Brevet FR2511770A1 — publié le 19830225

Indicateur de direction automatique La présente invention se rapporte à un indicateur de direction et elle concerne plus particulièrement un indicateur de direction automatique devant indiquer automatiquement la direc- tion d'arrivée d'ondes électriques en faisant tourner un goniomè - tre ou analogue au moyen d'un moteur pas à pas. Dans le cas o la sortie d'une antenne directionnel- le doit être envoyée à un goniomètre, l'antenne directionnelle tourne pour rechercher automatiquement la direction d'arrivée d'ondes électriques Dans ce cas, selon l'art antérieur, l'anten- ne ou le goniomètre est entraîné(e) par un servomoteur Cependant, du fait que le servomoteur est attaqué par un signal analogique, il apparaît comme défaut qu'un phénomène d'instabilité est provo- qué par des fluctuations de phase, ce qui empêche une indication stable dans le cas o le point d'accord minimum du goniomètre doit se fixer en tant qu'angle indiquant la direction d'arrivée des ondes électriques. En conséquence, la présente invention a pour objet un indicateur de direction automatique pouvant assurer une indi- cation stable, sans les défauts de l'art antérieur. Selon l'invention, on préconise un indicateur de direction automatique du type dans lequel on utilise un moteur pas à pas pour entraîner un goniomètre ou un appareil analogue, commandé par un circuit numérique utilisant un compteur réversi- ble, et dans lequel les polarités de la phase de la sortie demo- dulée par un circuit de réception sont détectées par la polarité de ses ventres. D'autres objets et avantages de l'invention ressor- tiront de la description détaillée qui va suivre d'un exemple d'exécution non limitatif, en regard du dessin annexé dont: La figure 1 est un schéma montrant la structure d'un indicateur de direction automatique selon l'invention; Les figures 2 a à 2 d sont des diagrammes de formes d'onde illustrant les opérations réalisées par un comparateur de phase représenté sur la figure 1 i Les figures 3 e, 3 f et 3 v à 3 y sont des diagrammes de formes d'onde montrant des impulsions de pilotage d'un moteur pas à pas du type représenté sur la figure 1; La figure 4 est un schéma de montage représentant 2 2511770 le moteur pas à pas représenté sur la figure 1. En se référant à la figure 1 représentant la struc- ture de réalisation de la présente invention, la sortie d'un sys- tème d'antennes Al dans lequel deux antennes cadres directionnel- les sont disposées de façon que leurs directions se coupent à angle droit, est envoyée à un goniomètre Gm dont la sortie est envoyée à un modulateur équilibré M D'autre part, la sortie d'un oscillateur est envoyée à un diviseur de fréquence D pour extrai- re ainsi une sortie basse-fréquence, par exemple une sortie de 135 Hz, qui est envoyée au modulateur M précité de façon à moduler ainsi la sortie du goniomètre Gm Par ailleurs, la sortie d'une antenne non- directionnelle As est envoyée à un déphaseur de 90 PI, de façon que la sortie de ce déphaseur Pl et la sortie du mo- dulateur équilibré M précité soient composées par un composeur B et envoyées à un récepteur R Du fait que ce récepteur R transmet son signal d'entrée composé à un détecteur Kf après amplification et modification de sa fréquence, le signal basse-fréquence est dé- modulé et envoyé à un filtre Fl de 135 Hz De ce fait, le signal de 135 Hz précité est extrait et envoyé par l'intermédiaire d'un déphaseur P 2 à un amplificateur AI dans lequel il est amplifié. Du fait que le déphaseur P 2 compense le déphasage du signal bas- se-fréquence de 135 Hz au niveau du récepteur R précité ou analo- gue, la sortie de l'amplificateur Ai est en phase ou en opposition de phase avec le signal de modulation à envoyer au modulateur M si ce dernier a une forme d'onde du type de la figure 2 a La sor- tie de l'amplificateur Ai est représentée sur la figure 2 b dans le cas o elle est en phase. Le système comporte également des bascules FF 1 et FF 2 dont les entrées reçoivent la sortie-de l'amplificateur Ai précité, c'est-à-dire le signal représenté sur la figure 2 b ou le signal en opposition de phase et le signal de référence repre- senté sur la figure 2 a, respectivement, et le signal à fréquence double, de 270 Hz, qui est extrait du diviseur de fréquence D et qui est synchronisé avec le signal de référence de la figure 2 a, comme signaux de rythme De ce fait, si la sortie de l'amplifica- teur Ai est en phase avec le signal de référence, comme représen- té sur la figure 2 b, les deux bascules FF 1 et FF 2 délivrent des sorties du type représenté sur la figure 2 d D'autre part, si la sortie de l'amplificateur Ai est en opposition de phase avec le 3 2511770 signal représenté sur la figure 2 b, seule