Brevet FR2621703A1 — publié le 19890414

"Récepteur d'avion pour système d'atterrissage micro- onde comportant des moyens de sélection de canal par entrée manuelle ou par abréviations familières d'aéro- ports" La présente invention concerne un système d'atterrissage micro-onde (MLS) de "l'anglais Microwa- ve Landing System"), et en particulier un récepteur d'avons destiné à être utilisé dans le MLS. Comme système d'atterrissage classique pour guider un avions en toute sécurité sur une piste d'at- terrissage, on a utilisé depuis longtemps le système d'aide à l'atterrissage ILS (de l'Anglais Instrument Landing System"). On a proposé récemment le MLS comme système devant prendre la place du système ILS classi- que, et devant être utilisé pour des essais pratiques. On se référera à "MLS is OPERATIONAL" de W.C. REED, Aout 1984, Allied Bendix Aerospace (Référence 1) et à "Introduction to MLS", octobre 1987, de United States Department of Transportation Federal Aviation Adminis- tration Programme Engineering and Maintenance Service (Référence 2). Le système MLS comprend des postes MLS au sol installés dans les aéroports, et des récepteurs d'avions montés sur les avions Les postes MLS au sol émettent des signaux MLS de bandes de fréquences ou de canaux qui leur sont individuellement assignés. La bande de fréquence de 5031 à 5090,7 MHz et 200 canaux portant les numéros 500 à 699, sont prévus pour être assignés aux postes MLS individuels au sol des aéro- ports. Lorsqu'un avion approche d'un aéroport de des- tination, cet avion reçoit, par son récepteur à bord appelé "récepteur MLS", le signal de canal MLS parti- culier provenant du poste MLS au sol de l'aéroport de destination, de manière à connaître l'azimut, l'éléva- tion et la distance de l'aéroport de destination. Le récepteur MLS comprend un circuit d'ac- cord ou circuit de sélection de canal, ainsi qu'un ca- dran d'accord ou cadran de sélection de canal pour re- cevoir sélectivement l'un voulu des signaux de canaux MLS individuels. Dans un récepteur MLS classique, le circuit de sélection de canal est un circuit de type superhétérodyne comprenant un oscillateur local de type à synthétiseur de fréquence et un mélangeur. La fréquence d'oscillation de l'oscillateur local est réglée par le cadran de sélection de canal. Lorsque l'avion approche de l'aéroport de destination, l'opé- rateur ou le pilote de l'avion doit faire fonctionner manuellement le cadran de sélection de canal du récep- teur MLS pour sélectionner le canal MLS particulier du poste MLS au sol de l'aéroport de destination. Par suite, le circuit de sélection de canal est réglé pour accorder le récepteur MLS sur le canal MLS particulier de manière à recevoir ainsi le signal de canal MLS particulier. De façon plus détaillée, l'oscillateur local est réglé par la manoeuvre manuelle du cadran de sé- lection de canal pour produire un signal local parti- culier de fréquence locale particulière qu'on applique au mélangeur. Le mélangeur combine le signal local particulier au signal de canal MLS particulier pour convertir en fréquence le signal MLS particulier en un signal de fréquence intermédiaire (FI) à fréquence FI fixe. Ainsi, le récepteur MLS est raccordé sur le ca- nal MLS particulier et le signal de canal MLS particu- lier est obtenu sous la forme du signal FI provenant du circuit de sélection de canal. Cependant, comme il est difficile pour le pilote de se rappeler des numéros de canaux et/ou des fréquences d'émission des postes MLS au sol de tous les aéroports, celui-ci doit utiliser une liste de nu- méros de canaux et des noms d'aéroports avant de faire fonctionner le cadran de sélection de canal. IL est compliqué pour le pilote de se référer à cette liste. La présente invention a pour but de créer un récepteur MLS d'avion dans lequel l'opération de sé- lection du canal MLS de l'aéroport de destination, peut être effectuée facilement sans utilisation de la liste. Un autre but de la présente invention est de créer un récepteur MLS d'avion dans lequel la sélec- tion de canal puisse être effectuée facilement sur le récepteur en réglant une abréviation d'un nom d'aéro- port ou un code de station d'un poste MLS au sol d'un aéroport de destination, ce qui est une opération fa- milière pour le pilote. A cet effet, la présente invention concerne un récepteur de système d'atterrissage micro-onde MLS embarqué sur avion, destiné à être utilisé dans un MLS comprenant un circuit de sélection de canal servant à sélectionner l'un particulier de canaux MLS de signaux MLS provenant de postes MLS au sol installés dans des aéroports présentant des abréviations familières aux pilotes, récepteur caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'entrée destinés à entrer manuellement l'abréviation d'un aéroport de destination