Brevet FR2535065A1 — publié le 19840427

Balise de détresse pour naufragé La présente invention concerne les balises de détresse pour naufragés, c'est-à-dire les instruments du type "émetteur de radiolocalisation", permettant de localiser au moyen d'un récepteur approprié leur porteur On connait déjà de nom- breux types "émetteurs de radiolocalisation" fonctionnant sur les fréquences de détresse aviation. Ces fréquences, 121,5 Megahertz et 243 M Hz, sont des fré- quences aéronautiques d'urgence et même les stations du service mobile maritime peuvent communiquer sur celles-ci à des fins de sécurité avec les stations du service mobile aéronautique. Ces émetteurs de radiolocalisation peuvent être fixes ou portatifs, de forte ou de faible puissance Dans le cas d'ensembles portatifs, ceux-ci permettent, grâce à l'écoute permanente effectuée par les services aéronautiques dotés de récepteurs professionnels et performants, de rechercher, repérer et porter secours à un naufragé seul en mer Depuis quelques années, la répartition de fréquences a été organisée de façon à attribuer dans la bande VHF ou métrique, le spectre de fréquences de 156,025 M Hz à 162,025 M Hz pour le trafic côtier. Celui-ci connaît un essor considérable et de nombreux na- vires, voiliers, chalutiers ainsi que de nombreux centres d'écoute et de surveillance du service mobile maritime sont dotés d'émetteurs récepteurs VHF. Ces appareils comportent la faculté technique d'assurer une double veille sur le canal de son choix et sur le canal 16. Ce canal 16 de fréquence 156,800 M Bz est devenu fréquence internationale utilisée pour la détresse, la sécurité et l'appel par le service mobile maritime (UER: Union Européen- ne de Radiodiffusion). Aucune disposition du règlement concernant les dispositions générales en matière de communications de détresse et de sécurité ne peut faire obstacle à l'emploi par une station mobile ou terrestre de navire en détresse de tous les moyens dont elle dispose pour attirer l'attention, signaler sa situation et obtenir du secours (Art 38 de l'UER). L'invention qui va être décrite dans les pages suivantes concerne les types de "émetteurs de radiolocalisation". Elle se situe dans la gamme de radiobalises de faible puis- sance Celles qui existent sur le marché sont uniquement sur les fréquences de détresse aviation La détection et le repérage d'un naufragé seul en mer ne peuvent être effectués que par l'aviation seule et n'obtiennent leur maximum d'ef- ficacité qu'au grand large. Le nombre de plaisanciers naufragés à proximité ou au large des côtes, restant trop souvent seuls très longtemps avant d'être repérés et secourus par un bateau de passage,augmente continuellement L'invention suivante permet de pallier cet inconvénient par l'émission d'une troisième fréquence de détresse ou d'urgence, c'est-à-dire l'information néces- saire pour une détection rapide, à proximité ou au large, d'un naufragé seul en mer par les services maritimes ou tout navire dans un rayon d'éloignement déterminé Elle permet aussi de conserver les possibilités offertes par l'aéronautique. Conformément à l'invention, une balise de détresse du type émetteur de radiolocalisation est remarquable notamment en ce qu'elle comporte une alimentation, un organe de commuta- tion et modulations, un émetteur en modulation d'amplitude, un émetteur en modulation de fréquence et une antenne, l'organe de commutation et modulations étant agencé pour commander les émissions des émetteurs en alternance, de préférence avec une période de silence entre chaque émis- sion. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description oui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif en regard des dessins ci-joints, et qui fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur les dessins; la figure 1 est un schéma de principe de l'organisation générale de la balise selon l'invention; la figure 2 est un exemple de diagramme de fonctionnement; la figure 3 est un schéma de l'organe de commutation et modulations; et la figure 4 est un schéma de deux émetteurs couplés. Cette radiobalise est du type trifréquences dont les deux fréquences aéronautiques 121,500 M Hz et 243 M Hz sont émises simultanément. La troisième fréquence de 156,800 M Hz est commutée alterna- tivement avec les deux premières suivant un cycle qui peut être par exemple de 5 secondes (voir