appareil d'affichage. Les fonctions des blocs de circuits 7, 8, 9 et 10 de la figure 1 sont décrites plus en détail sur la figure 2. Le signal de sortie de l'oscillateur commandé en tension est commuté dans les portes 15 et 16 par une impulsion de temps provenant d'un circuit de synchro-10 nisation 17, de telle sorte qu'à la sortie de ces portes apparaissent des échantillons de signaux indiquant chacun la fréquence de l'oscillateur commandé en tension. Dans la condition débloquée du circuit, la porte 16 est ouverte tout le temps selon une opération de commande qui sera décrite ultérieurement. L'échantillon de signal (ou échantillon d'impulsion) est ensuite appliqué 15 sur un circuit diviseur 20. Ce circuit a une période de N impulsions de telle sorte qu'à la fin de chaque échantillon, seulement le reste au-delà de N apparaît Le circuit 20 peut, par exemple, être un compteur à quatre étages de telle sorte que demeurent seulement les quatre bits les moins significatifs de la fréquence de l'oscillateur commandé en tension représentant un nombre. Ce nombre binaire à 20 quatre digits traverse une mémoire 23 et ensuite le comparateur 18 dans lequel il est comparé avec le nombre digital de sortie d'un autre circuit diviseur 2k à quatre bits. La sortie du comparateur 18 est,toutefois, pour la condition non bloquée du circuit, bloquée par la porte 31 de telle sorte que la- T>orte 16 est de sortie provenant du circuit de seulement commandée par les impulsions de synchronisation provenant de 17. Un signal 25 de division 20,commande un circuit "débloqué" 25 qui,à son tour, comporte plusieurs fonctions de commande de la manière suivante : 1) tout d'abord, il commande l'état des moyens 3 qui doivent être dans la condition "fréquence" ; 2) il commande ensuite la condition débloquée de la mémoire 23, et il 30 commande également les portes 21, 22 et 31 ; 3) finalement ,il commande un circuit de retour à l'état initial 26 destiné à s'assurer que le circuit diviseur 28 est ramené à l'état prédéterminé. Ces circuits diviseurs 27 et 28 sont déclenchés par des impulsions d'horloge f provenant d'une source d'impulsions 29 et le circuit 28 est, dans la condition 35 "fréquence", ramené à son état initial par 26 périodiquement, de telle sorte que son signal de sortie présente une relation de phase de 180° par rapport au signal du circuit 27. Cette différence de phase est convertie dans un détecteur de phase 30 en un signal de commande de l'oscillateur commandé en tension. La fonction de commande de phase de l'oscillateur-détecteur est appropriée de telle sorte U0 qu'un déphasage à 180° signifie un signal de commande qui accorde l'oscillateur 72 16325 5 2137608 commande en tension sur le milieu de la bande d'accord de la boucle de contre-réaction. La situation du blocage ou de l'accrochage de fréquence est décrite maintenant. 5 Quand une fréquence souhaitée est observée sur l'appareil d'affichage k, le bouton 19 est poussé , ce qui bloque la mémoire 23 sur sa dernière valeur, c'est-à-dire 11, par exemple, reçue en provenance du circuit diviseur 20 et place le dispositif 3 sur la condition "azimut et un circuit de "déblocage" 25 est libéré. Les informations d'angle de relèvement sont maintenant transférées du 10 circuit sur l'appareil d'affichage Quand l'échantillon suivant des impulsions de l'oscillateur commandé en tension arrive, la porte 31 est ouverte et les portes 15 et 16 sont, en conséquence, commandées de telle sorte que la porte 15 est ouverte et la porte 16 est fermée, les impulsions de départ arrivant sur le circuit 2k du diviseur. Les portes 15 et 16 restent maintenant dans l'état décrit 15 jusqu'à ce que onze impulsions soient reçues et le comparateur 18 détecte le moment de l'égalité entre les circuits 23 et 2k. Dès cette détection, la sortie du coniparateur 18 ouvre la porte 16 et ferme la porte 15, de telle sorte que le symétrique de l'échantillon d'impulsions de l'oscillateur commandé en tension est envoyé au circuit diviseur 20. Il est évident que l'état normal de ce circuit 20 diviseur est zéro, c'est-à-dire que si aucun décalage de fréquence ne s'effectue dans l'oscillateur commandé en tension 5, le nombre d'impulsions de l'échantillon d'impulsianB ne change pas et le circuit 20 traverse même des cycles complets. Un zéro à la sortie existera dans ce cas, de telle sorte que le déphasage des circuits diviseurs 27 et 28 ne change pas. 25 Un décalage de fréquence du sigpal de 1'oscillateur commandé en tension est détecté par l'échantillon d'impulsions de l'oscillateur commandé en tension (et peut être plus petit ou plus grand que l'échantillon d'impulsions déjà enregistré). Si un plus petit nombre se produit, il est détecté dans le circuit diviseur 20 comme un nombre négatif engendrant un signal 0 sur la sortie (0 - 1). 30 Ce signal 0 traverse la porte 22 vers le circuit diviseur 28, en engendrant un déphasage du circuit correspondant à (1 / M) (360°) par rapport au circuit 27. Le détecteur de phase 30 commande l'oscillateur commandé en tension 5 afin d'accroître sa fréquence, et sa séquence se répète jusqu'à ce qu'une stabilité soit attèinte, le montage constituant réellement un circuit de contre-réaction 35 commandé pour la stabilisation de fréquence. De la même manière, si la fréquence de l'oscillateur commandé en tension augmente, un échantillon d'induisions plus grand de l'oscillateur commandé en tension est détecté et engendre m nombre positif au circuit diviseur 20. Un signal 1 se produit à la sortie (0 - 1) et un déphasage (1 / M) (360°) est UO effectué dans le circuit de division 27, engendrant un signal de commande sur 72 16325 6 2137608 10 15 20 l'oscillateur commandé en tension dans un sens destiné à réduire sa fréquence. Il doit maintenant être souligné que seulement les quatre digits binaires les moins significatifs du signal d'impulsions de l'oscillateur