Brevet FR2195024A1 — publié le 19740301

La présente invention concerne les systèmes d'atterrissage sans visibilité, d'une manière générale, et, plus particulièrement, un procédé et un appareil pour faire varier le rapport de la puissance porteuse à la puissance de bande latérale dans les postes émetteurs de radionavigation pour atterrissage sans visibilité. le système d'atterrissage automatique est un dispositif de guidage électronique bien connu pour la navigation aérienne au voisinage des aérodromes. Il rayonne des faisceaux de guidage en azimut et en élévation, destinés à être inter prêtées par l'avion. La nécessité de faire varier le rapport des puissances rayonnées par les antennes individuelles du système d'antennes pour atterrissage sans visibilité (antenne centrale et antennes latérales) résulte du fait qu'étant donné les dif 'rentes longueurs de pistes aux divers aéroports, la largeur de la course doit, dans chaque cas, être réglée sur la même valeur en mètres (soit 213 mètres) de telle sorte que pour cette valeur d'erreur maximale, la déviation de l'instrument aéroporté indiquant la différence de profondeur de modulation, est à un maximum (5 points = 205) pour chaque configuration d'aéroport. Ce réglage a été jusqu'ici réalisé de la manière suivante : pendant que l'on maintient constante la composante de puissance des antennes latérales, la composante de puissance de l'antenne centrale varie au moyen d'atténuateurs réglables (commande de puissance) insérés entre l'antenne centrale et la sortie "somme" du circuit en pont. A part le fait que les étages de sortie de l'émetteur doivent etre réalisés pour la puissance maximale requise, en toutes circonstances, et également qu'une portion considérable de l'énergie à fréquence radio est dissipée dans les atténuateurs, on doit également prendre en considération le fait que la fabrication de ces atténuateurs est plutôt onéreuse, et que le réglage du point prend du temps. La présente invention est caractérisée en ce que, dans les postes émetteurs de radionavigation pour atterrissage sans visibilité le rapport de la puissance porteuse à la puissance de bande latérale est réglé électroniquement au moyen de signaux de modulation modifiés, qui sont composés respectivement du premier signal de modulation original (90 Hz) et d'une portion réglable de la différence entre les deux signaux de modulation originaux (90 Hz et 150 Hz) et du second signal de modulation original (150 Hz),égal en amplitude au premier, et de la même portion, mais en opposition de phase, de la différence entre les deux signaux de modulation originaux. Le circuit pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est caractérisé en ce que les deux signaux de modulation originaux sont envoyés sur un amplificateur différentiel, dont le signal de sortie est appliqué directement à une borne d'un potentiomètre, et, par l'intermédiaire d'un premier inverseur, c'est-a- dire en opposition de phase, à l'autre borne du potentiomètre. Le signal variable sur le curseur du potentiomètre est additionné, d'une part, directement au premier signal de modulation original du premier circuit d'addition et, d'autre part, au second signal de modulation original dans un second circuit d'addition, par l'intermédiaire d'un second inverseur, c'est-à-dire en opposition de phase les signaux de sortie des circuits d'addition représentent les signaux de modulation modifiés avec lesquels la porteuse est modulée. L'invention présente l'avantage sur l'art connu que le rapport de la puissance de la porteuse à la puissance de bande latérale peut varier en réglant seulement un potentiomètre et qu'aucune puissance à fréquence radio n'est dissipée. La puissance porteuse à la sortie "somme" du circuit en pont demeure constante, tandis que la puissance de bande latérale à la sortie de "différence" du circuit en pont varie par réglage du curseur du potentiomètre. En conséquence, quand le curseur du potentiomètre est dans la position micourse, la portion de la tension de différence dans les signaux de modulation modifiés est nulle, c'est-à-dire que les signaux de sortie des circuits d'addition sont les signaux de modulation originaux. Quand le curseur est déplacé d'un coté, la part de la tension de différence est en phase avec un signal de modulation original mais en opposition de phase avec l'autre, et quand le curseur est déplacé de l'autre côté, la portion de la tension de différence est en phase avec l'autre signal de modulation original mais en opposition de phase avec le premier. Dans ces systèmes, une porteuse à fréquence radio entre 108 et 112 MHz est modulée en amplitude dans deux étages de sortie d'émetteur séparés, avec deux signaux de modulation de fréquence différente (f = 90 Hz, f2 = 150 Hz). Les signaux de sortie modulés des étages d'émetteur, dont chacun comporte la porteuse et les deux bandes latérales (supérieure et inférieure) du premier et du second signal de modulation, respectivement, sont appliqués aux deux points diamétraux