Brevet FR2704113A1 — publié le 19941021

Antenne hydrophonique panoramique à large bande pour la réception d'ondes acoustiques La présente invention concerne une antenne hydrophonique panoramique à large bande pour la réception d'ondes acoustiques. Elle s'applique à la réalisation de SONARS pour navires de surface ou sous-marins. Les antennes panoramiques pour la réception d'ondes acoustiques sont formées soit par un assemblage sur un même support généralement cylindrique de plusieurs transducteurs piézoélectriques ou magnétostrictifs répartis sur toute la surface du support pour permettre la réception des ondes acoustiques provenant de toutes les directions autour de l'axe longitudinal du support cylindrique, soit par assemblage de transducteurs sur des supports repartis au sommet de triangles ou de quadrilatères pour permettre par triangulation et mesure des déphasages des ondes sonores planes reçues par les transducteurs, la détermination de l'angle d'arrivée des ondes reçues. Ces antennes exigent des positionnements précis, et des formes déterminées de leur support, ce qui impose des contraintes au niveau de leur fabrication et de leur mise au point. Ces antennes ont aussi pour inconvénients de ne pas présenter une sélectivité spatiale suffisante dans des gammes de fréquences étendues. Elles ne permettent pas le repérage sélectif des émissions sonores provenant de directions très voisines et les émissions sonores de fréquence extérieures à la bande passante de l'antenne ne sont pas captées. Egalement ces antennes ont des structures qui les rendent mal adaptées à certaines situations où il est primordial de maintenir une qualité de réception constante quelques soient les directions de l'espace d'où proviennent les ondes acoustiques, notamment ces antennes lorsqu'elles sont montées à bord des navires présentent très souvent un angle mort à l'intérieur duquel elles ne reçoivent aucune émission acoustique significative, cet angle mort étant provoqué le plus souvent par la coque du navire qui fait obstacle à l'arrivée des ondes acoustiques, cet angle mort correspondant par exemple au secteur angulaire dans lequel se trouve l'arrière du navire lorsque l'antenne est placée à l'avant. Le but de l'invention est de pallier les inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet, une antenne hydrophonique panoramique à large bande pour la réception d'ondes acoustiques, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une suite ordonnée de N éléments hydrophoniques indépendants fixés sur un support autour d'un axe orienté selon une direction fixe de ce support, les éléments hydrophoniques étant disposés de façon que les angles d'écoute soient adjacents les uns aux autres pour couvrir un secteur d'écoute d'au moins 360" autour de la direction fixe du support, chaque élément hydrophonique étant constitué d'hydrophones adaptés pour opérer dans des bandes de fréquences adjacentes. Cette disposition a pour principal avantage de permettre un fonctionnement autonome de chaque élément hydrophonique constituant l'antenne. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui va suivre faite au regard des dessins annexés qui représentent: La figure 1 une vue en coupe de l'antenne selon l'invention. La figure 2 l'organisation d'un élément hydrophonique de l'antenne représentée à la figure 1. L'antenne représentée à la figure 1 comprend un suite de douze éléments hydrophoniques notés respectivement de lî à 112, fixés à la phériphérie d'une pièce support 2 autour d'une direction fixe du support 2, matérialisée sur la figure 1 par l'axe 3 normal au plan de la figure. Sur la figure 1 les centres de gravités de chacun des éléments hydrophoniques sont situés dans le plan de la figure. La pièce support 2 a une forme hydrodynamique lui permettant d'offrir un minimum de résistance à l'avancement dans le liquide dans lequel elle est en mouvement dans une direction XX' de la pièce support 2. Avantageusement la pièce support 2 pourra être constituée par un kiosque, si le navire recevant l'antenne est un sous-marin ou par un aileron ou toute partie en saillie rétractable ou non, sur la coque immergée du navire si le navire est un bâtiment de surface, la hauteur de la partie en saillie devant être dans ce dernier cas suffisante pour qu'il n'y ait pas d'angle mort. Selon encore un autre mode de réalisation les éléments hydrophoniques pourront être répartis tout autour de la coque du navire. Les éléments hydrophoniques 11 à 112 sont disposés de façon que les angles notés respectivement 41 