Brevet FR2161787A1 — publié le 19730713

L'invention a pour objet un appareil radio-électrique de télémétrie. On connaît de nombreux appareils (télémètres, altimètres) pour la détermination de la distance d'un objet par la mesure du temps qui s'écoule entre une émission d'énergie radio-électrique à un poste et la réception audit poste de ladite énergie après réflexion sur l'objet. Ces appareils qui fournissent la distance d'une manière continue ne permettent pas la détection instantanée de l'objet. Par l'appareil selon l'invention, au contraire, la détection de l'objet à l'intérieur d'un domaine de détectionest pratiquement instantanée. L'invention a pour objet un appareil qui, simultanément, est capable d'une détection instantanée d'un objet et de fournir une information continue de la distance de cet objet. L'appareil est basé sur la double remarque que, d'une part, plus une cible est éloignée, plus l'énergie radio-électrique de réflexion sur la cible est faible, d'autre part qu'à partir d'un signal bref d'émission ou impulsion, le signal réfléchi s'écarte de plus en plus dans le temps par rapport au signal d'émission au fur et à mesure que la distance de l'objet augmente. L'appareil est caractérisé par ce fait qu'il comprend, en série, une multiplicité d'amplificateurs avec, sur les circuits de sortie, des comparateurs ne laissant passer une tension que si celle-ci est supérieure à une valeur prédéterminée, chacun des comparateurs étant suivi d'une porte,l?s portes successives étant ouvertes seulement en des temps qui correspondent à des distances aller et retour de l'énergie radio-électrique émise et réfléchie, la présence d'une information à la sortie d'une porte caractérisant ainsi le domaine de distance d'un objet sur laquelle s'opère la réflexion. Un tel appareil est d'une application avantageuse dans ae nombreux cas, par exemple dans la technique des fusées de proximité, l'appareil équipant alors un engin muni d'une fusée de proximité se dirigeant vers une cible. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé, dans lequel: La figure 1 est une vue schématique d'un engin équipé d'un appareil selon l'invention; La figure 2 est un schéma en blocs-diagrammes d'un appareil selon l'invention; La figure 3 montre divers diagrammes. L'engin 11 (fig.l) portant une fusée de proximité est équipé d'un appareil émetteur-récepteur d'énergie radio-électrique d'hyperfréquence sous forme de signaux brefs, ou impul-.. sions, l'énergie étant rayonnée par un dispositif d'antenne 12 suivant une nappe 13 limitée par deux surfaces coniques 14 et 15. L'énergie réfléchie par une cible est appliquée par une entrée 16 (fig.2) à un mélangeur 17 recevant, par son entrée 18, des oscillations fournies par un oscillateur local dont la fréquence est sensiblement égale à celle de l'émission. La sortie 19 du mélangeur comprend un préamplificateur 20, opératoire, par exemple, dans une bande de 1 à 200 MHz. La sortie 21 du préamplificateur comprend un premier amplificateur 22, opératoire sur la bande de fréquence de 1 à 200 MHz. La sortie 23 de l'amplificateur 22 comprend un amplificateur 24, opératoire dans la bande s'étendant de O à 100 MHz. La sortie 25 de l'amplificateur 24 comprend un amplificateur 26, opératoire dans la bande s'étendant de O à 70 MHz. La sortie 27 comprend un amplificateur 28, opératoire dans la bande de 0 à- 30 MHz. Dans le cas où le gain du préamplificateur 20 et des trois premiers amplificateurs 22, 24, 26 est de 20dB et le gain du quatrième, 28, de lods, les gainsf-entre l'entrée et les sorties des amplificateurs sont, respectivement, de 40dB, 60dB, 80dB, 90dB.- Les indications numériques ci-dessus n'ont d'ailleurs pas de caractère limitatif; elles ont simplement pour but d'illustrer 11 exposé. Une dërivation31 de la sortie 23 constitue la première entrée d'un comparateur 32, dont la seconde entrée 33 reçoit une tension de valeur prédéterminée. La sortie 34 du comparateur 32 est appliquée à une bascule 35 dont l'ouverture est commandée par une tension appliquée sur son entrée 36. De même la sortie 25 du second amplificateur 24 comprend une dérivation 37 constituant la première entrée d'un comparateur 38, sur la seconde entrée 39 de laquelle s'applique une tension de valeur prédéterminée. La sortie du comparateur 38 est appliquée à une entrée 40 d'une bascule 42 opératoire quand une tension est appliquée à sa seconde entrée 43 etc... De l'entrée 16 est dérivée une ligne 44 qui comprend un premier dispositif à retard 45, à l'aval duquel est dérivée l'en trée 36 de la bascule 35. A l'aval d'un second dispositif à retard 46 est dérivée l'entrée 43 de la seconde bascule 42, etc. L'engin à fusée de proximité ayant été lancé dans la direction de la cible, l'appareil selon l'invention devient opératoire dès que la cible pénètre dans la nappe biconique 13, en deça d'une distance prédéterminée correspondant à la portée maxi inhale de l'appareil. On a représenté sur la figure 3-1 un