Brevet FR2655427A1 — publié le 19910607

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de mesure du diagramme de rayonnement d'une antienne, notamment d'une antenne radar. Elle a plus précisément pour objet la mesure d'un diagramme en champ lointain d'une antenne sur un site opérationnel. Le problème que se propose de résoudre l'invention est celui du relevé du diagramme de rayonnement dans un plan, par exemple vertical (site), d'une antenne placée dans son environnement opérationnel; ce problème est tout particulièrement délicat lorsque la largeur du lobe principal du diagramme dans l'autre plan (azimut, dans cet exemple) est faible. A cet effet, selon l'invention, le diagramme dans le plan site (par exemple) est relevé en réception, des moyens d'émission étant disposés dans un hélicoptère et des moyens de guidage étant prévus pour que l'hélicoptère puisse se déplacer en site en se maintenant dans la direction du maximum de rayonnement de l'antenne dans le plan azimut. Plus précisément, le dispositif selon l'invention comporte, par exemple pour la mesure d'un diagramme en site d'une antenne - une caméra, dont la direction en azimut est solidaire de celle du lobe principal du diagramme azimut de l'antenne - des moyens de détection de l'angle de site de l'hélicoptère, permettant à la caméra de suivre l'hélicoptère en site - un écran de visualisation de l'image fournie par la caméra, à laquelle est superposée un réticule indiquant la direction du lobe principal azimut, cet écran étant disposé dans l'hélicoptère et permettant au pilote de corriger sa position en azimut - des moyens d'émission d'une onde hyperfréquence en direction de l'antenne, disposés dans l'hélicoptère - des moyens de visualisation du signal reçu par l'antenne en fonction de l'angle de site de l'hélicoptère, formant le diagramme recherché. D'autres objets, particularités et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante, illustrée par les dessins annexés qui représentent - la figure 1, le schéma d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention - la figure 2, différentes variantes du mode de réalisation précédent. Sur ces différentes figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments. La figure 1 représente donc schématiquement un mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Sur cette figure, on a illustré une antenne A disposée sous un radôme RA , le tout étant porté par un bâti 10. Le bâti porte encore des circuits R E de réception et de traitement du signal reçu par l'antenne, ainsi que des moyens de positionnement A de cette antenne, constitués en pratique par un support orientable selon trois directions orthogonales, qui sont susceptibles d'orienter l'antenne dans une position conforme à la commande qu'ils reçoivent et de fournir des signaux représentatifs de la position de l'antenne. Le dispositif selon l'invention vise à mesurer le diagramme de rayonnement de l'antenne A dans un plan qu'on prendra dans la suite de la présente description comme étant le plan vertical (ou site) pour simplifier ; la mesure doit s'effectuer pour une direction d'azimut prédéterminée, de préférence unique et qui correspond au rayonnement maximum de l'antenne (maximum du lobe principal du diagramme de rayonnement) dans le plan horizontal (ou azimut). Selon l'invention, le bâti 10 porte une caméra de télévision C1, par exemple par l'intermédiaire d'une embase 30. L'embase 30 comporte notamment des moyens mécaniques de positionnement PC, permettant d'orienter la caméra Cl en azimut et en site. La direction en azimut de la caméra C1 est rendue solidaire de ladite direction prédéterminée, par l'orientation convenable du positionneur PC de façon à ce que l'axe de rotation en site de la caméra soit perpendicuIaire au plan vertical passant par ladite direction prédéfinie. Le dispositif de mesure selon l'invention comporte encore une source de rayonnement hyperfréquence S, disposée dans un hélicoptère H et destinée à illuminer l'antenne A ; il n'est pas nécessaire que la source S soit très directive : une source du type cornet convient. Cette source est par exemple montée sur un bâti 20, solidaire de l'hélicoptère et comporte des moyens C2 pour assurer