Brevet FR2655497A1 — publié le 19910607

La présente invention se rapporte aux systèmes de transmission à courte portée d'informations émises par au moins un équipement émetteur vers un ou plusieurs équipements récepteurs, l'équipement émetteur étant situé dans un champ semi-hémisphérique au-dessus des récepteurs. La présente invention se rapporte tout particulièrement à la transmission d'informations confidentielles dans les meilleures conditions de couverture de discrétion et de redondance En effet, ces conditions idéales de transmission sont parfois difficiles à obtenir lorsque, dans un tel champ semi-hémisphérique, se trouvent des sources parasites Ces sources parasites peuvent être très variées Un fond très brillant ou le soleil in- duisent un bruit au niveau des équipements récepteurs, néfaste à une bonne qualité et sécurité dans la réception du message. Le système de transmission de l'invention s'applique en particulier aux liaisons entre un porte-avion et un ou plusieurs avions sur le pont d'envol ou encore à des échanges de messages entre avions en patrouille, l'un des avions portant alors la source coopérative émettant le message utile, les autres avions disposant des systèmes de réception. Un système de transmission unilatérale comprenant un émetteur optique à faisceau modulable placé sur l'équipement émetteur, des moyens pour modu- ler ledit faisceau à partir desdites informations, un détecteur optique placé sur chaque équipement récepteur et des moyens pour démoduler le si- gnal de sortie dudit récepteur, est déjà connu Ainsi, le brevet 2 352 452 de la demanderesse décrit un système de ce type; il préconisait l'utilisation d'un rayonnement incohérent afin de garantir une discrétion quasi absolue puisque la loi de détection est alors en 1/d 2, d étant la distance de l'équipement récepteur à l'émetteur; il préconisait encore d'illuminer un point du champ par deux ou plusieurs émetteurs. Ce dernier système de la demanderesse s'appliquait en particulier aux liaisons entre un porte-avion et un avion situé sur le pont d'envol de ce porte-avion afin d'assurer la transmission d'un message d'alignement Ce système utilisait une porteuse optique non cohérente dans l'infrarouge proche, de l'ordre de 0,9 mm La source d'émission proprement dite était un ensemble de diodes électroluminescente de type Ga As montées en série et modulées en tout ou rien Le système optique d'émission étant chargé de former, à partir du faisceau émis par les diodes, un faisceau de + le en site et de 45 ou 90 * en gisement L'ensemble du faisceau était légèrement incliné vers le bas et se trouvait à la hauteur des dérives des avions La couverture du pont d'envol du porte-avion était réalisée grâce à une combi- naison de plusieurs émetteurs orientés les uns par rapport aux autres de manière judicieuse Le récepteur était composé d'une tête optique située sur la dérive de l'avion et constitué de six photodiodes au silicium col- lées sur un support hexagonal de manière à assurer, dans le plan perpendi- culaire à l'axe dudit support, un diagramme de réception pratiquement omni- directionnel Une mince couche en Cd Te, par exemple placée sur les photiodes, permettait l'élimination, à la réception, d'une majeure partie du spectre solaire Un traitement antireflet favorisait la réception par les photodiodes des signaux à 0,93 pim L'ensemble du dispositif de réception était en outre protégé par une fenêtre cylindrique en quartz Un système de "persiennes" horizontales associé aux photodiodes permettait: d'interdire l'éclairement des photodiodes par le soleil lorsque le site de ce dernier excédait + 7,50, de limiter leur éclairement par le paysage environnant Enfin, les sorties des photodiodes étaient mises en parallèles, côté récepteur, à tra- vers un câble coaxial à l'entrée d'un pré-amplificateur L'ensemble de la tête optique du récepteur appelé bougie était sensiblement un cylindre sor- tant de la dérive de l'avion sur une hauteur de 8,7 cm et un diamètre de 4,7 cm. Ce système connu apportait déjà une bonne confidentialité; toute- fois, ce système de l'art antérieur présente aujourd'hui de multiples inconvénients Un premier inconvénient tient à l'ensemble de réception ou "bougie" qui constitue une contrainte du point de vue aérodynamique, tout particulièrement pour les avions supersoniques En effet, cet ensemble de réception est un cylindre sortant de la dérive de l'avion. En outre, le système de réception précité comporte un détecteur omni- directionnel en gisement qui ne peut éviter la présence de parasite lorsque le champ de vue contient le soleil ou un fond très brillant. De plus, ces systèmes connus ne répondent pas aux exigences de dis- crétion actuelles puisque les faisceaux émis sont presque horizontaux; pour ces derniers faisceaux horizontaux, c'est l'absorption atmosphérique et la loi en 1/d 2 qui assurent une certaine confidentialité en atténuant l'éclairement transmis (o d est la distance à l'émetteur) Enfin, l'horizontalité du faisceau émis par l'équipement émetteur constitue un in- convénient pour la couverture du porte-avion par les occultations possibles par d'autres avions de types différents; la finesse du faisceau empêche son utilisation par des avions possédant des récepteurs à des hauteurs dif- férentes. La présente invention se propose de remédier à ces différents incon- vénients en améliorant la confidentialité du faisceau émis par l'équipement émetteur, en évitant les occultations par les autres avions rangés sur le porte-avion dans une application marine, en rendant possible la réception par les différents avions, quelle que soit la hauteur des avions ou de leurs récepteurs. L'invention vise à placer le ou les émetteurs du faisceau optique le plus haut possible dans la mâture du porte-avion, tous les émetteurs émet- tant alors le même signal optique L'invention vise donc également à réali- ser des équipements récepteurs capables de recevoir de façon omnidirection- nelle en gisement et en site. Les systèmes de transmission de messages comportent des moyens de ré- ception du signal optique d'émission, ces moyens de réception étant essen- tiellement formés d'un objectif 1 grand champ sensiblement semi-hémisphé- rique et, dans le plan focal de cet objectif 1 d'un dispositif photorécep- teur, ledit dispositif photorécepteur étant sensible au rayonnement dudit signal optique d'émission. Selon une prémière caractéristique de l'invention, le dispositif pho- torécepteur est une mosaïque ( 2, 20, 30, 40, 50) de N éléments détecteurs, mobile ou fixe, N étant un entier naturel prédéterminé. Selon une autre caractéristique de l'invention, la mosaïque est une mosaïque 55 "plan focal" connue en soi, par exemple dont les éléments sont agencés suivant une disposition ligne-colonne, ladite mosaïque 55 couvrant le champ de l'objectif 1. Selon une autre caractéristique de l'invention, la mosaïque est une barette 2, formée de N détecteurs, ayant la forme d'un secteur Aa de cercle centré en 0, chaque détecteur Di élémentaire ayant la forme d'une portion de ce secteur limité par deux segments perpendiculaires à l'axe de ladite barrette 2, ladite barrette 2 étant mobile autour du point 0. Selon une autre caractéristique de l'invention, la mosaïque est une barrette 30 ayant la forme d'un secteur AM de cercle centré en 0, chaque détecteur D'i élémentaire ayant la forme d'une portion de ce secteur limité par deux segments parallèles entre eux et non perpendiculaires à l'axe Ox de cette barrette 30, ladite barrette 30 étant également mobile autour du point 0. Selon une autre variante, la barrette 20 est la juxtaposition à dis- tance angulaire ú de deux demi-barrettes linéaires D 2 p, D 2 p+ 1 composées chacune de n/2 éléments détecteurs, lesdits N éléments détecteurs étant disposés en quinconce d'une demi-barrette à l'autre, lesdits éléments pairs et impairs couvrant avec chevauchement, dans le sens de l'axe de ladite barrette 20, chaque intervalle laissé vide par l'autre demi-barrette, la- dite barrette 20 étant également mobile autour du centre 0. En outre, selon une autre variante, la mosaïque 40 est formée d'une adjonction régulière de m barrettes 20, distantes deux à deux du même in- tervalle angulaire ú, afin de couvrir toute la circonférence, la rotation autour du centre O de ladite mosaïque 40 devenant très faible et égale à AM + e, ladite rotation étant alternative ou non. Selon une autre dernière variante, la mosaïque 50 fixe est formée d'une adjonction régulière de q barrettes 2 identiques, centrées chacune en 0, juxtaposées avec une distance angulaire k de telle sorte que q(AM +Y) égale 360. Selon les variantes des mosaïques ( 3, 30, 50), l'intervalle (ú,'X) séparant deux éléments détecteurs Di adjacents quelconques est choisi infé- rieur à la dimension de la tache T optique placée dans le plan focal de l'objectif 1. En outre, la mosaïque ( 2, 20, 30, 40) est déplacée dans le plan focal de l'objectif l autour du foyer principal de cet objectif 1, afin de ba- layer 360 ' en azimut. De plus, les moyens d'entraînement de la mosaïque ( 2, 20, 30) sont un moteur pas-à-pas, tandis que la mosaïque 40 est entraînée en rotation par un système d'entraînement simplifié. La mosaïque ( 2, 20, 30, 40) couvre un angle AO en site égal à g O', le nombre N d'éléments détecteurs étant judicieusement choisi. De plus, la (respectivement les) source(s) émettrice(s) émet(tent) dans un domaine spectral donné tandis que l'objectif 1 est sensiblement mo- nospectral (resp multispectral) à bande(s) étroite(s) et que les éléments détecteurs Di sont choisis sensibles à la (resp les) même(s) longueur(s) d'onde(s). En outre, le domaine spectral est par exemple l'infrarouge, le vi- sible, l'ultraviolet Les sources émettrices émettent des messages diffé- rents ou le même message. Le système de l'invention comporte des moyens pour extraire, ampli- fier, multiplexer sur deux (resp k) voies adjacentes les signaux fournis par deux (resp k) éléments détecteurs Di adjacents, des moyens pour appli- quer lesdits signaux à l'entrée d'un circuit 62 à 67 de traitement, des moyens 63 pour discriminer les bruits engendrés du signal utile, des moyens pour traiter le signal et en extraire le signal modulé de chaque source émettrice. Le circuit 62 à 67 de traitement de l'invention comporte des moyens pour commander le balayage en azimut de la mosaïque ( 2, 20, 30, 40). Lorsque deux sources émettrices par exemple émettent le même signal et sont placées à une certaine distance l'une de l'autre, en réception, le circuit 63 de discrimination permet, dans le cas o le signal reçu présente même grandeur que le bruit engendré par le soleil, de décider de rechercher l'autre source exemptée de bruit, par exemple grâce au signal fourni par un autre élément détecteur Dj (resp grâce à une modification d'azimut) si les sources émettrices sont placées l'une au-dessus de l'autre (resp si les sources sont placées à même hauteur horizontalement). En outre, la position S du détecteur Ds recevant le signal recherché permet d'en déduire en sortie du circuit 65 les coordonnées de la source recherchée. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description suivante illustrée par des dessins. La figure 1 représente un exemple de disposition relative émetteur récepteur dans une application porte-avion. La figure 2 représente un exemple d'équipement électro-optique récep- teur porté par l'avion. La figure 3 a représente une portion de l'espace vue par un élément détecteur La figure 3 b représente sa projection dans le plan focal de l'objectif 1. La figure 4 représente la courbe de variation de la distance entre le foyer principal et l'image de la source émettrice dans le plan focal en fonction de l'angle d'incidence du faisceau lumineux reçu. La figure 4 bis représente une vue en coupe du trajet optique du si- gnal incident dans le dispositif de la figure 4 selon l'invention jusqu'à son arrivée dans le plan focal de l'objectif 1. La figure 5 représente une vue de dessus d'une barrette 2 de détec- tion selon l'invention. La figure 6 représente un exemple de circuit de multiplexage des si- gnaux fourni par seize détecteurs sur deux voies simultanées adjacentes. La figure 7 représente un bloc diagramme du dispositif de traitement des signaux reçus. La figure 8 représente un algorithme de recherche et de poursuite de la source modulée. La figure 