d'un circuit en pont formant la somme et la différence.A partir des autres points diamétraux du pont, le signal de différence, qui est composé seulement des quatre bandes latérales, et le signal "somme", composé du signal porteur (amplitude double) et des quatre bandes latérales, sont prélevés et rayonnés d'une manière connue au moyen d'un système d'antennes spécial afin d'engendrer des diagrammes de rayonnement à profondeur de modulation. Le signal "somme" est habituellement appelé "signal porteur" ou "puissance porteuse", et le signal de différence est appelé "signal de bande latérale" ou "puissance de bande latérale", et ces expressions sont utilisées dans la suite du texte. D'autres caractéristiques ressortiront de la deseription dans laquelle La figure 1 représente, d'une manière synoptique, un exemple de réalisation d'un appareil destiné à moduler une porteuse avec deux signaux de fréquence dans un système pour atterrissage sans visibilité. La figure 2 représente, d'une manière synoptique, un circuit selon l'invention, destiné à engendrer des signaux de modulation modifiés, pour faire varier le rapport de la puissance porteuse a la puissance de bande latérale. Tel que cela est représenté sur la figure 1, un oscillateur G à fréquence radio engendre un signal porteur U0 de fréquence F qui, dans les systèmes d'atterrissage sans visibilité, est compris entre 108 MHz et 112 MHz. Ce signal por teur est appliqué à deux étages de sortie d'émetteur T1 et T2 où s'effectue la modulation d'amplitude. Les deux signaux de modulation appliqués sont u1 qui présente la fréquence f1 égale à 90 Hz, et u2 de fréquence égale à 150 Hz. Les signaux de porteuse modulés U1 et U2 sont présents ensuite aux sorties des étages de sortie d'émetteur T1 et T2, respectivement.Les signaux de porteuse modulés en amplitude peuvent être décrits mathématiquement de la manière suivante U1 = U1 (1 + m1 cos # 1 t) cos n t -U2 = U2 (1 + m2 cos # 2 t) cos (n t Les signaux de modulation peuvent être représentés par u1 = U1 m1 cos u2 = u2 cos En supposant, comme cela est habituel dans un système d'atterrissage sans visibilité, que les amplitudes U1 et U2 des signaux porteurs modulés, et les profondeurs de modulation m1 et m2 (en pourcentage) sont égales, et que l'angle de phase # entre les porteuses est nul; on a U1 = U2 = U, m1 = m2 = m, et # = 0. Les valeurs suivantes sont obtenues aux deux sorties du circuit en pont M pour le signal de "différence" et le signal "somme" des signaux de porteuse modulés, respectivement. U1 - U2 = U [m (cos cu t - cos # 2 til cos n t, and U1 + U2 = U C2 + m (cos ë t + cost 2 t)] cos#t Ces équations montrent que les puissances de bande latérale contenues dans les signaux de somme et de différence sont égales. Selon l'invention, le rapport de puissance du signal somme au signal de dif régence est rendu variable à l'aide des signaux de modulation modifiés u' et qui sont engendrés à partir des signaux de modulation originaux u1 et u2, au moyen du circuit représenté sur la figure 2 à l'aide duquel la porteuse est ensuite modulée en amplitude dans les étages de sortie de l'émetteur, conte cela a été décrit précédes ent en référence avec la figure 1. En se référant maintenant à la figure 2, les signaux de modulation originaux ul et u2 sont envoyés à un amplificateur différentiel DA, à la sortie duquel la différence entre les signaux d'entrée, c'est-à-dire ul - u2 est disponible. Ce signal de différence est appliqué directement à une borne a d'un potentio mètre P. L'autre borne b du potentiometre est alimentée en opposition de phase par l'intermédiaire d'un inverseur I1. L'opposition de phase du signal de différence est établie au moyen de ce premier inverseur It (dispositif à 1800). Une portion k (u - u2) du signal de différence peut etre prise sur le curseur c du potentiomètre P,correspondant à l'addition des signaux aux bornes a et b en ce point du curseur. Quand le curseur c du potentiomètre P est dans la position mi-course K = 0. Si le curseur c est déplacé en direction de la borne a, la tension de sortie sur le curseur augmente, le facteur k étant de signe positif. Si le curseur est déplacé du milieu vers la borne b, la tension sur le curseur augmente également, mais k est maintenant de signe négatif. Le premier signal de modulation original u1 et le signal k (u - u2) préle 1 -2 vé sur le curseur c, sont ajoutés dans un premier circuit d'addition A1. Le second signal de modulation original u2, et le signal -k (u1 - u2) sont mis eu opposition de phase à l'aide d'un second inverseur I2 (dispositif à 1800), et sont également délivrés à partir du curseur c. La sortie de 12 est ensuite ajoutée dans un second circuit d'addition A2. Les signaux de modulation modifiés u'1 et u'2 sont prélevés sur les sorties S1 et S2 des circuits d'addition A1 et A2, respectivement, et envoyés sur les étages de sortie de l'émetteur T1 et T2, comme des signaux de modulation, comme cela est indiqué sur les figures. Les signaux de modulation modifiés u'1, et u'2 