sous la forme d'une abréviation particulière; et des moyens de stockage destinés à mémoriser un tableau de codes de numéros de canaux MLS assignés aux postes MLS au 262 1703 sol des aéroports, et les abréviations de ces aéro- ports, ces moyens de stockage étant couplés aux moyens d'entrée et répondant à l'abréviation particulière pour lire l'un particulier des codes de sélection de canal des numéros de canaux MLS correspondant à cette abréviation particulière provenant du tableau; le circuit de sélection de canal comprenant un circuit de commande couplé aux moyens de stockage et répondant au code de sélection de canal particulier du numéro de canal MLS pour commander le circuit de sélection de canal de manière à sélectionner le canal MLS particu- lier pour recevoir ainsi le signal de canal MLS parti- culier. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, le circuit de sélection de canal comprend un os- cillateur local de type à fréquence variable destiné à fournir un signal local d'oscillation à fréquence con- trôlée, et un circuit mélangeur destiné à mélanger l'un particulier des signaux de canaux MLS avec le si- gnal local pour convertir le signal de canal MLS spé- cifique en un signal à fréquence intermédiaire FI de fréquence FI fixe pour recevoir ainsi le signal de ca- nal MLS spécifique, les moyens de commande répondant au code de sélection de canal particulier et comman- dant l'oscillateur local pour générer le signal local présentent une fréquence particulière constituée par la fréquence contrôlée, cette fréquence particulière étant égale à une différence de fréquence particulière entre le signal de canal MLS particulier et le signal FI, ce qui permet ainsi au circuit mélangeur de con- vertir le signal de canal MLS particulier constituant le signal de canal MLS spécifique, en signal FI. Selon une autre caractéristique encore de l'invention, l'oscillateur local est un oscillateur de type à synthétiseur de fréquence comportant un divi- seur de fréquence variable comme circuit de commande. Selon une autre caractéristique encore de l'invention, le dispositif d'entrée est un clavier al- phabétique classique. L'invention sera décrite en détails en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est un schéma par blocs de la partie principale d'un récepteur MLS selon une forme de réalisation de la présente invention; - la figure 2 est un tableau des abrévia- tions d'aéroports et des codes de sélection de canaux mémorisés dans un dispositif de stockage; et - la figure 3 est un schéma par blocs d'un exemple d'oscillateur local. En se référant à la figure 1, le récepteur MLS représenté sur celle-ci comprend un filtre passe- bande (BPF) radio fréquence (RF) 11 destiné à filtrer le signal de bande de fréquence MLS provenant d'un si- gnal incident arrivent d'une antenne 10. Le signal de bande de fréquence MLS est appliqué à un circuit de sélection de canal 12. Dans la présente forme de réalisation, le circuit de sélection de canal 12 est du type superhétérodyne et comprend un oscillateur lo- cal 13 et un mélangeur 14. Dans l'art antérieur, on utilise un cadran de sélection de canal pour régler une fréquence d'os- cillation de l'oscillateur local 13 de manière à sé- lectionner l'un voulu des canaux MLS, et le signal de canal MLS est obtenu sous la forme du signal FI prove- nant du circuit de sélection de canal 12 comme décrit ci-dessus. Le signal FI est amplifié par un amplifica- teur FI (AMP) 15 et se trouve ensuite traité par un circuit de traitement (non représenté) bien connu de l'art antérieur. Le récepteur MLS selon la présente forme de réalisation comprend une unité d'entrée 16 et une uni- té de stockage 17 à la place du cadran de sélection de canal. L'unité d'entrée 16 est un clavier constitué par exemple par un clavier alphabétique classique des- tiné à entrer une abréviation de nom d'aéroport, ou un clavier comportant un certain nombre de touches cor- respondant aux aéroports, avec une identification des abréviations des noms d'aéroports. L'unité de stockage 17 mémorise préalable- ment un tableau d'abréviation de noms d'aéroports et de codes de sélection de canaux, de manière à sélec- tionner les canaux MLS des aéroports correspondants, comme indiqué sur la figure 2. On décrira maintenant le fonctionnement de l'unité de stockage 17 en se référant par exemple au Wexford County Airport de Cadillac City, Michigan, U.S.A.. L'aéroport est identifié par l'abréviation "CAD". En se référant à la figure 2, l'abréviation "CAD" est indiquée dans la partie d'abréviations du tableau de la figure 2. Un code correspondant "m(602)" est un code de sélection de canal permettant de sélec- tionner le canal MLS (n'602) du poste MLS au sol du Wexford County Airport. L'unité de stockage 17 répond à une abrévia- tion