Brevet FR2459485A1 — publié le 19810109

La présente invention se rapporte à un système d'atterrissage à micro- ondes à faisceaux battants à code temporel se composant d'un dispositif d'émission et d'un dispositif de contrôle. Ce système d'atterrissage à micro-ondes est connu sous son abréviation américaine "TRSB MLS" (Time Reference Scanning Beam Microwave Landing System). Il a été décrit dans la publication "MLS, Time Reference Scanning Beam Microwave Landing Systems" publiée par la division Communications de la Société The Bendix Corporation (Baltimore, Etats-Unis d'Amérique, mai 1977). Dans le système "TRSB MLS", le secteur de l'espace à surveiller est balayé par deux faisceaux étroits faisant des mouvements de va-et-vient, l'un se déplaçant dans un plan azimutal et l'autre en site dans un plan vertical, ce secteur de l'espace étant appelé zone de couverture du faisceau. Afin de ne pas transmettre de faux signaux de guidage, les signaux micro-ondes rayonnés doivent être contrô6lés. Dans les systèmes connus, cela se fait en utilisant deux contrôleurs de champ associés, respectivement, à la station "azimut" et à la station "site"et contenant chacun un récepteur. Les contrôleurs de champ sont reliés par cible aux stations associées. L'objet de l'invention est de concevoir le dispositif de contrôle, de façon que les signaux micro-ondes émis soient contrôlés dans toute la zone de couverture du faisceau. Ceci est obtenu par le fait que le dispositif de contrôle comprend plusieurs radiophares répondeurs qui sont placés dans la zone de couverture du faisceau en différentes directions vues du dispositif d'émission et qui, excités par le faisceau micro-onde émis par le dispositif d'émission, renvoient des signaux de réponse à la station réceptrice centrale du dispositif de contrôle et par le fait que le dispositif de contrôle comprend une partie d'évaluation qui vérifie si les signaux provenant des radiophares arrivent dans la séquence chrono- logique prédéterminée. La dépense en équipement,pour réaliser le contrôle des signaux transmis dans toute la région de couverture du faisceau, se réduit à peu de chose; seul un dispositif de réception et d'éva- luation est nécessaire. Dans un mode de réalisation préféré (les signaux de réponse sont modulés à des fréquences différentes ou avec des codes différents), il est possible de localiser la zone dans laquelle le balayage diffère de la sdquence temporelle prescrite. Les signaux transmis sont directement contr8lés à travers toute la zone de couverture du faisceau. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des figures qui suivent o: - la figure 1 indique la disposition physique des dispositifs d'émission et de contr8le sur une piste d'atterrissage; - la figure 2 représente le schéma d'un des. radiophares répondeurs du dispositif de contrôle; - la figure 3 est un graphe permettant d'expliquer les intervalles de temps qui doivent être contrôlés; et - la figure 4 représente le schéma de la partie réception et évaluation du dispositif de contr8le. La figure 1 représente la partie azimut du dispositif de contrôle qui seraprise come exemple. Le dispositif d'émission 1 du système "TRSB MIS" se trouve dans le prolongement de la piste d'envol 7. Il émet un faisceau étroit 6 à partir d'une antenne 5 dans la direction de l'avion qui atterrit. Ce faisceau explore, dans un mouvement de va- et-vient, un secteur dont les limites sont représentées en pointillés. A partir de la différence de temps entre deux passages du faisceau, l'avion détermine sa position angulaire par rapport au dispo- sitif d'émission. Le nouveau dispositif de contrôle vérifie si le faisceau balaie le secteur dans un intervalle de temps déterminé. A cette fin, plusieurs radiophares répondeurs 4/n sont régu- librement espacés sur un arc de cercle se trouvant environ à cinquante mètres de l'antenne 5 du dispositif d'9mispion 1. Leur principe de fonctionnement sera expliqué plus loin à l'aide de la figure 2. Dans l'exemple de la figure 1, il y a neuf radiophares 4/1, 4/2,..., 4/9. On utilise généralement seize radiophares pour une zone de couverture de plus ou moins quarante degrés. Quand le faisceau atteint un radiophare 4, ce dernier retransmet une partie de l'énergie reçue, mais sous une forme modifiée (c'est-à-dire modulée), vers l'antenne 5 de