peuvent etre écrits de la manière suivante U1 = u1 + k (u1 - U2) = = U2 - k (u1 - u2). Si les étages de sortie de l'émetteur T1 et T2 sont modulés en amplitude avec ces signaux de modulation modifiés u'1 et u'2, respectivement, les valeurs suivantes sont obtenues aux sorties du circuit en pont BN pour le signal de différence et pour le signal de somme des signaux de porteuse modulés, respectivement. U -U = U [m(1+2k) (cos # It - cos # 2 t)]cos # t -1 - U2 = U [m(1+2k) cos U1 + = U [2 + m (cos " # 1t t It + cos 2t)] cos n t. 1 A partir de ces équations, il s'ensuit qu'en faisant varier le facteur k, c'est-à-dire en règlant la position du curseur c sur le potentiomètre P, on fait varier seulement le signal de différence, c'est-à-dire la puissance de bande latérale. Le signal de somme, et, en conséquence, la puissance porteuse restent constants parce que le facteur k n'apparaît pas dans l'équation du signal de somme. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec un exemple particulier de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENICATI0NS 1. Procédé pour faire varier le rapport de la puissance porteuse à la puissance 1e bande latérale dans un poste émetteur de radionavigation pour atterrissage sans visibilité, destiné à engendrer une profondeur de diagramme de modulation, le poste émetteur alimentant un système de rayonnement d'antennes à partir de deux points opposés d'un pont de modulation, l'autre paire de points opposés du pont étant excitée à partir de deux sorties modulées séparément de l'émetteur à fréquence radios caractérisé en ce qu'il comporte les opérations suivantes - on fait la différence entre les premier et second signaux de modulation ayant des première et seconde fréquences correspondantes, afin d'engendrer un signal de différence de modulation - on dérive un signal de différence à rapport réglable, comprenant une addition de proportions variables des premier et second signaux de différence de modulation et de son inverse - on ajoute le signal de différence à rapport réglable au premier signal de différence afin d'engendrer un premier signal de modulation modifié - on ajoute l'inverse du signal de différence à rapport réglable au second signal de modulation, afin d'engendrer un second signal de modulation modifié - on engendre les premier et second signaux de modulation modifiés afin de moduler certaines des sorties à fréquence radio de l'émetteur, la commande du signal de différence à rapport réglable engendrant, par suite, le contrôle du rapport de la puissance porteuse à la puissance de bande latérale. 2. Poste terrestre de radionavigation pour atterrissage sans visibilité, destiné a émettre des faisceaux d'énergie à fréquence radio modulés par des premier et second signaux à fréquence de modulation, dans lequel l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé, selon la revendication 1, et pour commander le rapport de la puissance porteuse à la puissance de bande latérale, est caractérisé en ce qu'il comporte - des moyens répondant aux premier et second signaux de modulation pour engendrer un signal représentant leur différence comme premier signal de différence - un élément d'impédance ayant une prise mobile réglable sur au moins une portion - des moyens pour appliquer le signal de différence à une extrémité de l'élément d'impédance, et l'inverse du signal de différence a son autre extrémité, à la suite de quoi un second signal de différence est disponible sur la prise comme produit du premier signal de différence et d'un rapport de graduation, qui est fonction de la position de la prise - des moyens pour ajouter le second signal de différence au premier signal de modulation, et l'inverse du second signal de différence au second signal de modulation, pour engendrer les premier et second signaux de modulation modifiés - un générateur à fréquence radio ayant des premier et second canaux de sortie à fréquence radio, adaptés chacun pour être modulés séparément - des moyens pour appliquer les premier et second signaux de modulation modifiés aux premier et second anaux de sortie à fréquence radio, respectivement, comme modulation. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour engendrer un signal représentant la différence entre les premier et second signaux de modulation sont constitués par un amplificateur différentiel, et en ce que les moyens pour ajouter le second signal de différence au second signal de modulation comportent un inverseur. 4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un pont à fréquence radio dont une paire de points opposés est excitée à partir des premier et second canaux de sortie à fréquence radio, et dont l'autre paire de points engendre, de manière séparée, la somme et la différence des signaux de sortie modulés à fréquence radio du générateur à fréquence radio. 5. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément a'impédance est constitué par un potentiomètre dont l'impédance présente pratiquement seulement une composante résistive.