Brevet FR2496346A1 — publié le 19820618

La présente invention concerne un générateur de signaux de commande pour le pointage d'une antenne sur une autre antenne émettant un signal de balise a constitué par un dispositif qui delivre un signal de référence à partir du signal de balise reçu, et de deux signaux de dérive, correspondant à la dérive en azimut et à la dérive en site de l'antenne à pointer, et par un dispositif de commutation qui applique successivement chacun des deux signaux de dérive, dont la phase alterne entre 0 et 1800, à un dispositif de combinaison avec le signal de référence, un modulateur délivrant alors, par comparaison du signal de dérive superposé directement au signal de référence et du signal de dérive superposé au signal de référence avec un déphasage de 1800, un signal de commande dont l'amplitude est proportionnelle & BR Un tel générateur fonctionnant par simple impulsion est décrit par A.P. Notthoff : "Apollo antenna fastens on the beam to the moon", Electronics, ler mai, 1967, pp. 80-87. Dans ce système de pointage monopulsé, la connexion alterne des deux signaux de dérive produit un signal multiplexé dans le temps, qui est combiné avec le signal de référence dérive du signal de balise. Il n'y a ainsi qu'un seul signal, n'exigeant qu'un seul récepteur. Un système de pointage monopulse classique, tel que celui décrit par exemple dans la demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le nO 19 36 692, exige par contre trois récepteurs séparés pour le signal de référence et les deux signaux de dérive.Le coût d'un système de pointage monopulsé est donc notablement réduit quand les deux signaux de dérive sont réunis en un signal multiplexé dans le temps. Le générateur décrit dans la demande de brevet précitée utilise pour la connexion alternée des deux signaux de dérive et pour le branchement alterné un déphaseur de 180 , constitué par une ligne de dérivation insérée dans la voie signal des inverseurs de signaux de dérive à diodes PIN. Ces inverseurs à diode PIN sont toutefois reali- sés en technique coaxiale, c'est-à-dire que des adaptateurs sont nécessaires entre les guides d'ondes du système d'alimentation de l'antenne, sur lequel les signaux de dérive-sont découplés, et les guides coaxiaux. De tels adaptateurs augmentent toutefois l'atténuation et le bruit dans la branche du signal de dérive, de sorte que le facteur de bruit du système de pointage complet augmente.Il faut pourtant veiller à ce que le facteur de bruit du système de pointage soit aussi faible que possible. L'invention a pour objet un générateur de signaux de commande pour le pointage d'une antenne du type précité, ne comportant pas d'adaptateurs qui augmentent l'atténuation et le facteur de bruit. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le dispositif de commutation est constitué par deux inverseurs de guides d'ondes, dont le premier applique alternativement les signaux de dérive au second inverseur de guides d'ondes en aval, qui connectent le signal de dérive appliqué d'une part à une voie aboutissant directement au circuit combinatoire et d'autre part à une voie comprenant un déphaseur de 1800. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les deux inverseurs de guides d'ondes sont des circulateurs, dont les sens de rotation sont inversibles par application de signaux de déclenchement; et le déphaseur de 1800 est constitué par une ligne de dérivation en court-circuit, reliée à une porte du second circulateur. L'invention présente 11 avantage de permettre un accord precis et rapide du générateur entièrement réalise a l'aide de guides d'ondes, ce qui réduit aussi les temps d'essai du systeme de pointage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et du dessin annexé sur lequel la figure 1 représente un diagramme de rayonnement de l'antenne à pointer; et la figure 2 représente un générateur de signaux de commande de pointage. Le principe du système de pointage considéré est décrit d'abord à l'aide du diagramme de rayonnement selon figure 1. Ci diagramme représente la variation du champ P rapportee au champ maximal, en fonction de l'azimut e et du site e de l'antenne. Le signal de balise reçu x y dans l'antenne est utilisé comme signal de référence E. Il est représente par la courbe en trait plein. Le signal de dérive A représenté sur la figure 1 - clest-a-dire le signal de dérive en azimut Ex et le signal de dérive en site Ay - est combiné à ce signal de référence, auquel il est additionné et dont il est soustrait.En représentant les signaux Z + a et Z - A résultant de la combinaison en fonction de l'angle de dérive Ex ou e de la direction du faisceau principal -x y d'une antenne, on obtient deux diagrammes de rayonnement symdtriques, présentant un maximum décale et se recoupant exactement suivant le sens du faisceau principal.Sur la figure 1, la courbe tiretée repré- sente la variation de Z + A et la courbe en points et tirets la variation de Z - #. La commutation entre les deux signaux Z + d et Z - A produit une discontinuité de niveau, dont l'amplitude correspond à la valeur de la derive et le signe au sens de la dérive. Lorsque l'antenne se trouve dans la direction du faisceau principal, cette discontinuité de niveau s'annule dans le cag d'une symétrie parfaite des signaux Z + A et z - A. La figure 2 représente un générateur de signaux de commande de