9 représente un cas particulier d'une barrette 30 formée de deux demi-barrettes, chacune comportant n/2 éléments placés en quinconce. La figure 10 est une variante de barrette 30 composée de n photodétecteurs. La figure Il représente une mosaïque 40 formée d'éléments photodétec- teurs, également placée dans le plan focal de l'objectif 1 de la figure 4 et couvrant presque tout le champ optique. La figure 12 représente une autre mosaïque 50 formée d'éléments photodétecteurs, également placée dans le plan focal de l'objectif 1 de la figure 4, couvrant tout le champ optique. La figure 13 représente une variante de mosaïque 55, mosaïque "plan focal". La description détaillée suivante va envisager une application au porte-avion dans laquelle des informations sont communiquées depuis la tou- relle vers les avions prêts au décollage Mais il est bien évident que la présente invention ne se limite pas à une telle application ainsi qu'il ap- paraitra dans la suite de la description. En se référant à la figure 1, El est un émetteur du faisceau optique placé dans la mâture du porte-avion et émet un signal reçu par les récep- teurs RAI et RA 2 des avions A 1 et A 2 La puissance utile reçue par le ré- cepteur RA 2 dépend essentiellement de sa position par rapport à la source, du diagramme de rayonnement de la source E 1, des conditions météorologiques par exemple Pour un diagramme de rayonnement circulaire, la puissance reçue par le récepteur R Ai est plus grande que celle reçue par le récepteur RA 2 Pour optimiser le mieux possible la puissance reçue par tous les récepteurs du porte-avion, il est donc souhaitable de placer l'émetteur E 1 le plus haut possible dans la mâture; le diagramme d'émission pourra alors être dirigé vers le bas, ce qui procure de multiples avantages tels que: une discrétion assurée au-délà de 100 à 200 mètres du porte-avion, une absence d'occultations par les autres aéronefs rangés sur le pont, une bonne réception quelle que soit la hauteur des avions ou de leurs récepteurs. Une hauteur de l'ordre de 25 mètres peut être raisonnablement envisa- gée dans l'application porte-avion, pour placer l'émetteur E 1 dans la mâ- ture Une source copérative E 1 peut être par exemple constituée de plu- sieurs photodiodes, par exemple en Ga As émettant à 0,93 Hum ( 200 m W par diode) ou en Ga AI As émettant à 0,81 pam (jusqu'à 10 W par diode) associées à des optiques d'émission La source peut être par exemple modulée à Khz et de bande passante utile du message 20 Khz Les récepteurs RAI, RA 2 de l'invention présentent la particularité d'être omnidirectionnels Khz et de bande passante utile du message 20 Khz Les récepteurs RAI, RA 2 de l'invention présentent la particularité d'être omnidirectionnels dans l'hémisphère supérieur ainsi qu'il apparaîtra dans la suite de la description. La figure 2 représente la tête électro-optique de l'équipement récep- teur porté par l'avion Cette tête électro-optique se compose essentielle- ment d'un objectif 1 grand champ de type fish eye, par exemple formé d'une pluralité de lentilles L 1, L 2, L 3, L 4, L 5 à champ de vue circulaire suscep- tible de couvrir un champ de + 900 L'objectif 1 omnidirectionnel est par exemple formé d'un groupe convergent de trois lentilles L 1 L 2 L 3 formant une image intermédiaire 10 de la pupille d'entrée (quelle que soit la di- rection du faisceau incident) au niveau d'un écran 10 métallique à ouver- ture circulaire et d'un groupe de deux lentilles L 4 L 5 formant l'image de tous les points du champ semi-hémisphérique de l'objectif i dans le plan du plateau 3 Un tel objectif i émerge de l'avion d'une épaisseur e très faible (par exemple de l'ordre de 6 mm) L'écran circulaire 10 est suffisamment en retrait par rapport à la paroi extérieure de l'avion pour procurer au système de l'invention une parfaite protection contre les émis- sions radioélectriques. En outre, le filtre il spectral permet, ainsi placé entre l'objectif l d'entrée et le plateau 3, de limiter avant détection le flux lumineux reçu à la seule bande passante spectrale utile, c'est-à-dire celle de la source coopérative. Sur le plateau 3, plan focal de l'objectif 1, on place une barrette 2 linéaire de N détecteurs couvrant un champ instantané de 90 en site et de Aa degrés d'azimut Cette barrette 2, représentée en vue de dessus sur la figure 5, est par exemple formée d'une pluralité de détecteurs élémentaires D 1, D 2, D 3, D 4, Dn, chaque détecteur Di pouvant être par exemple une photodiode, polarisée en inverse pour diminuer sa capacité qui est source de bruit Les détecteurs Di élémentaires selon l'invention présentent une structure en secteur limité par deux arcs de cercle de même centre 0, O étant le foyer principal de l'objectif i Ces arcs de cercle sont sensible- ment assimilables à des segments de droites parallèles. Cette structure des détecteurs Di s'explique de la manière suivante un élément de secteur d'azimut correspond dans le plan focal de l'objectif i à un secteur du cercle définissant le champ de vue de cet objectif i en azimut Une portion de site correspond, dans ce même plan focal, à un an- neau circulaire centré sur le foyer O de ce même objectif 1 L'intersection d'une portion de site et d'un secteur d'azimut détermine la forme dans le plan focal d'un élément détecteur Di: c'est la surface réalisant l'intersection d'un anneau par un secteur (cf figure 3 b). Un tel choix de détecteurs (Di)i=in, le nombre N représentant le nombre de détecteurs d'une barrette 2, confère à chaque détecteur Di un champ de vue instantané en site très inférieur inférieur à 90 (en moyenne 900/n) et un champ de vue instantané en azimut de l'ordre de Aa = 360/p, p étant un nombre entier choisi de façon appropriée. La figure 3 a représente la portion de l'espace vue par un élément dé- tecteur Di selon l'invention An représente l'angle solide de l'espace vu par un élément photodétecteur Di Cet angle solide An s'écrit an = &Ap A 9 AO étant la portion de site et Ap étant la portion d'angle qui lui est per- pendiculaire; l'angle d'azimut élémentaire An est lié à Ap par la relation an= AAB = AB, R cos O cos 6 soit Ap = Ac cos O d'o l'angle solide élémentaire An = Aa AO Cos