Brevet FR2404318A1 — publié le 19790420

La présente invention concerne les liaisons radio UIT et VIT, notamment pour les aéronefs On sait que les antennes utilisées pour de telles liaisons ont pour r81e de convertir leénergie électrique issue d'un émetteur, en un champ électro-magnétique de puissance théoriquement identique. Cela nt pas le cas dans la pratique puisaue de nombreux paramètres entrent en jeu pour perturber le bon fonctionnement de l'antenne, entre autres - le câble coaxial qui raccorde l'émetteur à l'antenne apporte couramment des pertes de l'ordre de 3 à 7 décibels ce qui a pour effet de diminuer la puissance de rayonnement de moitié ou des troisquarts. - l'antenne elle-même présente des taux d'ondes stationnaires de 2 à 3 et parfois plus. - les phases positives et négatives font que le champ varie autour de la moyenne dans un rapport qui peut atteindre également 2 à 3. - la puissance de rayonnement de l'antenne varie considérablement avec les fréquences qui lui sont soumises notamment lorsqu'il s'agit de fréquences comprises entre 40 ou 50 MgC et 400 MgC même dans le cas des antennes dites à larges bandes, De ce fait, dans une installation conventionnelle, le rendement global puissance émetteur/puissance rayonnée est trop faible, De plus, dans le cas particulier des émetteurs-récepteurs des aéronefs et surtout de ceux deys avions d'armes, ceux-ci se trouvent dans la majeure partie des cas situés à des emplacements mal ventilés et à proximité de machines tournantes ou de servitudes produisant une élévation de température qui s'ajoute à l'énergie calorifique produite par les circuits de sortie de puissance de l'émetteur (tubes ou transistors).Il est fréquent que ces températures atteignent les limites de destruction des composants de l'ensemble émetteurrécepteur (dans certains cas plus de 100 C), ce qui réduit considérablement leur durée de vie Ainsi,s'il est possible de miniaturiser l'ensemble émetteur-récepteur, les parties boite de commande, synthétiseur, moyenne fréquence et ampli driver, pouvant être fabriqués suivant la technique des circuits hybrides, l'amplificateur de puissance doit conserver dans ce cas des dimensions très importantes et disproportionnées par rapport à la partie de 1' émetteur-récepteur miniaturisé, en raison de la dissipation calorifique qu1il faut réaliser par des masses servant de radiateurs. L'invention vise notamment à pallier les inconvénients précédents des installations connues. Elle concerne à cet effet un ensemble de communication à dispositif émetteur-récepteur, notamment pour aéronefs, caractérisé en ce qu'il comprend une antenne principale, active, à larges bandes, reliée à l'émetteur-récepteur par un amplificateur de puissance, émetteur, et une antenne asservie, mesurant le champ rayonné par l'antenne active et régulant en fonction des valeurs mesurées dudit champ, l'énergie électrique fournie par l'amplificateur à l'antenne active, aux fins de maintenir sensiblement constant le champ rayonné par celle-ci. Suivant une caractéristique de l'invention, la régulation de lténergie électrique fournie par l'amplificateur de puissance à l'antenne active est réalisée par un amplificateur d'asservissement interposé entre ces deux éléments et relié à 11 antenne asservie. Suivant une disposition avantageuse de l'invention, l'amplificateur de puissance est situé au niveau de l'antenne active et peut même étre directement incorporé à celle-ci. Cette disposition présente deux avantages : - l'un de supprimer les pertes en ligne dues usuellement au raccordement de l'antenne active à son amplificateur de puissance, par un câble coaxial, de longueur souvent importante, - l'autre de permettre ainsi la miniaturisation de l'amplificateur de puissance, puisque celui-ci placé, avec son antenne, au niveau de la structure extérieure des aéronefs bénéficie d'un refroidissement naturel, rendant inutile la présence de masses d'échange importantes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen du dessin annexé dont la figure unique est un schéma synoptique des éléments de l'antenne suivant l'invention. L'ensemble de communication montré sur ce schéma comprend essentiellement un dispositif émetteur-récepteur 1, une antenne principale, active, à larges bandes, 2 et son amplificateur de puissance KF, émetteur, 3, et une antenne apériodique, asservie 4 reliée à un amplificateur d'asservissement 5. Le dispositif émetteur-récepteur 1 comprend, comme il est usuel, une boute de commande, un aynthétiseur de fréquences, des circuits i*2 et un circuit driver. L'émetteur-récepteur 1 est relié électri quement à un ensemble de commande par relais 6 permettant le passage sélectif en émission ou réception, ensemble relié d'autre part à l'antenne active 2. les amplificateurs de puissance 3 et d'asservissement 5 sont reliés l'un à l'autre à travers un circuit conven tionnel de protection 7o L'antenne asservie 4 couplée à l'antenne active 2, mesure le champ rayonné par ladite antenne active 2, et transmet à l'amplificateur d'asservissement 5 le signal qu'elle reçoit L'amplificateur d'asservissement intègre la valeur reçue et intervient pour réguler l'énergie électrique