la sortie de la bascule F Fi prend une phase opposée au signal représenté sur la figure 2 d. Ces deux sorties sont envoyées à un comparateur de phase C qui délivre un signal "'1 " dans le cas o ils sont en phase et un signal "O" dans le cas o ils sont en opposition de phase Plus particulièrement, du fait que le front d'onde du signal de sor- tie de l'amplificateur Ai est aussi notablement instable que le montre la figure 2 b, le signal de sortie détecté des polarités de la phase du signal de sortie précité devient fortement insta- ble, si cette détection est effectuée en fonction du fait que le front de montée ou de descente coïncide ou non avec le signal de référence, de sorte que les opérations de l'indicateur de di- rection n'ont pas lieu de façon stable Selon la présente inven- tion, au contraire, du fait que les polarités des ventres du signal de sortie sont comparées au signal de référence, comme le montre la figure 2 b, le comparateur de phase C peut délivrer un signal détecté stable. Le signal de sortie du comparateur de phase C pré- cité est envoyé comme signal d'entrée d'addition à un compteur réversible NI et un signal d'une fréquence appropriée, par exem- ple de 34 Hz, est extrait du diviseur de fréquence D précité et est envoyé comme signal d'entrée de soustraction au compteur ré- versible Ni Une bascule FF 3 est pilotée par les impulsions addi- tives et soustractives de ce compteur réversible NI pour comman- der ainsi des portes Gi et-G 2 par ses signaux de sortie; et des signaux de 10 O Hz et 2,8 K Hz sont extraits du diviseur de fréquen- ce D et sont envoyés aux portes Gi et G 2 précitées dont les sor- ties sont envoyées par l'intermédiaire d'une porte "OU" GO à des portes G 3 et G 4 De ce fait, si le comparateur C continue à ne délivrer que l'un des signaux " 1 "-et " O ", le compteur réversible Ni ne délivre que les impulsions soustractives, de sorte que la porte Gl est fermée, mais la porte G 2 est ouverte par la bascule FF 3, de sorte que des impulsions rapides de 2, 8 K Hz sont envoyées aux portes G 3 et G 4 D'autre part, si l'angle de rotation du go- niomètre G se rapproche du point d'accord minimum, le niveau de sortie du goniomètre G diminue et les conversions entre les signaux de sortie " 1 " et "O" du comparateur deviennent fréquentes. Si cette fréquence de conversion devient supérieure à la fréquen- ce de 34 Hz précitée, le comparateur Ni délivre les impulsions additives, de sorte que la bascule FF 3 est inversée pour ouvrir la porte GI et fermer la porte G 2, de sorte que les impulsions basse fréquence de 100 Hz sont envoyées aux portes G 3 et G 4. En outre, le signal de sortie du comparateur de phase C et le signal qui est préparé en traitant le signal précé- dent au moyen d'un circuit inverseur I sont envoyés sous forme de signaux de commande aux portes G 3 et G 4 précitées De ce fait, si le signal de 135 Hz qui a été démodulé par un circuit de ré ception comprenant le récepteur R, le détecteur Kf, le filtre Fl et le déphaseur Pl a une phase positive, la porte G 3 s'ouvre, alors que la porte G 4 s'ouvre si le même signal a la phase opposée, de sorte que les impulsions de sortie des portes G 3 et G 4 sont envoyées sous forme d'entrées d'addition et de soustraction, res- pectivement, à un comteur réversible N 2 Les impulsions additives et soustractives de ce compteur réversible N 2 sont, comme le montrent les figures 3 e et 3 f, envoyées respectivement à un géné- rateur d'impulsions Sr Si ce générateur Sr reçoit les impulsions additives e, ses quatre bornes de sortie indiquées en v, w, x et y délivrent des impulsions de sortie dans cet ordre Au contraire, si le générateur Sr reçoit les impulsions soustractives f, ses bornes respectives délivrent des impulsions de sortie dans l'or- dre opposé Du fait que ces impulsions de sortie sont envoyées par l'intermédiaire d'un circuit d'attaque Q aux bornes d'enroule- ments de commande V, W, X et Y d'un moteur pas à pas Sm, comme le montre la figure 4, ce moteur Sm tourne dans le sens dextror- sum d'un angle prédéterminé, si le compteur N 2 délivre les im- pulsions additives e, et du même angle dans le sens sinistrorsum si le compteur N 2 délivre les impulsions soustractives f Le goniomètre Gm est entraîné par ces rotations. De ce fait, dans les conditions de non-indication par le goniomètre Gm de la direction d'arrivée d'ondes électri- ques, le signal " 1 " ou " O " est délivré de façon stable par le com- parateur de phase C, comme il a été décrit précédemment, de sorte que les impulsions rapides sont envoyées sous forme d'entrée ad- ditive ou soustractive au compteur réversible N 2 De ce fait, les impulsions additives ou soustractives sont délivrées par le comp- teur N 2 précité, de sorte que le