Brevet FR2261628A1 — publié le 19750912

L'invention a pour objet un dispositif d'antenne. Les antennes utilisées pour émettre et/ou capter un rayonnement sont le plus souvent fixes sur l'ensemble qui les porte, que ce soit un appareillage au sol QU un véhicule, comme un véhicule aérien ou autre. On a cependant proposé des dispositifs rayonnant une énergie et qui tournent autour d'un axe, notamment dans le but d'une détermination angulaire, l'énergie rayonnée ou captée variant en fonction du mouvement du dispositif. On a également proposé d'utiliser des dispositifs d'antenne qui comprennent une source rayonnante mobile rectilignement et, à proximité, une source rayonnante fixe et cela dans un but de dé t ermination angulaire. D'une manière générale, la mobilité est obtenue soit de manière mécanique, par déplacement d'une source de rayonnement, soit par commutation électrique, une multiplicité de sources de rayonnement étant rendues successivement opératoires. L'invention part de la constatation que la plupart des pro blèmes de localisation impliquent la détermination de deux valeurs angulaires et elle propose, pour la solution de ce problème géné- ral, un dispositif d'antenne qui, par ses caractéristiques mmes, facilite d'une manière considérable sa solution. le dispositif d'antenne selon l'invention est caractérisé en ce qu' il comprend une source de rayonnement ou de captation d'énergie rayonnante animée d'un mouvement périodique suivant une courbe plane fermée, le plus simplement d'un mouvement circulaire uniforme, combinée-avec un autre organe rayonnant ou de captation d'énergie rayonnante. ELle prévoit une réalisation suivant laquelle la seconde source est fixe et placée au centre de la circonférence décrite par l'organe mobile. L'invention prévoit un dispositif de rayonnement d'énergie en vue de la localisation d'objets mobiles comme des avions, comprenant un tel dispositif d'antenne et est alors caractdrisée par ce fait que les énergies rayonnées, d'une part, par la source mobile et, d'autre part, par la source fixe, résultent d'une alimentation électrique suivant des lois analogues, permettant ainsi à la source fixe de jouer un role de référence pour un récepteur captant l'énergie rayonnante émise par l'une et l'autre des sources. L'invention vise aussi une installation comprenant plusieurs dispositifs combinés d'antiennes et alors caractérisée par ce fait que les plans des trajectoires des sources mobiles sont d'orienta t ions différentes. Par exemple, pour un dispositif, le plan de la trajectoire d'une première source mobile est horizontal ; le plan de la trajectoire d'une seconde source mobile est orienté à 450 par rapport à l'horizontale et éventuellement le plan de la trajectoire d'une autre source mobile est vertical. Une source, fixe ou mobile, peut être ponctuelle ou quasiponctuelle. Ou bien elle peut être matérialisée par un conducteur plus ou moins rectiligne. Dans le cas d'un conducteur rectiligne, la source mobile décrit alors une surface de révolution, notamment un cylindre et ce sont alors les. orientations des axes des cylindres qui satisfont les conditions exposées ci-dessus. L'invention vise aussi un dispositif d'antenne plus complexe, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs sources mobiles suivant des trajectoires parallèles, avantageusement suivant des cercles concentriques (ou des cylindres concentriques), de préférence alignées sur un meAme rayon. On dispose ainsi d'un ensemble rayonnant dont les rayonnements émanant de diverses sources transportent les mêmes caractéristiques résultant du mouvement circulaire et l'invention vise alors un procédé de transmission sélective d'informations émises par lesdites sources, caractérisé en ce que les énergies rayonnantes émises par les sources sont de même nature mais distinctes par leur fréquence. L'invention concerne également des dispositions mécaniques propres à faciliter la construction desdites.antennes pour qu'elles respectent des conditions qu impose une bonne transmission d'énergie. Elle est relative notamment à un dispositif à antenne rectiligne se déplaçant suivant la surface d'un cylindre et qui ait un effet directif, soit à l'émission ou à la réception et elle est alors caractérisée par ce fait que des moyens sont prévus pour que le corps d'antenne reste constamment parallèle à lui-meme au cours du mouvement d'ensemble de rotation. L'invention est également relative à une installation d'aéroport comprenant un ou plusieurs tels dispositifs d'antenne. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est une vue très schématique d'une partie d'aérodrome en vue perspective - la figure 2 est une vue perspective schématique d'un dispositif d'antenne - la figure 3 est une vue en plan dtune piste équipée d'un dispositif d'antenne - la figure 4 est une vue verticale correspondante - la figure 5 est une vue schématique d'une installation comprenant deux dispositifs d'antenne avec leur alimentation - la figure 6 est une vue schématique d'un dispositif d'antenne pour une variante - la figure 7 est une vue analogue à la figure 6 mais pour une autre variante - la figure 8 est une vue analogue aux deux précédentes mais pour une autre variante - la figure 9 est une vue schématique d'un mécanisme d'entraînement d'une antenne d'un dispositif d'antenne. Un