Brevet FR2489967A1 — publié le 19820312

La présente invention concerne les récepteurs pour sonar et plus précisément des récepteurs réfléchis- sants. L'une des complexitésqui accroissent le coût des sonars est la nécessité de l'utilisation d'un dispositif formateur de faisceaux qui, à partir des signaux reçus, détermine l'information concernant la distance et la direc- tion de la source du signal réfléchi. Cette détermination nécessite normalement des circuits complexes d'évaluation. L'invention concerne un récepteur simplifié pour sonar. Plus précisément, l'invention concerne un récep- teur pour sonar, comprenant un réflecteur courbé vers l'in- térieur et destiné à diriger des signaux reçus vers un système comprenant des transducteurs, celui-ci comportant un arrangement de transducteurs répartis sur un trajet courbé vers l'intérieur, tourné vers le réflecteur afin que chaque transducteur soit sensible aux signaux du sonar provenant d'une direction particulière et donne un signal de sortie représentatif d'un objet réfléchissant, l'ampli- tude du signal dépendant de la distance de l'objet réflé- chissant, et un dispositif de sélection séquentielle des- tiné à coupler les signaux des transducteurs successivement à un dispositif d'affichage afin qu'il donne, en réponse à un signal, la direction et la distance d'un objet réfléchis- sant. Chaque transducteur est de préférence dirigé vers le centre du réflecteur, mais une faible divergence par rapport au centre est acceptable. Le trajet courbe est de préférence pratiquement confondu avec le lieu du foyer de toutes les positions possibles d'un objet à une distance donnée. Cependant, le trajet courbe peut diverger depuis ce lieu, pourvu qu'il reste dans la profondeur de mise au point du champ du réflecteur, dans la plage prévue de dis- tances de travail. Dans un mode de réalisation avantageux, le réflecteur est elliptique. Dans une variante, le réflec- teur peut avoir un rayon constant. Dans ce cas, le rayon du transducteur peut être égal à la moitié du rayon de courbure du réflecteur, mesuré en son centre. Les transducteurs de l'arrangement peuvent être montés sur des dispositifs élastiques individuels de mon- tage. De cette manière, la diaphonie entre les éléments et en conséquence entre les faisceaux est réduite ou éliminée. Les dispositifs de montage élastiques peuvent être formés par un caoutchouc réduisant la compression. Les ensembles comprenant les transducteurs et leurs dispositifs de montage peuvent être fixés entre deux couches d'une matière souple, les transducteurs étant fixés à l'une des couches qui est transparente au rayonnement du sonar, alors que les dispo- sitifs de montage sont fixés à l'autre couche. L'ensemble à transducteurs est monté de préfé- rence dans un boîtier dont les côtés sont ouverts et dont la forme correspond à celle du trajet courbe, afin que l'en- semble soit supporté d'une manière telle que les faces des transducteurs sont disposées le long du trajet. De préférence, la première couche est disposée de manière qu'elle ferme de façon étanche le côté ouvert du boîtier. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est un schéma représentant l'effet de focalisation d'un récepteur courbé vers l'intérieur; la figure 2 est un schéma en partie sous forme d'un diagramme synoptique, d'un récepteur pour sonar selon l'invention; la figure 3 est une coupe de l'ensemble des trans- ducteurs du récepteur de la figure 2; et la figure 4 est une vue en plan de l'ensemble des transducteursde la figure 2. La figure 1 représente un réflecteur 10 ayant une surface réfléchissantecourbée vers l'intérieur dans un plan déterminé et qui peut avoir la forme d'une ellipse. Ce schéma indique le trajet du rayonnement réfléchi par un ob- jet occupant trois positions 01, 02 et 03, à une distance constante du miroir, vers le miroir, et la réflexion du rayonnement correspondant vers les points de focalisation fil f2 et f3. Si l'on porte un nombre de points suffisant, étant donné la courbure du réflecteur, le lieu des points de focalisation pour toutes les positions possibles de l'ob- jet à la distance donnée correspond à un trajet 11 qui est courbé vers l'intérieur et qui est placé en face du réflec- teur. Il faut noter que chaque position 01, 02, 03 de l'ob- jet, à la distance déterminée, correspond à un point de focali- sation unique sur le trajet courbe si bien que lorsqu'un transducteur est placé dans la position correspondante, il n'est sensible qu'au rayonnement du sonar provenant