son pointage sur l'antenne A. L'hélicoptère H comporte encore un écran vidéo E1 recevant l'image prise par la caméra Cl et, ce, par I'intermédiaire de moyens électroniques 31, disposés par exemple dans l'embase 30 de la caméra, une liaison L, par exemple hertzienne, et un récepteur Rl disposé dans l'hélicoptère. A la liaison L peut être ajoutée, dans une variante non représentée, une liaison audio permettant la communication entre les opérateurs au sol et à bord de l'hélicoptère. L'image envoyée sur l'écran E1 comporte, en plus de l'image vue par la caméra C1, un réticule R constitué par exemple par un axe vertical et représentant ladite direction d'azimut prédéterminée. L'équipement au sol comporte encore des moyens 32 de poursuite en site de l'hélicoptère par la caméra Cl, l'hélicoptère se trouvant de la sorte en permanence à peu près centré verticalement sur l'écran El. En fonctionnement, la source S, pointée sur l'antenne A grâce aux moyens C2, illumine cette dernière. L'antenne A reste de préférence fixe en azimut. L'hélicoptère est animé d'une vitesse verticale, constante ou non, et l'écran El permet de vérifier que l'hélicoptère reste au mieux aligné sur la direction d'azimut prédéterminée, illustrée par le réticule R. Cette vérification est faite de préférence par le pilote lui-même. Au fur et à mesure que l'hélicoptère stélève (ou descend), la caméra Cl suit son mouvement grâce aux moyens 32.En même temps que l'hélicoptère décrit la verticale choisie, le positionneur P A fournit à un calculateur C la position de l'antenne en azimut ; la caméra Cl et ses moyens électroniques associés 31 fournissent au calculateur C la position de l'hélicoptère en site et le récepteur radar RE fournit au calculateur un signal représentant, après un traitement classique, le signal reçu par l'antenne. Le dispositif comporte encore des moyens de visualisation graphique V1, permettant de visualiser le tracé, calculé en temps réel par le calculateur C, de l'amplitude du signal reçu en fonction de l'angle de site (ou d'une grandeur le représentant). La mesure décrite ci-dessus est réalisée après une étape d'initialisation pendant laquelle, l'hélicoptère étant au sol, on procède au positionnement de l'hélicoptère dans la direction d'azimut prédéterminée (par déplacement de l'hélicoptère ou de l'antenne A) et à l'alignement source S-caméra Cl. La figure 2 représente schématiquement différentes variantes du mode de réalisation précédent. Sur cette figure, on retrouve le bâti 10 portant l'antenne A dans son radôme RA, le récepteur RE, le positionneur P A et l'embase 30, portant elle-même la caméra Cl. A bord de l'hélicoptère H, on retrouve également l'écran vidéo E1 et son récepteur Rl, le bâti 20 portant la source S. Dans cette variante de réalisation, les moyens C2 assurant le pointage de la source S sur l'antenne A sont constitués par une caméra, qui peut être avantageusement un caméscope, reliée à un second écran vidéo E2. La caméra C2 et la source S sont solidaires mécaniquement l'une de l'autre et mobiles par rapport au bâti 20, à l'aide de moyens mécaniques de positionnement non représentés ; un opérateur réalise le pointage recherché en centrant l'image de l'antenne sur l'écran E2 par action sur ces moyens mécaniques. Au sol, l'image enregistrée par la caméra C1 est fournie, dans ce mode de réalisation, en outre à un magnétoscope 33, permettant un contrôle ultérieur des mesures effectuées. Dans une variante de réalisation, le signal enregistré par la caméra C1 subit une incrustation vidéo correspondant à un signal d'horloge ayant une période donnée, une seconde par exemple. Ce signal, transmis au calculateur C, facilite l'identification ultérieure des mesures. L'image enregistrée par la caméra Cl peut être également fournie à un écran vidéo E3 qui permet à un opérateur, à l'aide d'une commande site 37 agissant sur les moyens de positionnement P C de la caméra Cl, d'effectuer la poursuite en site de l'hélicoptère H par la caméra Cl. Enfin, l'image fournie par la caméra Cl peut être visualisée sur un quatrième écran vidéo, repéré 34, afin de fournir à tout moment une indication sur l'erreur en azimut de l'hélicoptère par rapport à la direction