l'émetteur 1. Au moment o le signal réfléchi arrive, l'antenne 5 est encore approximativement pointée sur le radiophare en question, puisque le temps de balayage est long par rapport au temps de propagation du signal. Il ne sera donc pas nécessaire de rajouter une antenne pour recevoir les signaux réémis par les radiophares. L'antenne 5 est reliée, via un circulateur 3, au dispositif d'émission 1 du système "TRSB MLS", ainsi qu'à la partie réception et évaluation 2 du dispositif de contr8le. Les signaux provenant des radiophares ont une amplitude beaucoup plus petite que les signaux émis. Ils n'ont aucun effet de perturbation sur l'émetteur 1. La partie réception et évaluation 2 sera expliquée à l'aide de la figure 4. Chacun des radiophares 4/n de la figure 2 comprend une antenne directionnelle 24 pointée vers l'antenne 5 du dispositif d'émission, un circulateur 23, un modulateur 22 et un oscillateur 21 qui fournit la fréquence fn de modulation. Le signal reçu, de fréquence f0, est modulé en phase ou en fréquence dans le modulateur 22 à la fréquence fn, différente pour chacun des radiophares. Le signal modulé,ayant la fréquence f0 + fn, est émis par l'antenne 24. Les fréquences de modulation peuvent être par exemple: fl= 3 000 Hz f2 = 3 900 Hz f3 = 5 070 Hz f9 = 24 200 Hz. Au lieu d'être modulés à différentes fréquences, les signaux rgémis par les radiophares peuvent également être codés suivant des codes différents d'un radiophare à l'autre. Is figure 3 montre les différences de temps qui sont contrôlées pour déterminer si les signaux, issus des radiophares, sont bien reçus dans la séquence chronologique prescrite, c'est-à-dire si le faisceau étroit a bien le mouvement prescrit. Si,dans la figure 1,le faisceau balaie d'abord le secteur de gauche à droite, puis de droite à gauche, il passera d'abord par le radiophare 4/1, puis les autres de 4/2 à 4/9. Au retour, il passera d'abord par le radiophare 4/9, puis par les autres de 4/8 à 4/1. La courbe, donnant l'amplitude du signal issu d'un radiophare en fonction du temps,a la forme d'une impulsion. Les allures représentées sur la figure 3 sont des représentations n'ayant que des valeurs qualitatives. Le balayage commence à la limite gauche du secteur, au temps t = 0, et le faisceau est pointé sur le radiophare 4/1 au bout d'un certain temps centré sur l'instant t1H. tlH est calculé à l'aide de l'équation: tlHV IR (1)tR tm =() 1H 2 o tlHV est l'instant o l'amplitude du signal de réponse issu du radiophare 4/1 excède un certain seuil S, et o tlHR est l'instant o l'amplitude du signal de réponse issu du radiophare 4/1 retombe au- dessous de ce seuil S. Au retour, le faisceau repasse par le radio- phare 4/1 à l'instant: tIR tlRV + 1lRR tlR (2). L'instant tiR est déterminé de la méme façon que l'instant tlH. Des considérations analogues s'appliquent aux autres radio- phares. Pour vérifier le balayage, on détermine si les différences temporelles: At = t - t (3) n nR. URi( (o n numéro d'ordre du radiophare) ont bien les valeurs attendues. La différence temporelle pour le premier radiophare At est la plus grande. La plus faible différence temporelle est celle correspondant au dernier radiophare 4/9. La réception et l'évaluation des signaux de réponse émis, issus des radiophares, vont être maintenant expliquées de façon plus détaillée à l'aide de la figure 4. Les signaux sont reçus par l'antenne 5 et envoyés, par l'in- termédiaire du circulateur 3, vers le mélangeur 31. Pour le changement de fréquence, une partie de l'énergie émise, de fréquence f0, est extraite au moyen d'un coupleur directionnel 10 et envoyée sur le mélangeur 31. Ce dernier fournit alors,en sortie,des signaux de fréquences fl, f2,..., f9, selon qu'ils proviennent de tel ou tel radiophare. Les signaux de sortie du mélangeur sont envoyés,après avoir été amplifiés par un amplificateur 37,vers des filtres passe- bande 32, 33, 34 qui transmettent des signaux de fréquences fl, f2,..., f9, respectivement, suivant le radiophare considéré. Les signaux de sortie des filtres passe-bande sont redressés dans des redresseurs 35, 36, 73. Chacun de ces signaux redressés vient alimenter un circuit à seuil 42, 43, 44 qui délivre une impulsion de déclenche- ment lorsque l'amplitude dépasse une valeur de seuil S (figure 3). Donc, aux instants trV' tnHR' tnRV et tnRR