aéroport comprend deux pistes d'atterrissage Il et 12 (figure 1). A l'intersection 13 des axes 14 et 15 des deux pistes est placé un premier dispositif d'antenne 16. Le dispositif 16 comprend au centre 3 une antenne 17 fixe verticale (figure 2) et une antenne 18 animée d'un mouvement circulaire uniforme schéma- tisé par la circonférence 19 de centre 13. La source de rayonnement peut être constituée par un dipôle vertical dont le diagramme de rayonnement est omnidirectionnel dans le plan horizontal. Au lieu d'être eonstitué par un dipôle quart-d'onde, l'aérien peut être constitué par un empilement vertical de trois ou quatre dipôles demi-onde verticaux excités en phase, ce qui assure une certaine directivité dans le plan vertical. L'antenne 18 peut être linéaire ou plus ou moins punctiforme, comme schématisé en 21 et de même l'antenne 17 peut être linéaire ou plus ou moins punctiforme, comme schématisé en 22. Dans le cas d'une source rayonnante 21 punctiforme, on dispose une multiplicité de sources 21 suivant le cercle 19 et une commutation électronique les rend successivement opératoires. Un tel dispositif d'antenne peut alors être réalisé au ras du sol et ainsi ne pas constituer d'obstacle pour le roulement des avions. Aussi bien la source rayonnante fixe que la source rayonnante mobile peuvent être quasi-omnidirectionnelles. Ellés peuvent aussi émettre avec une certaine directivité, par exemple dans le cas de la configuration montrée sur la figure I dans un angle schématisé par les droites 23 et 24. Dans les diverses réalisations, le mouvement bi-dimensionnel de la source rayonnante dans son plan fait varier d'une manière périodique pour un objet extérieur deux valeurs angulaires de localisation, comme l'angle d'azimut et l'angle de site dans un système de coordonnées dont le centre est le centre de rotation de l'antenne. L'effet Doppler pour un récepteur du rayonnement émis par le dispositif d'antenne, par exemple un récepteur d'avion, résultant de la rotation de la source d'énergie rayonnante peut alors fournir des informations relatives à ces deux valeurs angulaires Vers l'extrémité 25 de la piste Il est prévu un autre dispositif d'antenne 26 analogue au dispositif 16, mais le plan de la circonférence 191 est vertical au lieu d'être horizontal. Un dispo sitif'd'antenne 27, dont la circonférence 192 est également dans un plan vertical, est prévu vers l'extrémité 28 de l'autre piste 12. Pour un avion recevant le rayonnement émis par le dispositif d'antenne 16, le mouvement de la source 21 le long de la circonférence 19 se traduit par une variation en azimut et en site des relations spatiales. Pour l'antenne 16 à circonférence 19 dans un plan horizontal, ce sont les variations en azimut qui sont surtout sensibles. Pour les antennes 26 et 27, ce sont les variations en angle de site qui sont particulièrement sensibles. Dans l'installation montrée schématiquement sur les figures 3 et 4, l'aérodrome est équipé d'un seul dispositif d'antenne 31 dont le plan de la circonférence 19 est incliné à 450 par rapport au plan vertical longitudinal moyen de la piste . Au cours de la rotation de l'antenne, les relations d'azimut et de site avec l'avion varient suivant des ordres de grandeurs analogues. Une forme de réalisation d'un équipement d'aérodrome comprend un premier dispositif d'antennes 16' (figure 5) comprenant une antenne fixe centrale 17' et une antenne 18' se déplaçant suivant une surface cylindrique dont 1' axe est confondu avec celui de l'antenne t7' et un second dispositif d'antennes analogue 16", les deux dispositifs étant par exemple affectés à deux pistes d'atterrisage respectivement. Les antennes 17 et 18 sont reliées par un bras tournant 32.Chaque bras 32 est relié à l'arbre 33 d'un moteur électrique 34 qui entrain d'autre part par un arbre 35 un générateur 36 d'oscillations périodiques lesquelles sont apDliquées par un conducteur 37 à un comparateur de phases 38, ledit comparateur reçoit par son autre entrée 39 une fréquence fournie par un générateur d'oscillations périodiques 41 dont les sorties 42 et 42' se divisent suivant les voies 39 et 39' et les voies 43', 43" lesquelles se terminent par des frotteurs 44', 44". Par cette disposition, les bras 32' et 32" et en conséquence les antennes mobiles 18' et 18" peuvent tourner suivant des mouvements rigoureusement synchrones, c'est-à-dire qu'ils restent constamment parallèles entre eux, et ils tournent à une vitesse angulaire uniforme dont la valeur est égale à la pulsation de la fréquence des oscillations fournies par le générateur 41. Les oscillations appliquées par les frotteurs 44r et 44" sont introduites dans un modulateur, respectivement 45' et 45" tournant avec les bras 32' et 32" respectivement où ils modulent en amplitude une fréquence porteuse fournie par un générateur hyperfréquence, respectivement 46' et 46". Des moyens sont prévus pour que les ondes porteuses, qui peuvent avoir des hyperfréquences de valeur différente, aient la meme phase. Pour un récepteur recevant les signaux émis par un dispositif d'antennes entraîné et alimenté comme indiqué, la modulation de phase des signaux reçus résulte uniquement des effets Doppler dus, d'une part, au mouvement de l'antenne mobile et, d'autre part, au déplacement du récepteur. Une seconde sortie 47 du générateur 41 est appliquée