O lorsque Aa est petit et AO fini, il s'écrit: a = An S cos O d O 01 G = Aa (sin 02 sin 1) ou encore en fonction de l'angle p = 2 _ O 2 n = An (cos 1 cos 2) ( 1) Les valeurs çl et 2 sont en particulier liées aux distances des segments délimitant chaque détecteur Di. La figure 4 représente, pour un certain objectif grand champ, la courbe p en fonction de l'angle ç d'incidence du faisceau lumineux reçu, o p est la distance entre le foyer principal O de l'objectif 1 et l'image de la source émettrice supposée ponctuelle dans le plan focal Pour des an- gles ço faibles, la courbe p varie quasi linéairement en fonction de l'an- gle utilise une barrette 2 formée de N éléments détecteurs (Di)i= 1,n. En effet, plus un élément détecteur Di est petit et plus cet élément Di couvre un angle solide petit, plus le bruit est faible Par conséquent, tant que l'angle solide de chaque élément Di est supérieur à l'angle de vue de la source et pourvu que la tache optique en M dans le plan du plateau 3 reste inférieure à la taille de l'élément Di, la sensibilité s'améliore avec l'augmentation du nombre N d'éléments détecteurs Di. Par rapport à un système monodétecteur, une barrette 2 à détecteurs élémentaires Di procure un gain important: si le champ de vue moyen ins- tantané d'un détecteur élémentaire Di est de ( 90/n) Ao degrés carrés, en prenant le cas o N égale 16 et At égale 3600/160, l'angle solide de vue ni de ce détecteur Di est égal à 5,5650 x 2,250. Le rapport entre l'angle de vue total de l'objectif 1 et l'angle so- lide ni élémentaire de ce détecteur Di fournit le nombre 1647 Entre un dé- tecteur unique couvrant tout le champ et le détecteur Di de l'invention, le bruit dû au fond extérieur est divisé par J 1647, soit environ 40, ce qui procure un gain de 32 d B. Le découpage de la barrette 2 de détection en N éléments détecteurs Di dans le sens du site, comme représenté sur la figure 5, s'effectue pour optimiser le rapport signal à bruit obtenu tout le long de la barrette 2. En particulier, le bruit dépend des paramètres suivants la répartition des luminances dans le ciel, l'angle de site de réception, l'absorption du rayonnement solaire étant d'autant plus importante que cet angle est grand, la puissance continue reçue du fond par l'élément correspondant donnée par P = Lf x il (Lf luminance du fond continu, il angle solide vu par cet élément détecteur) (relation 1), la capacité Cd de l'élément détecteur et celle des fils de liaison avec le préamplificateur. Le bruit proportionnel à IF diminue avec la puissance reçue du fond. Le signal dépend de l'intensité I du rayonnement émis par la source E 1 co- opérative dans la direction du récepteur, de la distance d du récepteur à cette source qui est fonction de l'angle p et de la hauteur h de l'émetteur et enfin de la transmission atmosphérique R sur le trajet sourcerécepteur. On peut écrire: signal proportionnel à l T d avec d = h tg w Lorsque le fond ne limite pas les performances du détecteur, c'est la capacité Cd du détecteur lui-même associé à son préamplificateur qui est la source principale de bruit Dans ces conditions, on trouve encore que le bruit est d'autant plus faible que la surface du détecteur est plus faible. Par exemple, les détecteurs Dn les plus éloignés de l'axe optique analysent le paysage au voisinage de l'horizon (p = i/2) Or, au voisinage de l'horizon, l'émission directe et diffuse du soleil est moins importante donc le bruit sera moins important; c'est la capacité des détecteurs pro- portionnelle à leur surface qui est la source de bruit la plus importante. Mais pour ces détecteurs, la distance d est grande (fig 1). Le choix de la surface des éléments détecteurs résulte donc de divers compromis et en particulier du diagramme de rayonnement de la source Dans l'application envisagée, si une source parasite est petite par rapport à un détecteur Di (par exemple le soleil fait 0,50), l'augmentation du nombre d'éléments détecteurs et la diminution de l'angle de vue de chacun d'eux diminue la probabilité d'être parasité, mais ne diminue pas l'intensité de ce parasite lorsque celui-ci se produit. Ainsi, en présence de soleil, dans le cas du porte-avion, la couver- ture du pont par l'émetteur E 1 sera d'autant meilleure que la surface sen- sible de l'élément détecteur Di sera faible Seul sera bruité l'élément dé- tecteur Dj placé dans l'alignement émetteur El-soleil; ce détecteur n'assure alors pas sa fraction de couverture du pont. Pour pallier un tel cas de figure, le système de transmission de l'invention préconise d'utiliser deux sources E 1 E 2, chacune d'elles émet- tant le même signal codé, placées à même hauteur dans la mâture du porte- avion à une distance par exemple de l'ordre de 15 mètres L'angle de gise- ment entre les deux sources E 1 E 2 est alors supérieur à 4 ce qui, au re- gard des 0,5 e perturbés par le soleil, permet d'assurer une bonne réception il du message utile au niveau de l'un des détecteurs de la barrette 2 en pro- venance de l'émetteur le plus éloigné du soleil, donc le moins parasité. On notera que, dans un tel cas particulier o l'angle de gisement entre les deux sources E 1 E 2 d'un même groupement est supérieur à 4,e il est supérieur à la couverture azimutale de la barrette 2 (par exemple égale à 360 /160, soit 2,250 dans le cas o p est choisi égal à 160). Le fait de placer deux sources coopératives E 1 E 2 dans la mâture du porte-avion au lieu d'une seule source présente en outre l'avantage d'augmenter la fiabilité du système car le risque de panne d'un émetteur n'est pas nul Ces sources E 1 E 2 peuvent encore être placées l'une audes- sus de l'autre. Pour assurer le balayage en azimut du champ, on place selon l'invention la barrette 2 de l'invention sur un plateau 3 placé dans le plan focal de l'objectif 1 Ce plateau 3 est tournant autour du foyer O principal de cet objectif 1, par exemple au moyen d'un moteur 4 pas à pas placé sous ce plateau 3 comme représenté sur la figure 2 Le pas du moteur 4 est choisi très faible, par exemple à 200 ou 400 pas, soit 1 8 ou 0 99. Ce moteur tourne à faible vitesse, par exemple 1 tour/seconde Pour assurer les liaisons électriques entre l'électronique située sur