n circuits à seuil fournissent des impulsions de déclenchement qui sont envoyées vers n dispositifs de comptage 38, 39, 40, chacun d'eux comprenant plusieurs compteurs. Dans le premier dispositif de comptage 38, l'impulsion de déclenchement fournie à l'instant tliv remet trois compteurs à zéro, et l'impulsion de déclenchement fournie à tIRR arrête le premier de ces trois compteurs. Des remarques analogues peuvent être appliquées aux deux autres compteurs et aux impulsions de déclenchement fournies aux instants t1RV et t RR. Pour arrêter le compteur désiré par une impulsion de déclenchement donnée, on fait précéder les trois compteurs d'un circuit logique ou de compteurs additionnels. Tous les contenus des compteurs sont transmis au microcalculateur 41. Puisque tous les contenus des compteurs sont proportionnels à une période de temps donnée, au lieu de comparer les différences temporelles Etn aux différences temporelles nominales, il suffit de comparer les différences de contenu des compteurs aux valeurs nomi- nales. Pour cela, le microcalculateur 41 calcule, par des équations analogues aux équations (1), (2), (3), les différences de compte qu'il compare aux valeurs nominales. Si la valeur nominale et la valeur réelle ne concordent pas, le microcalculateur délivre un signal qui indique que le balayage ne se fait pas suivant la séquence prescrite. Ce signal peut être utilisé pour arrêter le système ou le commuter sur un système de réserve. Le fonctionnement des différentes unités et leur interaction sont généralement connus et ne seront donc pas expliqués ici. Pour contrôler les signaux émis de la station "site", les radiophares sont disposés sur un mât, les uns au-dessus des autres, la hauteur du radiophare le plus haut étant déterminée par l'importance de l'angle de balayage en site désiré et par la distance au dispositif d'émission de la station "site". Bien entendu, l'exemple de réalisation décrit n'est nullement limitatif de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système d'atterrissage à micro-ondes à faisceaux battants comprenant un dispositif d'émission et un dispositif de contr6le, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle (2, 4) comprend plusieurs radiophares répondeurs (4) qui sont placés dans la zone de couverture du faisceau, en différentes directions vues du dispositif d'émission (1) et qui, excités par le faisceau micro-onde émis par le dispositif d'émission (1), renvoient des signaux de réponse à la station réceptrice centrale (2) du dispositif de contr6le, et en ce que le dispositif de contr6le comprend une partie d'évaluation (2) qui vérifie si les signaux provenant des radiophares arrivent dans la séquence chronologique prédéterminée. 2. Système d'atterrissage à micro-ondes suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que la section réceptrice centrale (2) est située au même endroit que le dispositif d'émission (1), ou du moins dans un voisinage immédiat de ce dispositif. 3. Système d'atterrissage à micro-ondes suivant la reven- dication 2, caractérisé en ce qu'une antenne commune (5) est fournie pour la section réceptrice (2) et le dispositif d'émission (1). 4. Système d'atterrissage à micro-ondes suivant l'une quel- conque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les signaux de réponse émis par les radiophares (4) sont les signaux micro-ondes émis par le dispositif d'émission (1) et reçus par les radiophares (4), lesquels signaux micro-ondes sont modulés avant d'être retransmis vers la section réceptrice (2). 5. Système d'atterrissage à micro-ondes suivant la revendi- cation 4, caractérisé en ce que les fréquences de modulation (fn) sont différentes pour chacun des radiophares. 6. Système d'atterrissage à micro-ondes suivant l'une quel- conque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les signaux de réponse transmis par les radiophares (4) sont les signaux micro-ondes émis par le dispositif d'émission (1) et reçus par les radiophares qui les codent suivant un code donné, différent pour chaque radiophare, avant de les retransmettre vers la station réceptrice (2). 7. Système d'atterrissage à micro-ondes suivant l'une quel- conque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les radio- phares (4) sont situés à des distances approximativement égales du dispositif d'émission.