Brevet FR2473224A1 — publié le 19810710

247322e La présente invention se rapporte à un nouveau procédé de poursuite de type dit "par pas" ou "step tracking", par antenne de télécommunications en particulier. - Les antennes de télécommunications par satellite sont mobiles autour de deux axes orthogonaux, un dispositif d'asservis- sement en position assurant en permanence le pointage de l'antenne dans la direction du satellite. Le développement de stations à fai- ble prix et l'utilisation de satellites géostationnaires de plus en plus stables a permis le développement d'asservissements en posi- tion peu sophistiqués dits de poursuite "par pas" ou "step tracking". L'ensemble de poursuite commercialisé jusqu'à ce jour par la demanderesse fonctionne de la manière suivante: - un récepteur de poursuite délivre une tension continue propor- tionnelle à la puissance du signal de balise reçu du satellite; cet- te tension est donc maximale lorsque l'antenne est pointée en direc- tion du satellite, - un ensemble dit d'entraînement et d'asservissement mesure cet- te tension et commande un ensemble de moteurs asynchrones permettant d'amener l'antenne dans la direction du satellite selon le cycle sui- vant: a) mesure de la tension issue du récepteur, b) déplacement de l'antenne sur un axe et dans un sens prédéter- minés pendant un temps calibré, c) nouvelle mesure de la tension issue du récepteur, d) comparaison avec la mesure précédente, e) décision: si la tension a augmenté, déplacement sur le même axe pendant le même temps calibré et dans le même sens, - si la tension a diminué, déplacement sur le même axe pendant ! 47"2ab le même temps calibré, mais en sens contraire. f) nouvelle mesure, nouvelle comparaison, décision de continuation du déplacement dans le même sens tant que la tension continue à aug- menter, gg) lorsque la tension reçue a baissé, décision de changement d'axe de déplacement à 90, répétition sur cet axe orthogonal des cycles a) à f) précédents, b) décision d'arrêt de la poursuite lorsque la tension reçue a baissé. 1o Un tel procédé de poursuite présente quelques inconvé- nients: - l'antenne se positionne en fin de cycle dans une position voi- sine, mais pas dans la direction exacte du satellite, puisque c'est une baisse de tension qui provoque l'arrêt de la poursuite, - ce procédé est lent, en raison de l'arrêt de l'antenne pendant la mesure et il réagit donc mal aux perturbations extérieures, - un cycle de poursuite comporte de nombreux démarrages et arrêts des moteurs, ce qui provoque une usure importante de ces éléments, ainsi que des structures mécaniques entraTnées. L'invention a pour objet un procédé de poursuite qui per- met de réduire considérablement ces inconvénients. Il est caracté- risé en ce qu'il consiste à commander l'ensemble d'entraînement de l'antenne de manière à la pointer dans la direction du satellite se- lon le cycle suivant: a) mesure de la tension issue du récepteur, b) déplacement de l'antenne sur un premier axe et dans un certain sens, c) durant le déplacement, mesures successives de la tension, com- paraisons successives de chaque mesure avec la précédente, d) lorsque la dernière mesure est trouvée inférieure à la précé- dente, changement du sens de déplacement sur le même axe, e) durant le nouveau déplacement, mesures successives de la ten- sion, comparaisons successives de chaque mesure avec la précédente, f) lorsque la dernière mesure est trouvée inférieure à la précé- dente, arrêt, puis déplacement en sens inverse sur le même axe pen- dant un temps calibre, dépendant de la vitesse d'entraînement de l'antenne sur cet axe, puis changement d'axe à 900, L 473224 g) répétition sur cet axe orthogonal mais avec un autre temps ca- libré fonction de la vitesse d'entrainement-sur cet axe, des cycles a) à f) avec, soit arrêt de la poursuite, soit reprise d'un cycle complet a) à g), le nombre de cycles de ce type avant arrêt de la poursuite étant programmable par l'utilisateur. Le temps calibré du point f) est avantageusement le temps correspondant au déplacement en sens inverse selon ledit point f), qui fournit le meilleur pointage en fin de cycle. Ce temps sera par exemple déterminé expérimentalement pour chaque axe en le fixant égal à zéro et en effectuant un cycle limité à l'axe en question la distance selon l'axe considéré du point obtenu à la position ré- elle connue du satellite sera alors celle correspondant audit temps calibré selon cet axe. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un exemple de réalisation en référence aux-dessins anne- xés dans lesquels: - la figure 1 est une représentation d'un cycle de poursuite se- lon l'invention, dans un système d'axes orthogonaux (X, Y) ayant pour centre le satellite (S) à poursuivre, - la figure 2 représente, en schémablocs, le dispositif utilisé pour la mise en oeuvre de l'invention. Sur la figure 1, on a figuré par S la direction exacte de pointage vers le satellite et par O la direction initiale vers laquelle est pointée l'antenne. Les deux axes de déplacement or- thogonaux selon lesquels peut se déplacer le pointage de l'antenne sont désignés par SX et SY, horizontal et vertical respectivement et les sens respectifs de déplacement dahs la direction de ces axes ont été désignés par le signe (+), respectivement vers la droite pour la direction SX et vers le haut pour la direction SY et le si- gne (-), respectivement vers la gauche pour la direction SX et vers le bas pour la direction SY. Conformément à l'invention, un cycle d'opérations de pour- suite du satellite (direction S) à partir de la position de départ O est le suivant: 1. mesure de la tension reçue par le récepteur au point O Vi 2. déplacement de la direction de pointage de l'antenne *.. /.. ú473224 dans la direction (Y-), soit selon OA, mesure de la tension en cours de déplacement, soit V2 et comparaison avec la mesure précédente. On obtient: V2 V2 4. continuation du déplacement selon (Y+) mesure en cours de déplacement, soit: V4 comparaison, on obtient: V4 > V3 5. continuation du déplacement selon (Y+) mesure en cours de déplacement, soit: V5 comparaison, on obtient: V5 > V4 6. continuation du déplacement selon (Y+) mesure en cours de déplacement, soit: V6 comparaison, résultat: V6 > 5 7. continuation du déplacement selon (Y+) mesure en cours de déplacement, soit: V7Y? comparaison, résultat: V7 8. décision suite au résultat négatif de la compa- raison précédente: changement de sens de dépla- cement au point B et déplacement BC selon la di- rection (Y-) pendant un temps calibré tl fonc- tion de la vitesse de déplacement selon la direc- tion Y et qui a été déterminé expérimentalement comme il sera explicité ci-après. Mesure au point C, soit: V8 9. déplacement CD selon (X-) mesure en cours de déplacement, soit: V9 comparaison, résultat: V9 ( VS changement du sens de déplacement puisque la tension reçue a baissé 10. déplacement selon (X+) mesure en cours de déplacement, soit:10 comparaison, soit: VIQ) V9 *.1*/.* t.473224 11. continuation du déplacement selon (X+) mesure en cours de déplacement, soit: Vil comparaison, résultat Vil> V1O 12. déplacement poursuivi selon (X+) mesure en cours de déplacement, soit: V12 comparaison, résultat: V12> Vil 13. déplacement poursuivi selon (X+) mesure en cours de déplacement, soit: V13 comparaison, résultat: V13> V12 14. déplacement poursuivi selon (X+) mesure en cours de déplacement, soit V14 comparaison, résultat V14 15. décision suite à ce résultat négatif: change- ment au point D de sens de déplacement et dé- placement EF dans la direction (X-) pendant un nouveau temps calibré t2, fonction de la vites- se de déplacement selon la direction X et qui a été avantageusement déterminé expérimentalement comme explicité ci-après. La poursuite est alors arrêtée, le cycle étant terminé. Si l'on désire se rapprocher encore plus près de la direction ré- elle du satellite S, il suffit de programmer alors l'exécution d'un ou plusieurs nouveaux cycles identiques avant arrêt total de la pour- suite. Pour déterminer les temps calibrés tl et t2 qui fournis- sent le meilleur pointage, on procédera avantageusement