à 412 formés par les directions normales au surface de réception des éléments hydrophoniques aient des dimensions à peu près égales à 30 et chaque élément hydrophonique a un diagramme de rayonnement lui permettant de couvrir un angle d'écoute supérieur ou égal à 30 pour que l'ensemble des 12 éléments hydrophoniques ainsi mis côte à côte couvre un secteur d'écoute d'au moins 360 . Un exemple de réalisation d'un élément hydrophonique est montré à la figure 2. L'élément hydrophonique représenté comprend un ensemble de 12 hydrophones, notés respectivement de 6 à 17, groupés par paire ou multiples de deux pour permettre la mesure de l'angle d'arrivée des ondes acoustiques sur chaque élément, de dimensions à peu près rectangulaires et déterminées pour définir des angles d'écoute sensiblement égaux à 30 et pour opérer dans des bandes de fréquence adjacentes les unes aux autres. De façon typique si les hydrophones de plus petites dimensions 6 et 7 opèrent dans une bande de fréquence A allant de la fréquence F0 à la fréquence F1, on déterminera les dimensions des hydrophones 8 et 9 pour qu'ils opèrent dans une bande de fréquence B allant de la fréquence F1 à la fréquence F2 et celles des couples d'hydrophones 10-11, 12-13, 14-15, 16-17 pour qu'ils opèrent chacun dans une bande de fréquence allant de la fréquence F2 à la fréquence F3. Les groupements d'hydrophones 10, 11, 12, 13 d'une part et 14, 15, 16, 17 d'autre part opéreront dans ces conditions dans une bande de fréquence allant de la fréquence F3 à la fréquence F4. Cette disposition confère ainsi à l'élément hydrophonique qui vient prêtre décrit une bande passante globale continue allant de la fréquence F0 à la fréquence F4, avec F44 F3 fez F2 (F1 L'exemple qui vient d'être donné d'un mode de réalisation préféré de l'invention n'est pas limitatif, il va de soi que d'autres variantes de réalisation sont également possible dépendant toutes dans une large mesure du cadre dans lequel l'invention trouve son application. En particulier l'antenne qui vient d'être décrite n'est pas limitée dans ces réalisations au nombre d'éléments hydrophoniques ni au nombre d'hydro phones placés sur ces éléments. Egalement on concevra que les hydrophones pourront être montés sur des supports différents de celui qui est représenté à la figure 1 et être également assemblés de manière différente. Notamment, selon une variante de réalisation de la figure 1, les éléments hydrophoniques pourront être, par exemple, empilés sur une colonne et orientés les uns par rapport aux autres pour permettre à l'antenne ainsi réalisée une exploration sur tout l'espace entourant ladite colonne. On pourra concevoir également que les secteurs de relèvement ou d'écoute des éléments hydrophoniques pourront, tout en restant adjacants les uns par rapport aux autres, avoir des angles d'écoute différents. REVENDICATIONS 1. Antenne hydrophonique panoramique à large bande pour la réception d'ondes acoustiques à large bande, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une suite ordonnée de N éléments hydrophoniques indépendants (11...1l2) fixés sur un support (2) autour d'un axe orienté selon une direction (3) de ce support, les éléments hydrophoniques (11...1l2) étant disposés de façon que les angles d'écoute soient adjacents les uns aux autres pour couvrir un secteur d'écoute d'au moins 360" autour de la direction fixe (3) du support (2), chaque élément hydrophonique étant constitué d'hydrophones (6...17) adaptés pour opérer dans des bandes de fréquences adjacentes. 2. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les angles d'écoute de chacun des éléments hydrophoniques sont à peu près 1 \3600 egaux à N N 3. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les centres de gravité de chacun des éléments hydrophoniques (ll...1l2) de l'antenne sont situés dans un même plan perpendiculaire à la direction fixe (3) du support. 4. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les éléments hydrophoniques sont montés empilés sur le support (2). 5. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le support (2) est constitué par le kiosque d'un sous-marin. 6. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la pièce support (2) est constituée par une partie en saillie sur la coque d'un navire de surface. 6. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la pièce support (2) est formée par la coque du navire sur lequel l'antenne est installée. 7. Utilisation de l'antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 à la réalisation de SONARS.