figure 2) Une période d'émission est suivie de préférence d'une période de silence pour économiser la batterie Les périodes peuvent être égales; chaque émetteur émet de façon continue pendant une sur deux des périodes d'émission Chaque émetteur utilise pour sa modulation un signal acoustique de 1300 hz découpé pour obtenir un rapport égal ou supérieur à au moins 1/2 (convention Union Européenne de Radiodiffusion). Cette radiobalise trifréquences comporte deux modes de modulation L'émetteur de radiolocalisation de fréquence de détresse aviation est modulé en amplitude, la deuxième fréquence de 243 M Hz étant l'harmonique 2 du 121,5 M Hz que l'on favorise par l'effet de non linéarité de l'étage de sortie L'émetteur de radiolocalisation de fréquence 156,800 M Hz est lui modulé en fréquence. L'ensemble portatif est étanche et flottable et est lesté de façon à maintenir l'antenne hors de l'eau Il comporte donc deux émetteurs commutés alternativement et modulés en amplitude ou en fréquence selon le schéma de la figure 1 et le diagramme de la figure 2. L'appareil comporte une alimentation 1 débitant sur une carte de commutation et modulations 2 commandant l'émetteur aviation 3, fonctionnant en modulation d'amplitude sur les fréquences 121,5 M Hz et 243 M Hz et l'émetteur marine 4 fonctionnant en modulation d'amplitude sur la fréquence 156,8 M Hz Les deux émetteurs sont couplés à l'antenne unique 5. Le diagramme de la figure 2 illustre un exemple de fonction- nement de l'appareil Des périodes de silence de cinq se- condes sont séparées par des périodes d'émission de cinq secondes Ces périodes sont choisies égales, mais peuvent être différentes En particulier, les périodes d'émission peuvent être plus espacées quand la charge de la batterie diminue, pour prolonger la durée utile de fonctionnement de l'appareil A l'inverse, la période de silence peut être plus courte, ou même nulle L'importance de la période d'émission favorise la localisation L'organe de commutation et modulations 2 peut comporter à cet effet des moyens de commutation sensibles à la charge résiduelle de l'alimenta- tion ( c'est-à-dire un détecteur de seuils de tension et un circuit de commande approprié). Pendant une période d'émission sur deux, c'est l'émetteur aviation qui fonctionne, et pendant l'autre période, c'est- l'émetteur marine. Fl = 121,500 M Hz Fondamental Modulé en amplitude F 2 = 243,000 M Hz Harmonique Modulé en amplitude F 3 = 156,800 M Hz Fondamental Modulé en Fréquence La puissance de l'émetteur FM est supérieureà celle de l'émetteur AM, les systèmes de repérage et de détection des services maritimes étant terrestres,alors que le repé- rage par l'aéronautique s'effectue en altitude. Cette particularité tend à compenser les différences de propagation à vue et rasante pas d'obstacle vers le ciel. Le découpage et la modulation des deux émetteurs sont ef- fectués nar un minimum de composants électroniques pour des raisons de fiabilité et de-consommation Les oscillateurs de base et la modulation restent en fonctionnement permanent lors de la mise en route de la balise pour des raisons de stabilité en fréquence. La figure 3 représente plus en détails la composition de la carte modulation et découpage. Un seul circuit intégré I Ci en est le maître pilote, ses deux premières portes NON-ET 11,12 sont montées en multivi- brateur et fournissent un signal carré de fréquence F 2 Cl Ce signal carré de rapport égal ou su- 2,2 R 2 1 *C inlcréd apr glo u périeur à l'unité commande le déclenchement du multivibra- teur de fréquence acoustique constitué par les deux autres portes 13, 14 du même circuit et un compteur à sept étages IC 2, dont deux seulement sont représentés. L'avantage de ce compteur permet par le choix de ses sorties associées deux à deux de pouvoir faire varier les alternances de fonctionnement et d'arrêt des émetteurs Dans le cas représenté,les sorties 55 et 56 d'IC 2 commandent un groupe de trois portes NON-ET 16,17,18 afin de réaliser l'alter- nance décrite dans le diagramme 2 Les deux portes 17, 18 attaquent les transistors de commutation (Ti et T 2, figure 3) des alimentations des émetteurs, et permettent d'intervertir le choix des émissions qui reste toujours lié à celui du découpage de la modulation En choisissant deux autres portes voisines, on pourra avoir des temps d'émission différents, mais égaux aux temps