moteur Sm tourne dans le sens dextrorsum ou sinistrorsum relativement rapidement, si bien que le goniomètre Gm se rapproche rapidement du point d'accord minimum, ce qui réduit le signal de sortie démoulé du circuit de réception En même temps, si le point d'accord minimum est franchi, le signal de sortie du comparateur de phase C est inver- sé De ce fait, ce comparateur C délivre alternativement les signaux " 1 " et " O ", de sorte que les impulsions d'entrée du comp- teur N 2 sont commutées sur leur basse vitesse Comme on l'a décrit précédemment, le comparateur de phase C lui-même peut avoir un fonctionnement stable sans être influencé par des composantes de bruit, du fait qu'il compare au signal de référence les polarités des ventres sur la sortie démodulée du circuit de réception, de fa- çon à discriminer les polarités de la phase- De ce fait, l'entrée d'addition ou de soustraction du compteur N 2 est en accord précis avec les polarités de la phase précitées, de sorte que le gonio- mètre Gm effectue une rotation stable et sûre dans un sens prédé- terminé Par ailleurs, la vitesse de rotation du goniomètre Gm peut être réglée à une valeur correcte par un choix judicieux des fré- quences des impulsions lentes et rapides à envoyer aux portes Gi et G 2 En outre, si le comparateur de phase C commence à délivrer alternativement les signaux " 1 " et " O " sur une période sensible- ment constante, les signaux d'entrée d'addition et de soustraction sont envoyés alternativement au compteur N 2, de sorte que, ni les impulsions additives, ni les impulsions soustractives, ne conti- nuent à être délivrées par ledit compteur De ce fait, le gonio- mètre Gm s'immobilise dans une position prédéterminée, ce qui in- dique de façon stable la direction d'arrivée des ondes électriques c'est-à-dire la direction du point d'accord minimum. Dans le mode d'exécution décrit jusqu'ici, les ven- tres du signal azimutal sont détectés au moyen du signal à fré- quence double de la fréquence modulée Néanmoins, les ventres du signal de sortie de l'amplificateur Ai peuvent aussi être détec- tés au moyen des fronts de montée et de descente du signal pré- sentant la fréquence modulée Dans cette variante, la bascule FF 2 est supprimée, et le signal de fréquence modulée est envoyé au comparateur C. Comme on l'a décrit précédemment, l'indicateur au- tomatique selon l'invention discrimine la phase du signal de sortie démodulé de son circuit de réception selon les polarités de ses ventres De ce fait, même si la direction d'arrivée des ondes électriques est indiquée, ce qui réduit considérablement 6 2511770 l'amplitude de la sortie démodulée, la discrimination des polari- tés précitée peut avoir lieu de façon stable Par ailleurs, les influences des changements fréquents et périodiques des polarités peuvent être supprimées par le compteur réversible N 2 De ce fait, les défauts vibratoires éventuels qui se présentent avec l'arrivée des ondes électriques ont lieu dans une aiguille ou dans un dis- positif d'affichage numérique de l'azimut, de sorte qu'on obtient encore une indication stable. Il va de soi que l'on peut apporter à la description précédente et au dessin annexé de nombreuses modifications de détail sans, pour cela, sortir du cadre de l'invention. 2 2511770 R E V E N D I C A T I O N S 1 Indicateur de direction automatique, caractéri- sé en ce qu'il comprend: un système d'antennes directionnelles (AI); un système d'antennes non-directionnelles (As); un moteur pas à pas (Sm) pour faire tourner la direction du système d'antennes directionnelles (AI) un circuit de réception (R) recevant un signal qui a été traité par équilibrage et modulation des signaux de l'une des sorties du sytème d'antennes directionnelles et d'une antenne non-directionnelle au moyen d'un signal basse-fréquence e-t par composition du signal de sortie équilibré et modulé et de l'autre signal de sortie, pour démoduler ledit signal basse-fréquence; un circuit de détection de phase (C) destiné à comparer les polarités des ventres du signal de sortie du circuit de réception (R) pour détecter les polarités de la phase du signal de sortie; un compteur réversible (N 2) devant additionner ou soustraire des impulsions de rythme selon le signal de sortie du circuit détecteur de phase; un circuit (Q) d'entraînement de moteur devant faire tourner le moteur pas à pas d'un angle prédéterminé dans le sens dextrorsum ou sinistrorsum; selon les impulsions additives ou soustractives du compteur réversible. 2 Indicateur de direction automatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la période des impulsions de rythme à envoyer au compteur réversible est modifiée selon la fréquence d'inversion du signal de sortie du circuit détecteur de phase (C).