de non d'aéroport provenant de l'unité d'entrée 16, et transforme celle-ci en l'un correspondant des codes de sélection de canal qu'on applique à un cir- cuit de commande 18 de l'oscillateur local 13. Le cir- cuit de commande 18 répond au code de sélection de canal correspondant et commande l'oscillateur local 13 pour produire un signal local particulier de fréquence locale particulière qu'on applique au mélangeur 14. Le mélangeur 14 combine le signal local particulier à un signal de canal MLS particulier pour convertir le si- gnal MLS particulier en un signal FI, de la même ma- nière qu'un circuit de sélection de canal classique de type superhétérodyne comme décrit ci-dessus. On supposera maintenant que le récepteur MLS se trouve à la fréquence FI fixe de 160,8 MHz. Lorsque l'abréviation "CAD" de l'aéroport est réglée dans l'u- nité d'entrée 16, l'unité de stockage 17 applique le code de sélection de canal correspondant "m(602)" au circuit de commande 18. Le numéro de canal de l'aéro- port est 602 ce qui correspond à une fréquence de 5061,6 MHz. Pour recevoir le signal MLS à 5061,6 MHz, la fréquence d'oscillation locale du récepteur est ré- glée à 4900,8 MHz ce qui est égal à: 5061,6 MHz - ,8 MHz. Par suite, le circuit de commande 18 comman- de l'oscillateur local 13 pour produire un signal lo- cal particulier à une fréquence de 4900,8 MHz. Le si- gnal local particulier à 4900,8 MHz est appliqué au mélangeur 14 à partir duquel le signal de canal MLS provenant de l'aéroport "CAD" est obtenu sous la forme du signal FI. Le signal FI est appliqué à l'amplifica- teur FI 15. En se référant à la figure 3, l'oscillateur local 13 peut être un synthétiseur de fréquence com- prenant un oscillateur à fréquence fixe 19 destiné à fournir un signal d'oscillation à une fréquence fixe de par exemple 10 MHz, un compteur ou diviseur de fré- quence fixe 20 destiné à diviser en fréquence le si- gnal d'oscillation dans un rapport de division fixe de 1/M (M = 200) pour produire un signal divisé, une bou- cle de verrouillage de phase, et un multiplicateur 21 présentant par exemple un rapport de multiplication de 6. La boucle de verrouillage de phase comprend un oscillateur commandé en tension (VCO) 22 destiné à fournir un signal oscillant de VCO, un diviseur de fréquence variable 18' servant de circuit de commande pour diviser en fréquence le signal de VCO dans un rapport de division réglé dans celui-ci de manière à produire un signal divisé de fréquence variable, un détecteur de phase 23 destiné à comparer le signal di- visé au signal divisé de fréquence variable de manière à détecter entre les deux une différence de phase constituant un signal d'erreur, et un filtre de boucle 24 destiné à supprimer la composante de signal haute fréquence pour obtenir le signal d'erreur appliqué au VCO 22 de manière à stabiliser la fréquence du signal VCO. Le diviseur de fréquence variable 18' est un compteur programmable dans lequel un rapport de divi- sion variable est réglé sous la forme des codes de sé- lection de canal par l'unité de stockage 17. En répon- se à l'entrée d'une abréviation de nom d'aéroport dans l'unité d'entrée 16, un rapport de division correspon- dant est fourni par l'unité de stockage 17 pour le ré- gler dans le diviseur de fréquence 18'. Le rapport de division est appliqué au diviseur de fréquence 18' par l'unité de stockage 17 pour commander la fréquence du signal de VCO. Ensuite, le signal de VCO est multiplié en fréquence par 6 dans le multiplicateur 21 pour pro- duire le signal local. A ce propos, les rapports de division se présentant sous la forme des codes de sélection de ca- nal sont préalablement déterminés en se référant à la fréquence fixe de l'oscillateur à fréquence fixe 19, aux canaux MLS, à la fréquence FI, au rapport de divi- sion, et au rapport de multiplication comme indiqué dans le tableau ci-après. TABLEAU Numéro de canal 500 602 699 Fréquence (MHz) 5031 5061,6 5090,7 Fréquence fixe (MHz) 10 Rapport de division fixe (M) 200 Rapport de division variable (N) 16234 16336 16433 Fréquence de VCO (MHz) 811,7 816,8 821,65 Rapport de multiplication 6 Fréquence commandée (MHz) 4870,2 4900,8 4929, 9 Fréquence FI (MHz) 160,8 Des abréviations de noms d'aéroports sont utilisées dans la forme de réalisation décrite ci- dessus, mais des codes de station alphabétiques des postes MLS au sol des aéroports, qui sont familiers aux pilotes, peuvent être utilisés à la place des abréviations de noms d'aéroports. Par exemple, le pos- te MLS au sol de l'aéroport "CAD" présente un code de station alphabétique "MAJE". Par suite, "MAJE" est in- diqué à côté de "CAD" mais entre parenthèses dans le tableau de la figure 2. R E V E N D I C A T I ONS 1') Récepteur de système d'atterrissage mi- cro-onde (MLS) embarqué sur avion, destiné