à l'entrée de modulation d'un modulateur 48 et module une onde porteuse fournie par un générateur hyperfréquence 49. L'hyperfréquence modulée est rayonnée par une antenne 50 ou antenne de référence. L'énergie rayonnée par l'antenne 50 a ainsi une modulation dont la relation de phase avec les signaux émis par les dispositifs 16' et 16" ne peut être altérée que par les effets Doppler. Dans la forme de réalisation montrée sur la figure 6, le dispositif d'antenne comprend un bras 51 tournant autour de son centre 52 dans un plan 53. Le bras porte en son centre 52 une première antenne 54, non tournante, et aux extrémitE5 55 et 56, équidistantes du centre 52, des antennes, respectivement 57 et 58. Les modulations de phase introduites par les mouvements du bras tournant 51 sont ainsi inverses pour les antennes 57 et 58. Les fréquences porteuses émises par les antennes 57 et 58 sont différentes entre elles mais relativement voisines et voisines également de la fréquence porteuse émise par l'antenne 54, pour permettre une réception facile en distinguant cependant les signaux correspondant aux diverses antennes. Dans la réalisation montrée sur la figure 7, le dispositif d'antenne comprend seulement deux antennes 57 et 58 montées aux extrémités du bras 51. Il est dépourvu d'antenne centrale. Dans la réalisation montrée sur la figure 8, le dispositif d'antenne comprend un bras 61 monté à rotation autour d'un de ses points 62, qui distingue deux bras 63 et 64 de longueurs inégales, aux extrémités 65 et 66 desquels sont montées des antennes respectivement 7 et 68, dont l'une décrit une circonférence 69 de plus grand diamètre que la circonférence 70 décrite par l'autre. On se réfère maintenant à la figure 9. Dans cette forme de réalisation, l'antenne mobile 81 est constituée par une source émettant un rayonnement polarisé horizontalement tout en ayant un diagramme de rayonnement omnidirectionnel dans le plan horizontal. L'antenne, de forme plate, est portée par une poulie 82 montée à rotation autour de son centre 83 sur un bras 84 tournant d'un mouvement uniforme autour de l'axe 85. Coaxiale audit axe est une poulie fixe 86 sur laquelle passe une courroie 87 passant d'autre part sur la poulie 82 montée à rotation libre de son axe 83. Par cette disposition, l'antenne 81 se déplace parallèlement à ellemême suivant un mouvement de translation circulaire schématisé par la circonférence 88 que parcourt sa ligne médiane. On évite ainsi une variation importante de la phase du rayonnement émis par 1 'antenne comme ce serait le cas pour une antenne solidaire du bras tournant qui la porte. Une telle disposition peut etre avantageuse dans le cas d'une source à émission directive : bien que son centre de phase décrive une courbe fermée, l'antenne éclaire la meme partie de l'espace. Elle s'applique aussi bien pour un dispositif d'antenne à rotation dans un plan horizontal que dans un plan vertical ou oblique. Les divers dispositifs d'antennes décrits peuvent être utilisés à l'émission ou à la réception ou bien successivement à l'émission et à la réception. Ils peuvent faire partie d'un appareillage fixe comme ltéqui- pement d'un aéroport décrit ou bien d'un appareillage mobile. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'antenne à source rayonnante mobile, caractérisé en ce qu'il comprend une première source mobile suivant un circuit fermé associée à une deuxième source. 2. Dispositif d'antenne selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première source se déplace suivant une circonférence. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde source est fixe et placée au centre de. la circonférence. 4. Dispositif d'antenne selon la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde source se déplace suivant un cercle concentrique au premier. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux sources sont aux extrémités d'un bras monté à rotation autour d'un axe passant par son centre. 6. Dispositif d'antenne selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend deux sources placées aux extrémités -d'un bras monté à rotation autour d'un axe passant par son centre ainsi qu'unie troisième source placée au centre. 7. Dispositif d'antenne selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend deux sources se déplaçant suivant des mouvements circulaires uniformes à des distances différentes du centre de rotation. 8. Installation d'aérodrome caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un dispositif d'antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le plan de la trajectoire de la source à mouvement circulaire uniforme est horizontal. 10. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le plan de la source à trajectoire circulaire est vertical. 11. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le plan de la trajectoire circulaire de la source est à 450 12. Installation selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisée en ce que les alimentations d'une multiplicité de dispositifs d'antennes sont assurées à partir d'un même générateur hyperfréquence et d'un meme générateur de modulations. 13. Installation pour l'alimentation d'un dispositif d'antenne selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisée en ce que les antennes du dispositif sont alimentées à partir d'un même générateur.