ce plateau 3 et l'électronique d'exploitation fixe, on interpose, entre ce plateau 3 et le moteur 4 par exemple un joint tournant 5 Il permet la libre rotation sur k x 3600 du plateau 3 Mais il est encore possible d'utiliser un simple to- ron d'extraction des signaux, ce qui confère une liberté de rotation de 360 + quelques degrés. Outre la barrette 2 de l'invention, le plateau 3 supporte également n préamplificateurs 60 et des circuits électroniques d'extraction des signaux reçus par chaque détecteur Di comme représenté sur la figure 6 Ces cir- cuits 60 ont pour fonction de polariser les détecteurs Di, d'amplifier les signaux reçus et de les appliquer à l'entrée d'un circuit de multiplexage 61 L'intégration préamplificateur-détecteur est suffisamment miniaturisée pour éviter les inductions parasites sur la liaison électrique Ces préamplificateurs 60 sont par exemple des préamplificateurs opérationnels intégrés à faible bruit Ils conviennent tout à fait pour la détection de messages de 20 Khz de bande passante et une fréquence centrale de 100 Khz ils sont, par exemple, montés en transrésistance. Le circuit 61 de multiplexage schématisé sur la figure 6 par 2 N in- terrupteurs représentant l'ouverture ou la fermeture des portes des voies j et j 1 adjacente permet de fournir les signaux issus des N détecteurs Di sur deux voies adjacentes simultanées Ce circuit 61, porté par le pla- teau 3, permet ainsi de pouvoir lire deux éléments détecteurs contigus Dû et Dj 1 en même temps Une horloge Hc externe au plateau 3 commande l'ouverture et la fermeture des portes des voies comme représenté sur la figure 7. Ces signaux des voies j et j + 1 issus du multiplexeur 61 sont appli- qués respectivement à l'entrée des amplificateurs filtres 62, 62 ' Ces am- plificateurs filtres 62, 62 ' font partie des circuits de traitement fixes extérieurs au plateau 3 qui ont pour rôle essentiel d'exploiter les deux signaux issus du multiplexeur 61 c'est à dire de rechercher et si néces- saire de poursuivre la source E 1 coopérative afin d'obtenir un signal stable émis par cette source E 1 et en extraire le message utile Cette électronique de traitement fixe comprend en outre deux circuits 63, 63 ' de discrimination des signaux bruités (par exemple bruités par le soleil). Chaque circuit de discrimination 63 (resp 63 ') reçoit, d'une part, le si- gnal d'entrée du circuit 62 (resp 62 '), d'autre part, le signal de sortie de ce même circuit et fournit le résultat à l'entrée du circuit 65 de ges- tion et de commande Les circuits amplificateurs 62, 62 ' fournissent égale- ment leur signal de sortie à l'entrée d'un circuit 64 de sélection de la meilleure voie ( j, j 1) Le résultat de la sélection effectuée par le circuit 64 est fourni au circuit 65 de gestion et de commande ainsi qu'à un circuit 66 amplificateur Ce circuit 66 reçoit le signal filtré dans sa bande passante utile et le fournit en sortie après amplification et écrê- tage ou mise en forme vers un dispositif connu en soi de traitement de l'information. Le circuit 65 de gestion et de commande est rythmé par une horloge Hb de base Ce circuit 65 a de multiples fonctions: il fournit un signal à l'entrée de l'horloge Hc de commande du multiplexeur 61 permettant d'initialiser une opération sur deux voies adjacentes (j, j 1) Il four- nit également un signal au circuit 67 de commande du moteur 4 pas à pas; il fournit encore un signal vers le circuit 64 de sélection de la meilleure voie j ou j 1; il fournit un signal Sv de validation vers le circuit de * décodage de l'information (ne faisant pas l'objet du présent brevet); En- fin, il fournit les coordonnées angulaires de l'émetteur recherché et trouvé. Le circuit 65 effectue les multiples opérations de calcul, de sélec- tion de voie, de décision de suivi des seuils de poursuite et de commuta- tion entre recherche et poursuite En effet, lorsque la direction de visée de la source coopérative a été trouvée, le moteur 4 pas à pas s'arrête sur la direction d'azimut correspondante et le circuit de multiplexage 61 four- nit la voie j parmi les N voies correspondant aux N détecteurs ainsi que la voie j 1 adjacente Le circuit 65 commande la délivrance par le circuit 64 du signal filtré dans sa bande passante à destination d'un circuit non représenté de décodage de l'information. La figure 8 illustre un algorithme de recherche et de poursuite de la source en présence de bruit parasite solaire On initialise le système pour une position donnée en site et en azimut; la recherche en azimut est ef- fectuée par le moteur pas à pas qui entraîne le plateau 3; la recherche en site, au contraire, est effectuée par la lecture multiplexée des N éléments détecteurs Di, lecture réalisée dans la période de 1 pas du moteur. L'horloge Hb commande à la fois la vitesse de rotation du moteur et l'horloge Hc d'adressage du multiplexeur 61 Ceci permet la synchronisation entre la rotation pas à pas du plateau 3 et le multiplexage des 2 N voies. On notera que le temps de maintien d'une voie à l'entrée du multi- plexeur 61 doit être très grand, lors de la phase de recherche, par rapport à la période moyenne des signaux mesurés, ce qui implique une vitesse de rotation limitée pour le plateau 3. Dans l'exemple numérique précité o p est choisi égal à 160, le temps de passage de l'image de la source coopérative sur un détecteur Di pendant la recherche en azimut est égale à 1/160, soit 6,25 ms. Le temps de multiplexage du signal détecté par un détecteur Di est inférieur à 6,25/n, soit 390 As Si la fréquence du signal est de 100 Khz, une période de ce signal dure 10 ps, ce qui permet d'analyser correctement le signal. Pendant le temps de lecture d'un détecteur Di, après un court instant d'établissement du signal reçu, on compare l'amplitude du signal à un seuil de détection; dans le cas o le seuil est dépassé, on regarde (figure 7) si le signal n'est pas du bruit induit par l'éclairement trop violent dû au soleil, au moyen du circuit 63 de discrimination des signaux bruités. Une méthode pour effectuer ce traitement est de mesurer la valeur ef- ficace du signal entre deux bandes électriques différentes, la bande la plus étroite correspondant à la