à être uti- lisé dans un (MLS) comprenant un circuit de sélection de canal (12) servant à sélectionner l'un particulier de canaux (MLS) de signaux (MLS) provenant de postes (MLS) au sol installés dans des aéroports présentant des abréviations familières aux pilotes, récepteur ca- ractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'entrée (16) destinés à entrer manuellement l'abréviation d'un aéroport de destination sous la forme d'une abrévia- tion particulière; et des moyens de stockage (17) destinés à mémoriser un tableau de codes de numéros de canaux (MLS) assignés aux postes (MLS) au sol des aé- roports, et les abréviations de ces aéroports, ces moyens de stockage (17) étant couplés aux moyens d'en- trée (16) et répondant à l'abréviation particulière pour lire l'un particulier des codes de sélection de canal des numéros de canaux (MLS) correspondant à cette abréviation particulière provenant du tableau; le circuit de sélection de canal (12) comprenant un circuit de commande (18) couplé aux moyens de stockage (17) et répondant au code de sélection de canal parti- culier du numéro de canal (MLS) pour commander le cir- cuit de sélection de canal (12) de manière à sélec- tionner le canal (MLS) particulier pour recevoir ainsi le signal de canal (MLS) particulier. 2') Récepteur (MLS) d'avion selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que le circuit de sélec- tion de canal (12) comprend un oscillateur local (13) de type à fréquence variable destiné à fournir un si- gnal local d'oscillation à fréquence contrôlée, et un circuit mélangeur (14) destiné à mélanger l'un parti- culier des signaux de canaux (MLS) avec le signal lo- cal pour convertir le signal de canal (MLS) spécifique il en un signal à fréquence intermédiaire (FI) de fré- quence (FI) fixe pour recevoir ainsi le signal de ca- nal (MLS) spécifique, les moyens de commande (18) ré- pondant au code de sélection de canal particulier et commandant l'oscillateur local (13) pour générer le signal local présentent une fréquence particulière constituée par la fréquence contrôlée, cette fréquence particulière étant égale à une différence de fréquence particulière entre le signal de canal (MLS) particu- lier et le signal (FI), ce qui permet ainsi au circuit mélangeur (14) de convertir le signal de canal (MLS) particulier constituant le signal de canal (MLS) spé- cifique, en signal (FI). 3) Récepteur (MLS) d'avions selon la reven- dication 2, caractérisé en ce que l'oscillateur local (13) est un synthétiseur de fréquence comportant un diviseur de fréquence variable constituant le circuit de commande. 4)- Récepteur (MLS) d'avion selon la reven- dication 3, caractérisé en ce que le synthétiseur de fréquence comprend un oscillateur à fréquence fixe (19) destiné à fournir un signal d'oscillation à fré- quence fixe, un diviseur de fréquence fixe (20) desti- né à diviser en fréquence le signal d'oscillation dans un rapport de division fixe pour produire un signal divisé, un oscillateur commandé en tension (VCO) (22) destiné à fournir un signal oscillant de (VCO), un di- viseur de fréquence variable (18') constituant le cir- cuit de commande pour diviser en fréquence le signal de (VCO) dans un rapport de division variable détermi- né dans celui-ci par l'unité de stockage (17) sous la forme du code de sélection de canal, de manière à pro- duire un signal divisé de fréquence variable, un dé- tecteur de phase (23) destiné à comparer le signal di- visé au signal divisé de fréquence variable pour dé- 262 1703 tecter entre les deux une différence de phase consti- tuant un signal d'erreur, un filtre de boucle (24) destiné à supprimer la composante de signal haute fré- quence pour fournir le signal d'erreur à l'oscillateur commandé en tension (22) de manière à commander la fréquence de ce signal de (VCO), et un multiplicateur de fréquence (21) destiné à multiplier le signal de (VCO) dans un rapport de multiplication permettant d'obtenir un signal multiplié constituant le signal local, le rapport de division variable constituant le code de sélection de canal étant préalablement déter- miné en se référant à la fréquence fixe de l'oscilla- teur à fréquence fixe (19), au canal (MLS), à la fré- quence (FI), au rapport de division fixe, et au rapport de multiplication. ') Récepteur (MLS) d'avion selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que les abréviations sont des noms d'abréviations d'aéroports. 6-) Récepteur (MLS) d'avion selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que les abréviations sont des codes de station alphabétiques assignés aux postes (MLS) au sol installés dans les aéroports. 7 ) Récepteur (MLS) d'avion selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que les moyens d'entrée (16) sont constitués par un clavier alphabétique.