signal d'émission a constitué par une impulsion et, sur la figure 3-2 les signaux cl, c2, c3, c4 fournis sur les entrées 36, 43, etc. pendant lesquels les bascules 35, 42, etc. sont ouvertes. Le décalage dans le temps des créneaux cl, c2, etc. est fourni par l'intervention des dispositifs à retard de temps 45, 46, etc. Pour une cible Oî relativement très proche de l'engin, à une distance qu'on peut qualifier de très courte, l'information de réception bl (fig. 3-3-1) est très brève, le récepteur étant, comme connu, inopératoire pendant la durée de l'émission. Après amplification, le signal reçu est présent sur la sortie 31. Il est d'une amplitude supérieure à la tension appliquée au comparateur 32 par l'entrée 33. I1 est donc appliqué à la bascule 35, ou bi-stable, au moment où celle-ci est ouverte par le créneau cl. La bascule 35 fournira donc, à sa sortie 47, une indication digitale, par exemple "1". Le signal présent sur les sorties 37, etc. des amplificateurs suivants parviendra aux bascules 42, etc. en des temps extérieurs aux créneaux c2, c3, c4, donc à des instants où les bascules ne peuvent changer de condition. Seule donc la sortie 47 de la première bascule 35 fournira un "1", donnant l'indication que la cible est comprise entre la surface sphérique kl, de portée minimale de l'appareil, et la surface sphérique k2 corresrondant à la somme des retards de temps introduits par les dispositifs 45 et 46. Si la cible 2 est comprise entre la surface sphérique k2 et la surface sphérique suivante k3, correspondant à la somme des retards de temps introduits par les dispositifs 45, 46 et 48, le signal réfléchi sera celui représenté sur la figure 3-3-2. Sa durée, à partir de la fin du signal d'émission, est plus grande que celle du signal bl. Le signal b2 appliqué par l'entrée 31 au comparateur 32 a une amplitude plus faible que la tension qui est appliquée audit comparateur par l'entrée 33, et celà en raison du plus grand éloignement de la cible 2 par rapport à l'émetteur. Aucune tension n'est donc présente à la sortie 34.Par contre, en raison de l'intervention de l'amplificateur 24, dont la bande de passage peut être plus étroite que celle de l'amplificateur 22, le signal appliqué à l'entrée 37 du second comparateur 38 dépasse la valeur du seuil appliqué par l'entrée 39 audit comparateur. Le signal fourni à l'entrée de la bascule 42 se produit lorsque le créneau c2 appliqué par l'entrée 43 est présent. L'information "1" est présente sur la sortie 48 de la seconde bascule. Pour le signal b2, les bascules suivantes ne sont pas ouvertes, en raison du décalage des créneaux C3, C4. L'appareil fournit donc ltinformation que la cible est comprise entre la surface sphérique k2 et la surface sphérique k3 centrées sur l'émetteur. Etc. Après chaque signal d'émission, une information sur la distance de la cible est fournie: elle est à une distance très courte (signal de réception bl); ou bien elle est à une distance courte (signal de réception b2)t ou bien elle est à une distance longue (signal de réception b3); ou bien elle est à une distance très longue (signal de réception b4). Cette information est fournie dès que la cible pénètre à l'intérieur du volume où se propage l'énergie radio-électrique, dans le domaine de portée de l'appareil. L'invention prévoit de choisir une information présente à la sortie d'une des bascules pour commander la mise à feu de la fusée. Avantageusement, les informations recueilles à la sortie des bascules sont traitées pour extraire l'information caractéristique de la présence de la cible pour éliminer les ambiguités et les fausses alarmes. REVENDICATIONS 1. Appareil radio-électrique de détection et de télémétrie comprenant un générateur d'énergie à hyperfréquence et un récepteur d'énergie réfléchie, caractérisé en ce que, l'énergie étant émise sous forme d'impulsions, le récepteur comprend une succession d'amplificateurs montés en série avec, à la sortie de chacun d'entre eux, un comparateur à seuil suivi par une porte, et des moyens pour ouvrir les différentes portes en succession dans le temps. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les amplificateurs sont à bande passante de moins en moins large. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les seuils sont de moins en moins élevés. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les portes sont des bi-stables ou bascules commandées à partir de l'impulsion d'émission avec interposition de dispositifs à retard de temps de valeur croissante. 5. Engin aérien muni d'un appareil télémétrique selon l'une des revendications précédentes. 6. Engin aérien à fusée de proximité selon la revendication 5. 7. Dispositif électronique d'information, caractérisé en ce qu'il comprend un comparateur à seuil dont une entrée reçoit llin- formation et l'autre une tension de référence, la sortie du comparateur étant reliée à une bascule commandée par une impulsion en relation de temps avec l'information d'entrée.