fournie par l'amplificateur de puissance 3 à l'antenne active 2 de manière à maintenir sensiblement constant le champ rayonné par celle-ciO Au moins l'amplificateur de puissance 3 est situé au niveau des antennes active 2 et asservie 4, ou mieux encore est incorporé à l'antenne active. I1 peut en outre en être de même de l'ensemble de commande par relais 6, des circuits de sécurité 7 et de l'ampli d'asservissement, ce qui supprime les liaisons par cibles 8 à 12 montrées sur le schéma. A titre d'exemple, on peut indiquer que pour couvrir des distances d'environ 100 milles nautiques, l'amplificateur de puissance aura avantageusement une puissance de l'ordre de 20 à 25 watts, ce qui permet (8 à 10 watts étant suffisant pour dc telles communications) de disposer d'une puissance de 10 à 15 watts, pour les mettre a disposition du système d'asservissement et augmenter ou diminuer l'énergie électrique fournie à l'antenne active 2 par l'amplifica- teur de puissance 3, moyen par lequel on rqaintient sensiblement constant le champ rayonné par l'antenne active 2. Le circuit driver du dispositif émetteur-récepteur fournit une puissance de 1,5 à 2 watts porteuse modulée l'amplificateur de puissance 2 reçoit un signal d'environ 1 watt (perte en ligne déduite)et l'amplifie jusqu'à environ 10 watts (40 W PEP). Le fonctionnement de l'ensemble est le suivant 1) En émission, l'utilisateur choisit sa fréquence sur la boite de commande du dispositif émetteur-récepteur 1 et le signal émis par le synthétiseur dudit dispositif 1, est amplifié par le driver avant d'atteindre l'amplificateur de puissance 3, qui l'amplifie linéairement à son tonr. Ce signal est proportionnel à celui émis par le synthétiseur mais sa puissance porteuse est celle fixée par l'asservissement. Cette puissance fournie est filtrée et analysée par un réflectomètre larges bandes à grande fidélité et est injectée directement dans l'antenne principale 2 sans cibles de liaisons L'antenne rayonne donc alors un champ électro-magnétique dans l'espace. l'antenne de contre-mesure d'asservissement 4 délivre un signal continu et BF proportio-nnel au champ. L'analyse de ce signal dans le circuit d'asservissement permet, par contre-réaction, de stabiliser le champ réel, malgré tous les dé- fauts qui peuvent apparaître (TOS d'antenne, phase moins ou phase plus, ampli à courbes de réponses non plates, absorption extérieure de l'antenne 2) En réception, la boite de commande du dispositif émetteur-récep- teur 1 est en position de repos, position dans laquelle elle revient automatiquement dès qu'elle n'est plus sollicitée à l'émission. le circuit alternat est donc ouvert. le signal arrive sur l'antenne, est directement amplifié et filtré par la tête V-UHF avant d'être acheminé (éventuellement en moyenne fréquence) vers le dispositif émetteur-récepteur. le dispositif émetteur-récepteur fonctionne alors comme un récepteur ordinaire avec toutes les options. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés. Elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans quton s'écarte pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS lo Ensemble de communication à dispositif émetteur-récepteur, notan.- ment pour aéronefs, caractérisé en ce qu'il comprend une antenne principale, active, à larges bandes reliée à l'émetteur-récepteur par un amplificateur de puissance, émetteur et une antenne asservie, mesurant le champ rayonné par l'antenne active et régulant en fonction des valeurs mesurées dudit champ, lZénergie électrique fournie par l'amplificateur à l'antenne active aux fins de maintenir sen- siblement constant le champ rayonné par celle-ci. 2. Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, entre 17amplificateur de puissance et l'antenne active, un amplificateur d'asservissement relié à l'antenne asservie et contrBlant l'énergie électrique fournie par l'amplificateur de puissance à l'antenne active, en fonction des valeurs du champ mesurées par l'antenne asservie0 3o Ensemble suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les amplificateurs de puissance et d'asservissement sont reliés l'un à l'autre à travers un circuit de protection0 4.Ensemble suivait une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé par un ensemble de commande par relais émission-réception, contrôlé par le dispositif émetteur-récepteur, et situé entre l'rn- tenne active et le dispositif émetteur-récepteur, d'une part, l'aun- plificateur d'asservissement, d'autre part. 5. Ensemble suivant une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'amplificateur de puissance est situé au niveau de l'antenne active 6. Ensemble suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'arn- plificateur de puissance est incorporé à 1 ' antenne active. 7. Ensemble suivant une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'amplificateur d'asservissements le circuit de protection et l'ensemble de commande par relais, sont situés au niveau de l'antenne active. 8. Ensemble suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'am plificateur d'asservissement, le circuit de protection et 1 @ ensemble de commande par relais sont incorporés à 12 antenne active.