de silence Par un choix judicieux de portes non voisines, on peut varier les temps d'émission par rapport aux temps de silence Ce choix peut être fait par un circuit commandé par un détecteur de seuils de ten- sion. La réalisation électronique comporte deux ensembles émet- teurs séparés (voir figure 4) Ceux-ci sont de conception classique: un étage oscillateur à quartz (Q 1 ou Q 2) suivi d'un étage doubleur, puis un étage tampon amplificateur qui précède l'étage final de puissance. Dans le mode FM, l'étage oscillateur à quartz est modulé par le signal acoustique appliqué à une diode varicap Dl associée à une self serie L 6 afin d'augmenter l'excursion en fréquence Dans le mode AM, c'est l'étage final qui est modulé par l'utilisation d'un modulateur serie constitué d'un transistor T 5. Les deux transistors finaux T 4 et T 9 des deux émetteurs sont accordés dans leurs collecteurs par les circuits L 5, C V 2 et L 11, C V 3 sur leurs fréquences respectives (fi- gure 3) Ilssont fortement couplés par les capacités C 17 et C 34 à une seule antenne 5 en quart d'onde raccourcie (spiralée) dont la fréquence d'accord est centrale, c'est-à- dire une fréquence aussi proche que possible de la fréquence équidistante de 121,5 et 156,8 soit 139,15. L'adaptation de celle-ci n'est pas optimum pour chacune des fréquences et permet d'obtenir une large bande passante; l'antenne présente pour les fréquences respectives de 121,5 M Hz et 156,8 M Hz la même désadaptation mais se com- porte réellement comme une antenne. Chaque circuit accordé des étages de puissance présente réciproquement lors du fonctionnement alternatif des émet- teurs, une désadaptation totale pour l'autre fréquence au moyen de leurs circuits accordés La puissance de sortie de chaque ensemble choisit le chemin le mieux adapté; celui de l'antenne. Le maximum de rayonnement dans ce type de fonctionnement est ainsi obtenu de manière simple, sans commutation d'an- tenne ou de sortie et élimine tous les systèmes mécaniques, tels que relais électroniques ou diode pin de puissance. Cette conception entraîne une perte de puissance rayonnée, mais la réalisation est plus fiable, moins complexe, moins encombrante et ces avantages sont importants pour un système portatif utilisé en cas de détresse dans des conditions dif- ficiles. Il va de soi que le mode de réalisation décrit n'est qu'un exemple et qu'il serait possible de le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. Revendications 1 Balise de détresse du type émetteur de radiolocalisation caractérisée en ce au'elle comporte une alimentation ( 1), un organe de commutation et modulations ( 2), un émetteur ( 3) en modulation d'amplitude, un émetteur ( 4) en modulation de fréquence et une antenne ( 5), l'organe ( 2) de commutation et modulations étant agencé pour commander les émissions des émetteurs( 3, 4) en alternance de préférence, avec une période de silence entre chaque émission. 2 Balise selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'émetteur ( 3) en modulation d'amplitude émet deux fréquences simultanément, une des fréquences étant l'harmonique ( 2) de l'autre. 3 Balise selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les oscillateurs de base et la modulation restent en fonctionnement permanent y compris pendant les temps de silence. 4 Balise selon une des revendications précédentes, caracté- risée en ce que l'organe ( 2) de commutation et modulations comporte des moyens pour choisir les durées respectives de silence et d'émission, c'est-à-dire un détecteur de seuils de tension et un circuit de commande. Balise selon une des revendications précédentes, caracté- risée en ce que l'antenne( 5)est une antenne en quart d'onde raccourcie dont la fréquence d'accord est centrale, c'est- à-dire sensiblement égale à la fréquence équidistante de la fréquence FM et de la fréquence de base AM. 6 Balise selon la revendication 5, caractérisée en ce que chaque circuit des étages de puissance présente récipro- quement, par leurs circuits accordés,une désadaptation totale pour l'autre fréquence de façon que lors du fonction- nement alternatif des émetteurs la puissance de sortie choisisse le chemin le mieux adapté, celui de l'antenne. 7 Balise selon une des revendications précédentes, caracté- risée en ce qu'elle est étanche et flottable, et lestée de façon à maintenir l'antenne hors de l'eau -