bande utile du signal modulé de la source coopérative Si le signal reçu est bien le signal utile, les deux valeurs efficaces sont égales; dans le cas contraire, le rapport des valeurs mesu- rées dépend du rapport des bandes passantes électriques choisies. Suivant les applications, il se peut que le circuit détecteur associé à son préamplificateur soit saturé en présence de soleil Donc, dans ces conditions, il n'y a pas de signal modulé en sortie préamplificateur et donc pas de risque d'erreur dans la recherche de la source coopérative Le seuil de détection est choisi de telle sorte que le taux de fausses alarmes reste acceptable dans l'application requise. Si le seuil de détection SD n'a pas été dépassé, on incrémente un nouvel azimut jusqu'à ce que ce seuil soit effectivement dépassé. Lorsque la source est ainsi trouvée, on passe à l'algorithme de poursuite afin de pallier les évolutions lentes dûes aux déplacements relatifs entre l'émetteur (source coopérative) et le récepteur (détecteur Di) On recherche alors l'évolution de l'amplitude du signal issu du circuit 64 Si l'amplitude du signal diminue dans un certain rapport représenté par un seuil de stabilité, il est nécessaire de déclencher la poursuite de la source. L'algorithme de poursuite prévoit ensuite deux cas de non stabilité du signal. Si le signal devient plus grand, on utilise le même circuit de dis- crimination 63 de signaux bruités que lors de la poursuite pour décider de la recherche d'une seconde source. Si le signal a diminué, on commence par lire l'amplitude obtenue sur les éléments détecteurs adjacents; la comparaison est facilitée par la présence simultanée des signaux des voies j et j 1 Si le signal n'a pas retrouvé sa valeur précédente, on effectue alors une rotation en azimut de + 1 pas afin d'obtenir le niveau de tension optimal. Ceci permet de prévoir une augmentation trop forte du signal par exemple due au passage lent du soleil au voisinage de la source; si le si- gnal sort de sa fourchette de stabilité, l'algorithme de poursuite permet de résoudre de la même façon la recherche de la source coopérative. Le circuit 65 de gestion et de commande est chargé d'une multitude de fonctions telles que la commutation entre la phase de recherche et la phase de poursuite, la comparaison entre les amplitudes de signaux et les seuils Sd correspondants, la décision en fonction des résultats des comparaisons et de la qualité du signal, la gestion des horloges Hc, la commande du mo- teur pas à pas, la commande du multiplexage, le calcul des seuils de pour- suite nécessaires pour le suivi de l'amplitude du signal, l'élaboration d'un bit de validation du signal appliqué au circuit 64 de sélection Ce circuit 65 peut être réalisé, soit en logique câblée, soit au moyen d'un microprocesseur muni d'un système d'acquisition et de numérisation des ten- sions analogiques représentant les amplitudes des signaux. Dans le cas évoqué ci-dessus o deux sources coopératives sont pla- cées à même hauteur et émettent le même message, supposons qu'une des deux sources S, par exemple et le soleil soient vus en même temps par le même élément détecteur Di et supposons que le bruit engendré par le soleil soit du même ordre de grandeur que le signal reçu, le circuit de discrimination 63 signal-bruit permet alors de s'en apercevoir et de décider de poursuivre la recherche de l'autre source 52 exempte de bruit, par exemple au moyen d'un autre élément détecteur Di si les deux sources sont superposées verti- calement, par exemple au moyen d'un autre azimut si les deux sources sont placées à la même position horizontale Ainsi, lors de la poursuite et du suivi de l'amplitude du signal, si le signal a augmenté, il est avantageux d'utiliser le même circuit de discrimination 63 des signaux bruités pour décider de la recherche de la seconde source. La figure 9 représente une alternative à la barrette de détection se- lon l'invention La barrette 20 de la figure 9 est en réalité la juxtaposi- tion à une distance angulaire ú convenablement choisie de deux demi-bar- rettes linéaires semblables à la barrette 20 composées chacune de n/2 élé- ments détecteurs Di, chaque demi-barrette étant également centrée en 0, foyer de l'objectif 1 Les N éléments détecteurs sont disposés en quinconce d'une demi-barrette (D 2, D 4, D 2 p,) à l'autre (D 1, D 3, D 2 p+l,,,,), Le long de l'axe de chaque demi-barrette, les éléments détecteurs Di sont en outre distants d'un intervalle un peu plus petit que la longueur moyenne d'un élément détecteur dans le sens d'un rayon, c'est à dire dans le sens du site L'angle séparant les axes des deux barrettes est légèrement plus grand que Aci, Aa étant encore l'angle de couverture instantané d'une demi- barrette en azimut Chaque élément détecteur D 2 p d'une demi-barrette couvre dans le sens de l'angle sital au moins un intervalle laissé vide par l'autre demi-barrette (D 2 p 1, D 2 p+l). L'avantage d'un tel dispositif est de permettre un chevauchement suf- fisant des détecteurs pairs et impairs Ceci est particulièrement avanta- geux lorsque l'image T de la source se trouve à l'intersection de deux détecteurs D 2, D 3 selon la barrette 2 de la figure 5. La barrette 20 de la figure 9 donne alors, si le chevauchement est suffisant, une détection sans affaiblissement au moyen de l'un des deux dé- tecteurs D 2 ou D 3 (tache T contenue dans l'un des deux) alors que, dans le cas de la barrette 2 de la figure 5, l'affaiblissement était au moins égal à 2. Le chevauchement est suffisant s'il est plus grand que la tache T, image fournie par l'objectif 1. Les circuits 6 de traitement et de gestion de la poursuite et de la recherche autorisent le traitement de signaux fournis par la barrette 20 de la même façon que ceux fournis par la barrette 2 par une simple programma- tion du circuit 65. La figure 10 représente une variante de barrette 30 formée de N élé- ments détecteurs ayant la forme d'un secteur également Ae de cercle centré en 0, foyer de l'objectif 1, chaque détecteur D' élémentaire ayant la forme d'une portion de ce secteur Act limité par deux segments parallèles entre eux et non perpendiculaires à l'axe Ox de ladite barrette 30, tous les