pointage suivant le principe précédemment décrit. Un dispositif MK, situé en aval de l'antenne A, délivre, partir du signal de balise reçu, les signaux de dérive Ax, Ay et le signal de référence X, Ce dispositif est par exemple un coupleur modal décrit dans le brevet de la République féderale d'Allemagne n9 22 12 996. Le coupleur modal est ici un tronçon de guide d'ondes de section carrée, se raccordant au cornet de l'antenne et dans lequel les derives en azimut et en site du cornet sont excites par des types supérieurs d'ondes, déterminés par le sens du faisceau principal.Ces types d'ondes sont découplés latéralement sur le tronçon de guide d'ondes carré, puis utilisés comme signaux de dérive & et Ay. Le type fondamental, provenant du signal de balise et apparaissant à la sortie du tronçon de guide d'ondes, est utilisé comme signal de référence . Les signaux de dérive àx, Ay et le signal de référence Z peuvent toutefois aussi etre produits de la'fagon décrite par A.P. Notthoff "Apollo antenna fastens on the beam to the moon", Electronics, ler mai, 1967, pp. 80-86. L'antenne A est constituée dans ce cas par quatre antennes partielles. flans le dispositif NK en aval, le signal de réfé- rence Z est produit par sommation de tous les signaux de sortie des antennes partielles, et les signaux de dérive Ax et hy sont produits par soustraction des signaux de sortie de diverses paires d'antennes. Les signaux de dérive Ex et Ay sont appliques aux deux entrées d'un premier circulateur zi qui, par inversion de son sens de rotation, connecte alternativement le signal Ex ou Ay à sa sortie, reliée à un second circulateur Z2. Des lignes directionnelles sont insérées sur les deux voies de signal pour interdire au circulateur Z1 de diriger le signal de dérive bx dans la voie de Ay, et réciproquement. Le circulateur Z2 connecte à un coupleur K le signal Ex ou Ay appliqué à son entrée, d'une part directément et d'autre part à l'aide d'une ligne de dérivation L court-circuitée, qui déphase le signal de 1800. Le signal transmis au coupleur est désigné par A sur la figure 2 et représente le signal de dérive Ex ou Ay apparaissant alternativement, +Q est le signal non déphasé. Les circulateurs utilises sont par exemple décrits dans "Waveguide latching circulators", Eletromagnetic Science Inc., septembre 1973, p. 7301. Des signaux de déclenchement TS extérieurs inversent le sens de rotation des deux circulateurs, qui présentent une très faible atté- nuation de 0,3 dB seulement et sont caractérisés par une fiabilité elevée. Ces signaux de déclenchement sont avantageusement délivrés par un calculateur, qui détermine aussi les cycles de commutation des circulateurs. Le calculateur peut également servir à déterminer puis compenser les erreurs de signal produites par les divers composants du dispositif de pointage. Le coupleur K combine les signaux de dérive + et le signal de référence Z. La condition suivante est imposée au coupleur. Le découplage entre les signaux de dérive A et le signal d'information N, qui apparait avec le signal de référence # à la sortie du dispositif MK - du coupleur modal par exemple - puis est transmis au coupleur K, doit être suffisamment éleve pour que le signal d'information ne soit pas trop mutilé. Le signal +E paraissant sur une sortie du coupleur K est ensuite transmis à un démodulateur D qui, à partir du signal multiplex dans le temps # + A, délivre le signal de commande S aux servomoteurs de pointage de l'antenne. L'amplitude du signal de commande S est proportionnelle å la valeur de la dérive et le signe indique le sens de la dérive. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement a titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. La présente invention concerne un générateur de signaux de commande pour le pointage d'une antenne sur une autre antenne émettant un signal de balise, constitué par un dispositif qui délivre un signal de référence à partir du signal de balise reçu et deux signaux de dérive, correspondant à la dérive en azimut et à la dérive en site de l'antenne à pointer, et par un dispositif de commutation qui applique successivement chacun des deux signaux de dérive, dont la phase alterne entre Oc et 1800, un dispositif de combinaison avec le signal de référence, un modulateur délivrant alors, par comparaison du signal de dérive superposé directement au signal de référence et du signal de dérive superposé au signal de référence avec un déphasage de 1800, un signal de commande dont l'amplitude est proportionnelle à la dérive et dont le signe indique le sens de la dérive, ledit générateur étant caractérisé en ce que le dispositif de commutation est constitué par deux inverseurs de guides d'ondes (Z1, Z2), dont le premier applique alternativement les signaux de dérive (Ex, by) au second inverseur de guides d'ondes (Z2) en aval, qui connecte le signal de dérive applique d'une part une voie aboutissant directement au circuit cosoinatoire (K) et d'autre part & une voie comprenant un dephaseur de 1800. 2. Générateur selon revendication 1, caractérisé en ce que les deux inverseurs de guides d'ondes sont des circulateurs (Z1, Z2), dont les sens de rotation sont inversibles par application de signaux de déclenchement (TS); et le déphaseur de 1800 est constitué par une ligne de dérivation (L) en court-circuit, reliee à une porte du second circulateur (Z2).