de la façon suivante: Le satellite S étant dans une direction de pointage connue, déterminée par simulation de manière traditionnelle: - pour la détermination du temps tl: exécution des cycles n' 1 à 7, arrêt au point B, mesure de la distance réelle par rapport au satellite S prise selon l'axe Y, calcul à l'aide de la vitesse Vl de déplacement de l'antenne selon Y, du temps tl correspondant, - pour la détermination du temps t2: même méthode que pour le temps tl, mais selon l'axe X et avec calcul du temps t2 à l'aide de la vitesse %Y2 de déplacement de l'antenne selon X. a 473224e On remarquera que les temps calibrés tI et t2 peuvent avoir la même valeur t, en particulier lorsque les vitesses de déplacement selon les axes X et Y sont les mêmes. La figure 2 donne, à titre purement descriptif, le schéma- blocs d'un ensemble pouvant être utilisé pour la mise en oeuvre de l'invention. Sur cette figure, on a désigné par la référence 16 la structure mécanique de l'antenne, les moteurs asynchrones d'entrai- nement selon les axes orthogonaux X et Y étant désignés par les ré- férences 17 et 18 et leurs blocs de commande de puissance par 19 et 20. A l'antenne 16 est connecté un récepteur 21 convertissant le signal reçu par celle-ci de la balise du satellite en une tension continue proportionnelle à la puissance dudit signal, mesurée par un dispositif électronique 22. Au bloc fonctionnel 22 est associé un bloc fonctionnel classique 23 de comparaison entre deux mesures suc- cessives, lui-même connecté à un bloc 24 de décision et d'élaboration des séquences, constitué par un ordinateur classique. L'ensemble des blocs 22, 23, 24 est regroupé dans une unité électronique dont l'é- lément central est un microprocesseur et il agit sur les ensembles de commande 19 et 20. L'invention trouve son application principale dans le do- maine des télécommunications et peut être appliquée à tout contrôle de processus se caractérisant par la recherche d'un extremum. úL 473224 REVENDICATIONS 1. Procédé de poursuite par antenne, de type "par pas" ou "step tracking", caractérisé en ce qu'il consiste à commander l'ensemble d'entraînement (17, 18) de l'antenne 16 de ma- nière à la pointer dans la direction du satellite selon le cycle sui- vant: a) mesure de la tension issue du récepteur, b) déplacement de l'antenne sur un premier axe et dans un cer- tain sens, c) durant le déplacement, mesures successives de la tension, comparaisons successives de chaque mesure avec la précédente, d) lorsque la dernière mesure est trouvée inférieure à la pré- cédente, changement du sens de déplacement sur le même axe, e) durant le nouveau déplacement, mesures successives de la ten- sion, comparaisons successives de chaque mesure avec la précédente, f) lorsque la dernière mesure est trouvée inférieure à la pré- cédente, arrêt puis déplacement en sens inverse sur le même axe pen- dant un temps calibré tl, dépendant de la vitesse d'entraînement de l'antenne sur cet axe, puis changement d'axe à 9Q0, g) répétition sur cet axe orthogonal, avec un autre temps cali- bré t2 fonction de la vitesse d'entraînement sur cet axe, des cycles a) à f) avec soit arrêt de la poursuite, soit reprise d'un cycle com- plet a) à g), le nombre de cycles de ce type avant arrêt de la pour- suite étant programmable par l'utilisateur. 2. Procédé de poursuite selon la revendication 1, caracté- risé en ce que lesdits temps calibrés (t] et t2) sont les temps cor- respondant au deux déplacements en sens inverse selon le point f) qui fournissent le meilleur pointage en fin de cycle. 3. Procédé de poursuite selon la revendication 2, caracté- risé en ce que l'on détermine chacun desdits temps calibrés MtI et t2) en le fixant égal à zéro, en effectuant alors un cycle limité à l'axe en question (X ou Y) et en mesurant ensuite la distance selon l'axe considéré de la position de pointage obtenue à la position ré- elle connue du satellite. 4. Procédé de poursuite selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits temps calibrés sont égaux sur chacun desdits axes (X, Y).