éléments détecteurs étant bien évidemment coplanaires Ceci permet, lorsque la tache T se trouve juste à cheval entre deux éléments détecteurs D'2 et D'3, par exemple sur la figure 10, de faire tourner le plateau 3 supportant la barrette 30 d'un angle égal à une fraction de Aa dans un sens ou dans l'autre pour faire se déplacer la tache T afin qu'elle ne se trouve que sur un seul élément détecteur D'2 ou D'3 Le choix de la surface des éléments tient également compte du bilan énergétique déjà mentionné ci-dessus. Le circuit 65 de gestion et de commande peut avoir à tenir compte de la géométrie de la barrette 30 pour déplacer en rotation la barrette 30 dans le plan focal de l'objectif 1 pour reconnaître et décoder le signal émis par la source coopérative Dans le cas d'un circuit programmé, une simple modification du programme permet cette lecture. La figure 11 représente une variante de la figure 9 En effet, la mo- saïque 40 de détection du signal optique modulé est toujours placée dans le plan focal de l'objectif l et est formée d'une adjonction régulière de m barrettes 20 distantes du même intervalle angulaire a afin de couvrir toute la circonférence; Cette variante de la figure 11 procure une meilleure couverture du plan focal par la mosaïque bidimensionnelle; les éléments détecteurs Di sont semblables à ceux de la barrette 20 disposés en quin- conce Ils recouvrent approximativement la moitié de la surface du plateau 3 correspondant au champ de vue total de l'objectif 1 On a donc environ deux fois moins d'éléments détecteurs Di souvent coûteux; cette disposi- tion autorise en outre une meilleure implantation des fils de sortie des détecteurs. Pour réaliser la couverture totale du champ, il suffit de faire exé- cuter une rotation alternative au plateau 3 supportant la mosaïque 40 au- tour du point O et d'amplitude légèrement supérieure à A + E pendant une période déterminée Toutefois, cette rotation n'est nécessaire qu'en pé- riode de recherche ou de poursuite Cette faible excursion de rotation fa- cilite le transport des signaux du plateau 3 mobile vers l'électronique fixe D'autre part, elle peut permettre une intégration possible de l'électronique de préamplification 60 entre les éléments détecteurs Di. Enfin, le moteur entrainant le plateau peut être plus rudimentaire que ceux nécessaires pour les réalisations précédentes. La figure 12 représente une autre variante de mosaïque de l'invention, dite "plan focal", c'est à dire couvrant par des éléments pho- tosensibles tout le champ de l'objectif 1 La mosaïque 50 est formée de l'adjonction de q barrettes 2 centrées en O de telle sorte que q(Aa + e) égale 3600 o a est la distance angulaire entre deux éléments détecteurs. La couverture ne pouvant pas être obtenue à 100 %, la distance Y dé- pend de la technologie employée pour leur fabrication; il suffit que la tache optique T obtenue dans le plan focal de l'objectif soit grande par rapport à l'intervalle W entre deux éléments détecteurs Di adjacents. L'analyse site-azimut de la mosaïque 50 est effectuée par lecture des (m x n) + 1 éléments détecteurs Di (n dans le sens du site ou dans un sec- teur d'azimut donné ta, m dans le sens de l'azimut ou d'une tranche de cercle de rayon moyen P) L'ordre de lecture des éléments détecteurs Di dé- pend de l'application Un multiplexage des signaux peut être effectué sur un nombre indifférent de voies. Dans l'exemple de la figure 12, la mosaïque 50 est formée de 4 x 16 éléments détecteurs Di complétés par un détecteur central, N égale 4, m égale 16. Enfin, une mosaïque 55 "plan focal" ligne-colonne p x m du commerce, comme représentée sur la figure 13, pourrait encore être placée dans le plan focal de l'objectif 1 de façon fixe Il suffirait d'adapter le dispo- sitif d'extraction et d'analyse des signaux de la figure 7, ce qui est en- core à la portée de l'homme de l'art. L'objectif 1 grand champ de l'invention est, comme illustré sur la figure 2, de type "Fish Eye" car il est particulièrement bien adapté au système de transmission décrit. Les objectifs photographiques analogues du commerce sont construits pour obtenir de belles images: ils doivent être exempts d'aberrations chromatiques car ils travaillent dans tout le spectre visible ( 0,4 à 0,7 Nm) et la tache optique qui est le résultat des phénomènes d'aberrations chromatiques et/ou géométriques doit être la plus petite possible dans tout le champ de façon à obtenir une bonne résolution d'image Au contraire, dans le système de l'invention, la tache T optique peut être beaucoup plus grande du moment qu'elle reste à l'intérieur d'un détecteur élémentaire Di dont la taille est, dans les applications envisagées, nettement plus grande que l'élément d'image résolu sur une pellicule photographique. De plus, les émetteurs EJ, E 2 sont des diodes émettrices ou même des diodes lasers pour lesquelles le spectre d'émission est étroit en comparai- son de la longueur d'onde moyenne d'émission. Les objectifs 1 "grand champ" selon l'invention n'ont donc pas à être corrigés des aberrations chromatiques Leur construction est donc beaucoup plus aisée et leurs performances de clarté est meilleure En effet, ces dernières dépendent, pour une focale F donnée, de l'ouverture, c'est à dire du diamètre 0, de la pupille d'entrée; l'obtention simultanée d'un grand champ et d'une grande ouverture sont incompatibles avec une grande finesse de l'image Pour les applications de l'invention, on pourra donc construire des objectifs plus ouverts donc permettant d'obtenir de bons rapports si- gnal sur bruit. Le choix de l'objectif 1 pourra en résumé être un compromis entre le bilan d'énergie reçue (signal sur bruit), la finesse de localisation requise pour les émetteurs, la vitesse d'analyse du champ observé. L'invention s'applique à la transmission unilatérale de sources mul- tiples émettant chacun un message propre Le dispositif de l'invention ef- fectue alors une lecture site-gisement de chaque source, ce qui permet la localisation d'une source particulière ou le repérage de la position des différentes sources. RVENDICATIONS 1 Système de transmission de messages émis par au moins une source ( 51) émettant un signal optique m Eodulé, système comportant des moyens de réception dudit signal optique modulé caractérisé par le fait que les moyens de réception sont essentiellement formés d'un objectif ( 1) grand champ sensiblement semi-hémisphérique et dans le plan focal de cet objectif ( 1) d'un dispositif photorécepteur, ledit dispositif photorécepteur étant sensible au rayonnement dudit signal optique d'émission. 