commandé en tension sont considérés dans les circuits 18, 20, 23 et 2k. Le circuit diviseur 20 est aménagé de telle sorte que ses seize états différents ont la signification suivante : 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 Pas de blocage, le circuit 25 est actionné. Plus de régulation, la sortie (0 — 1) actionne la porte 22. Aucune régulation, un zéro de sortie est obtenu. Régulation moindre, la sortie (0 - l) actionne la porte 21. Aucun blocage, le circuit 25 est actionné. Comme on peut le voir de ce qui précède, un décalage de fréquence excédant certaines limites entre deux périodes de mesure engendre une inversion du chercheur de direction sur sa condition "fréquence", parce que le circuit de 25 déblocage 25 est actionné sous cette condition. Cette condition de circuit demeure jusqu'à ce qu'un nouveau blocage soit effectué comme décrit ci-dessus. Actuellement,si le dispositif d'accord 6 est touché même légèrement dans la condition "relèvement", il est susceptible de provoquer une inversion sur la condition "fréquence". Les constantes de temps concernées sont telles qu'il est 30 concevable, toutefois, de modifier la fréquence de l'oscillateur commandé en tension très rapidement entre deux périodes de mise à jour de telle sorte qu'un ou plusieurs étages "sans blocage" sont passés sans être détectés. La fréquence de l'oscillateur commandé en tension est ensuite bloquée sur une nouvelle fréquence. Ce risque est réduit quand le nombre de bits dans les circuits 20 et 2k 35 est accru. Si les zones de régulation sont maintenant constantes, par exemple sur douze positions comme ci-dessus, les zones de non blocage sont également accrues. Aussi longtemps que le décalage de fréquence entre deux mesures est inférieur aux limites mentionnées, dans l'exemple -5+6, l'oscillateur commandé en tension Uo 5 est commandé pour délivrer une fréquence constante. 72 16325 7 2137608 Toutefois, si le décalage de fréquence complet accumulé sur plusieurs mesures atteint + M (1 / M) (360°) en fonction du déphasage du signal détecté par le détecteur de phase 30, ceci engendre une modification brusque du signal de sortie et ramène le chercheur de direction sur sa condition "fréquence". 5 On doit également mentionner qu'entre chaque mesure dans la condition non bloquée, c'est-à-dire entre chaque impulsion délivrée par le circuit de synchronisation 17, les circuits 20 et 2h sont automatiquement ramenés à zéro. La description détaillée ci-dessus des exemples de réalisation de l'invention peut varier sur de nombreux détails sans sortir du cadre de la présente 10 invention. Les circuits de comparaison et la commande de tension de l'oscillateur commandé en tension peuvent, par exemple, être réalisés selon d'autres formes . spécifiques. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec un exemple particulier de réalisation, on comprendra clairement 15 qua ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. 72 16325 8 2137608 REVENDICATIONS 1. Equipement chercheur de direction adapté pour fonctionner dans au moins deux modes de fonctionnement comportant un mode "Fréquence" pour l'accord et un mode "Relèvement" pour faire des mesures de relèvement pour les sources de signaux 5 reçues, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens de réception comprenant un oscillateur local répondant à une commande de fréquence manuelle pour s'accorder sur une bande de fréquence, l'oscillateur local répondant également à une tension de commande pour faire varier sa fréquence sur une fraction de la bande de fréquence ; 10 - des moyens pour commuter l'équipement d'un mode vers l'autre ; - des premiers moyens répondant aux moyens de commutation et à la fréquence de l'oscillateur local pour mettre en mémoire un signal représentant une fréquence de départ de l'oscillateur local sensiblement au moment de la commutation du mode de "Fréquence" au mode "Relèvement" ; 15 - des seconds moyens pour comparer la fréquence mise en mémoire représentant le signal, avec une seconde fréquence représentant au moins périodiquement le signal correspondant à la fréquence réelle de l'oscillateur local au cours du mode "Relèvement", les seconds moyens fonctionnant pour faire passer l'équipement sur le mode "Fréquence" toutes les fois que la fréquence de l'oscillateur local 20 dévie de sa fréquence de départ. 2. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en.ce que : - les fréquences représentant les signaux sont des codes digitaux ; - 1'appareil comporte des moyens pour coder de manière digitale les valeurs de relèvement mesurées, et un dispositif d'affichage digital commandé par les 25 moyens de commutation pour afficher de manière discrète les valeurs de fréquence et de relèvement correspondantes au cours des modes "fréquence" et "relèvement". 3. Equipement selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'échantillonnage fonctionnant périodiquement pour échantillonner corrélativement la fréquence de l'oscillateur local (à la suite de quoi la 30 comparaison est effectuée périodiquement). h. Equipement selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens répondant aux seconds moyens pour libérer la mémoire des premiers moyens toutes les fois que les seconds moyens commandent l'équipement pour le placer sur le mode "fréquence". 35 5• Equipement selon la revendication 2, caractérisé en ce que : - les premiers moyens sont adaptés pour mettre en mémoire seulement un nombre prédéterminé de digits les moins significatifs de la fréquence représentant le sigpal au moment du passage sur le mode "relèvement" ; - les seconds moyens sont adaptés pour comparer les digits correspondant à la 40 seconde fréquence représentant le signal, le nombre prédéterminé de digits les moins significatifs étant choisi en fonction du décalage de fréquence souhaité maximal de l'oscillateur entre des mesures successives.