de la direction de l'objet et la variation de la distance de l'ob- jet dans une plage prédéterminée de travail provoque une variation de l'amplitude du signal du transducteur en fonc- tion de la distance de l'objet. Ainsi, la présence d'un signal à la sortie de ce transducteur indique la présence d'un objet réfléchissant le rayonnement du sonar, dans une direction déterminée, et l'amplitude de ce signal peut être utilisée comme représentation de l'intensité de la cible. L'invention repose sur ces considérations et met en oeuvre un arrangement de transducteurs répartis le long dudit trajet afin que la direction d'un objet réfléchissant les signaux du sonar soit indiquéesuivant celui des transducteurs qui est excité. L'arrangement constitue en fait un système d'échantillonnage à dispositif formateur de faisceaux qui ne nécessite pas de circuit électronique complexe pour la résolution de l'information de gisement et de distance. Un schéma particulier d'un récepteur pour sonar, réalisé selon l'invention, est représenté sur la figure 2 et comporte un système à transducteurs tel que représenté sur les figures 3 et 4. Ce système comprend quinze lignes de trois éléments transducteurs piézoélectriques 12. Comme l'indique la figure 4, les transducteurs des lignes sont alignés et chaque groupe de trois, formant chaque ligne, est monté sur un dispositif commun 13 formé par un bloc d'un caoutchouc réduisant les forces de compression. Les ensembles formés par les transducteurs et les dispositifs de montage sont placés à égale distance les uns des autres et sont fixés par une colle entre deux minces feuilles 14, d'une matière souple, par exemple de caoutchouc ou de polyuréthane, si bien que tous les transducteurs sont collés sur une feuille 14 et tous les dispositifs de mon- tage sur l'autre feuille 15. La feuille 14 doit être pra- tiquement transparente aux signaux du sonar et forme une fenêtre acoustique. L'ensemble ainsi formé est très souple et il est monté à l'intérieur d'un boîtier creux 16 d'alu- minium ayant des dimensions internes correspondant à l'en- semble à transducteurs. Le boîtier a une configuration sen- siblement rectangulaire, ouverte d'un côté et ayant un pé- rimètre d'orifice dont la forme correspond pratiquement au trajet courbe représentant le lieu de la focalisation pour toutes les positions possiblesde l'objet, à une distance donnée d'un réflecteur avec lequel le transducteur est uti- lisé. La base interne du boîtier a aussi une forme corres- pondant à ce trajet. La couche 15 est beaucoup plus souple que la couche 14 si bien que, sous l'action d'une pression hydrostatique accrue, elle se déforme beaucoup plus que la couche 14 et conserve ainsi la courbure nominale de la couche 14. L'ensemble à transducteurs est introduit dans le bottier et les deux feuilles correspondent alors à la confi- guration du trajet courbe. La feuille 14 recouvre le péri- mètre du boîtier et elle y est fixée par une plaque 16a de serrage si bien que le boîtier est efficacement fermé et contient de l'air. Il faut noter que les transducteurs sont ainsi mis en position suivant le trajet nécessaire. Le sys- tème décrit des transducteurs porte la référence 17 sur la figure 2 et il est monté au foyer d'un réflecteur 18 de so- nar, ayant une configuration elliptique et avec lequel l'appareil doit fonctionner. Les signaux des sorties 19 des transducteurs sont couplés séparément à des entrées particulières d'un sélec- teur séquentiel 20 dont le signal de sortie parvient à un dispositif 21 d'affichage, par exemple à tube à rayons catho- diques destiné à indiquer la direction suivant l'axe X et la distance suivant l'axe Y. Le sélecteur séquentiel est synchronisé avec un balayage d'affichage à l'aide d'une connexion 22 de synchronisation si bien-que les signaux des transducteurs sont couplés successivement au disposi- tif d'affichage.