2 Système selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le dispositif photorécepteur est une mosaïque ( 2, 20, 30, 40, 50) de N élé- ments détecteurs, mobile ou fixe, N étant un entier naturel prédéterminé. 3 Système selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la mosaïque est une mosaïque 55 "plan focal" connue en soi, par exemple dont les éléments sont agencés suivant une disposition ligne-colonne, ladite mo- saïque 55 couvrant le champ de l'objectif ( 1). 4 Système selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la mosaïque est une barrette ( 2) formée de N détecteurs ayant la forme d'un secteur (Aa) de cercle centré en ( 0), chaque détecteur (DI) élémentaire ayant la forme d'une portion de ce secteur limité par deux segments perpendiculaires à l'axe de ladite barrette ( 2), ladite barrette ( 2) étant mobile autour du point ( 0). Système selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la mosaïque est une barrette ( 30) ayant la forme d'un secteur (AOE) de cercle centré en ( 0), chaque détecteur (D'j) élémentaire ayant la forme d'une por- tion de ce secteur limité par deux segments parallèles entre eux et non perpendiculaires à l'axe (Ox) de cette barrette ( 30), ladite barrette ( 30) étant également mobile autour du point ( 0). 6 Système selon la revendication 4 caractérisé par le fait que la barrette ( 20) est la juxtaposition à distance angulaire (a) de deux demi- barrettes linéaires (D 2 p, D 2 p+ 1) composées chacune de n/2 éléments détec- teurs, lesdits N éléments détecteurs étant disposés en quinconce d'une demi-barrette à l'autre, lesdits éléments pairs et impairs couvrant avec chevauchement, dans le sens de l'axe de ladite barrette ( 20), chaque inter- valle laissé vide par l'autre demi-barrette, ladite barrette ( 20) étant également mobile autour du centre ( 0). 7 Système selon l'une des revendications 4 à 6 caractérisé par le fait que la mosaïque ( 40) est formée d'une adjonction régulière de m bar- rettes ( 20), distantes deux à deux du même intervalle angulaire (e), afin de couvrir toute la circonférence, la rotation autour du centre ( 0) de la- dite mosaïque ( 40) devenant très faible et égale à Aci + a, ladite rotation étant alternative. 8 Système selon la revendication 4 caractérisé par le fait que la mosaïque ( 50) fixe est formée d'une adjonction régulière de q barrettes ( 2) identiques, centrées chacune en ( 0), juxtaposées avec une distance angu- laire (Y) de telle sorte que q(Aa + W) égale 360 . 9 Système selon l'une des revendications 4, 5 et 8 caractérisé par le fait que l'intervalle (c, 'V,) séparant deux éléments détecteurs (Di) ad- jacents quelconques est choisi inférieur à la dimension de la tache (T) op- tique placée dans le plan focal de l'objectif ( 1). Système selon l'une des revendications 4 à 7 et 9 caractérisé par le fait que la mosaïque ( 2, 20, 30, 40) est déplacée dans le plan focal de l'objectif ( 1) autour du foyer principal de cet objectif ( 1), afin de balayer 3600 en azimut. 11 Système selon la revendication 10 caractérisé par le fait que les moyens d'entraînement de la mosaïque ( 2, 20, 30) sont un moteur pasà- pas. 12 Système selon la revendication 10 caractérisé par le fait que la mosaïque ( 40) est entrainée en rotation par un système d'entraînement sim- plifié. 13 Système selon l'une des revendications 3 à 12 caractérisé par le fait que la mosaïque ( 2, 20, 30, 40) couvre un angle en site égal à 90 ', le nombre N d'éléments détecteurs étant judicieusement choisi. 14 Système selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisé par le fait que la (respectivement les) source(s) émettrice(s) émet(tent) dans un domaine spectral donné tandis que l'objectif ( 1) est sensiblement monospec- tral (resp multispectral) à bande(s) étroite(s) et que les éléments détec- teurs (Di) sont choisis sensibles à la (resp les) même(s) longueur(s) d'onde(s). 15 Système selon la revendication 14 caractérisé par le fait que le domaine spectral est par exemple l'infrarouge, le visible, l'ultraviolet. 16 Système selon l'une des revendications 14 à 15 caractérisé par le fait que lesdites sources émettrices émettent des messages différents, ou le même message. 17 Système selon l'une des revendications 1 à 16 caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour extraire, amplifier, multiplexer sur deux (resp k) voies adjacentes les signaux fournis par deux (resp k) élé- ments détecteurs (Di) adjacents, des moyens pour appliquer lesdits signaux à l'entrée d'un circuit ( 62 à 67) de traitement des moyens ( 63) pour discriminer les bruits engendrés du signal utile, des moyens pour traiter le signal et en extraire le signal modulé de chaque source émettrice. 18 Système selon l'une des revendications 3 à 7, 9 à 17, caracté- risé par le fait que ledit circuit ( 62 à 67) de traitement comporte des moyens pour commander le balayage en azimut de la mosaïque ( 2, 20, 30, 40). 19 Système selon l'une des revendications 17, 18, caractérisé par le fait que, lorsque deux sources émettrices par exemple émettent le même signal et sont placées à une certaine distance l'une de l'autre, en récep- tion, le circuit ( 63) de discrimination permet, dans le cas o le signal reçu présente même grandeur que le bruit engendré par le soleil, de décider de rechercher l'autre souce exemptée de bruit, par exemple grâce au signal fourni par un autre élément détecteur (Di) (resp grâce à une modification d'azimut) si les sources émettrices sont placées l'une audessus de l'autre (resp si les sources sont placées à même hauteur horizontalement). 20 Système selon l'une des revendications 14 à 15 caractérisé par le fait que la position S du détecteur Ds recevant le signal recherché per- met d'en déduire en sortie du circuit 65 les coordonnées de la source re- cherchée.