prédéfinie. A cet effet, par exemple, apparaît sur l'écran 34 un réticule sous forme d'une ligne verticale mobile qu'un opérateur doit amener sur un point de référence de l'image de l'hélicoptère, la position du réticule fournissant au calculateur C l'erreur de positionnement recherchée. Selon une autre variante, la caméra Cl est équipée d'une antenne 35 qui en est solidaire mécaniquement et qui a pour fonction de fournir un signal de référence à partir du signal qu'elle reçoit de la source S. Un tel signal de référence permet notamment de s'affranchir des erreurs de pointage de la source S ou de la fluctuation du niveau de puissance émis. Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 2, le signal vidéo produit par la caméra Cl est émis en direction de l'hélicoptère (liaison L) au moyen d'une antenne 36 disposée sur la caméra Cl. Selon une autre variante, le système comporte un autre dispositif de visualisation de type graphique, repéré V2, fournissant tout au long de la mesure la trajectoire de l'hélicoptère en site en fonction de l'azimut, élaborée par le calculateur C à partir de l'information d'erreur de positionnement en azimut fournie par l'écran 34. On a ainsi décrit un procédé et un dispositif permettant de mesurer le diagramme de rayonnement d'une antenne en champ lointain et dans son environnement opérationnel, sous son radôme, c'est-à-dire son diagramme réel et non plus seulement un diagramme théorique obtenu sur une base d'essais. En outre, le diagramme de rayonnement étant, selon l'invention, relevé en réception, la majeure partie de l'équipement électronique est maintenu au sol, au voisinage de l'antenne par exemple. L'application décrite ci-dessus est celle du relevé d'un diagramme dans un plan vertical, mais l'invention est également applicable au relevé de diagrammes dans un (ou plusieurs) plans horizontaux. Enfin, la description ci-dessus a été faite à titre d'exemple non limitatif et des variantes de réalisation sont possibles dans le cadre de l'invention. C'est ainsi par exemple que les moyens C2 de pointage de la source S sur l'antenne A peuvent être constitués par un simple viseur optique. C'est ainsi également que peuvent être prévues des boucles d'asservissement rendant automatiques le pointage de la source S (moyens C2) et/ou la poursuite par la caméra C1 du mouvement vertical de l'hélicoptère (moyens 32 ou E3). REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure du diagramme de rayonnement d'une antenne dans un plan, caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes suivantes - illumination de l'antenne (A), par une source (S) de rayonnement hyperfréquence portée par un hélicoptère (H) - guidage du déplacement de l'hélicoptère sensiblement dans ledit plan, au moyen d'une caméra (Cl) suivant le mouvement de l'hélicoptère et dont l'image est transmise à l'hélicoptère et comporte un réticule marquant ledit plan. 2. Dispositif de mesure du diagramme de rayonnement d'une antenne (A) dans un premier plan, caractérisé par le fait qu'il comporte - une source (S) de rayonnement hyperfréquence portée par un hélicoptère (H) - des moyens (C2) assurant l'émission de la source en direction de l'antenne (A) - une caméra (C1) disposée au voisinage de l'antenne, dont la direction dans un deuxième plan, normal au premier plan, est solidaire d'une direction prédéfinie ; - des moyens (32 ; E3) de détection de la position de l'hélicoptère dans le premier plan, permettant la poursuite de l'hélicoptère par la caméra - des moyens (31, 36, R1) de transmission de l'image fournie par la caméra à l'hélicoptère - des moyens de visualisation (E1) de l'image fournie par la caméra, disposés dans l'hélicoptère - des moyens de superposition, à l'image fournie par la caméra, d'un réticule marquant le premier plan - des moyens (V1) de visualisation du signal reçu par l'antenne en fonction de la position de l'hélicoptère dans le plan, formant le diagramme. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens assurant l'émission de la source (S) en direction de l'antenne (A) comportent une deuxième caméra (C2), solidaire de la source et visant l'antenne, et des moyens (E2) de visualisation de l'image fournie par la deuxième caméra.