à chaque balayage et en synchronisme avec celui-ci. L'apparition d'un signal est ainsi indiquéepar une ligne sur le dispositif d'affichage, la position de la ligne sur l'axe X indiquant la direction des objets ré- fléchissant les ondes acoustiques et la longueur de la ligne indiquant la distance sur l'axe Y. Il n'est pas essentiel que les transducteurs soient montés suivant un trajet qui correspond exactement au lieu calculé des points de focalisation, pourvu qu'ils se trouvent dans la profondeur de champ du réflecteur dans la plage prévue de distances de fonctionnement. En pratique, il est commode que le réflecteur soit de forme elliptique et que les transducteurs soient montés sur un trajet courbe de rayon constant, ce rayon étant rendu égal à la moitié du rayon de courbure du réflecteur, mesuré en son centre. Le montage des transducteurs sur des blocs séparés de caout- chouc de réduction des forces de compression est avantageux car il réduit l'interaction des transducteurs par couplage mécanique. REVENDICATIONS 1. Récepteur de sonar, du type qui comporte un réflecteur (18) courbé vers l'intérieur et destiné à diri- ger les signaux reçus sur un système (17)à transducteurs, ledit récepteur étant caractérisé en ce que le système à transducteurs comporte un arrangement de transducteurs (12) répartis suivant un trajet courbé vers l'intérieur et tourné vers le réflecteur (18) afin que chaque transducteur soit sensible à des signaux de sonar provenant d'une direction particulière et donne un signal de sortie représentatif d'un objet réfléchissant, l'amplitude de ce signal dépen- dant de la distance de l'objet réfléchissant. 2. Récepteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (20) de sélection séquen- tielle, destiné à transmettre successivement les signaux de sortie des transducteurs (12) à un dispositif d'affi- chage (21) afin qu'il indique la direction et la distance d'un objet réfléchissant, en fonction d'un signal reçu. 3. Récepteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque transducteur (12) est dirigé vers le centre du réflecteur (18). 4. Récepteur selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que le trajet courbe correspond sensiblement au lieu des points de focalisation pour toutes les positions possibles des objets, à une dis- tance donnée. 5. Récepteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est elliptique. 6. Récepteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il a un rayon constant. 7. Récepteur selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que le rayon de l'arrangement de transducteurs (12) est égal à la moitié du rayon de courbure du réflecteur (18) mesuré en son centre. 8. Récepteur selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que les transduc- teurs (12) de l'arrangement sont montés sur des dispositifs élastiques individuels (13) de montage. 9. Récepteur selon la revendication 8, caracté- risé en ce que les dispositif (13) de montage sont formés d'un caoutchouc réduisant les forces de compression. 10. Récepteur selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les transducteurs (12) et les dispositifs de montage (13) sont fixés entre deux couches (14,15) d'une matière souple, les transducteurs (12) étant fixés à une première (14) des couches, transparente au rayonnement du sonar, et les dispositifs de montage (13) étant fixés à la seconde (15) des couches. 11. Récepteur selon la revendication 10, caracté- risé en ce que la seconde couche (15) de matière souple est plus souple que la première couche (14). 12. Récepteur selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que l'ensemble (17) à transducteur est monté dans un boîtier (16) ouvert d'un côté. 13. Récepteur selon la revendication 12, caracté- risé en ce que le boîtier (16) a une forme correspondant au trajet courbe et assurant le support de l'ensemble d'une manière telle que les faces des transducteurs sont dispo- sées le long dudit trajet. 14. Récepteur selon l'une des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que la première couche (14) est disposée afin qu'elle ferme de manière étanche le côté ouvert du boîtier (16). 15. Récepteur selon l'une quelconque des revendi- cations 12 à 14, caractérisé en ce que la première couche (14) de matière souple recouvre le périmètre du boîtier (16) et y est fixée afin qu'elle enferme le boîtier de manière étanche alors qu'il contient de l'air. 16. Récepteur selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que les signaux des sorties (19) des transducteurs (12) sont transmis chacun à une entrée particulière d'un sélecteur séquentiel (20) dont le signal de sortie est transmis à un dispositif d'af- fichage (21) destiné à indiquer une information de direc- tion et de distance suivant le transducteur qui est sen- sible à un signal reçu. 17. Récepteur selon la revendication 16, carac- térisé en ce que le dispositif d'affichage (21) comporte un appareil à tube à rayons cathodiques dont le balayage est synchronisé sur le sélecteur séquentiel (20) et qui est destiné à afficher une information de direction suivant un premier axe et une information de distance suivant l'autre axe.