Brevet FR3064407A1 — publié le 20180928

Engin sous-marin équipé d'un treuil de déploiement d'une antenne filaire La présente invention concerne un engin sous-marin tel qu'un sous-marin proprement dit, équipé d'un treuil de déploiement d'une antenne filaire de réception large bande. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un tel engin sous-marin, dont le treuil de déploiement de l'antenne filaire est équipé d'un collecteur tournant à technologie radiofréquence, de raccordement de l'antenne au reste des équipements de l'engin sous- marin. On sait que les engins sous-marins tels que les sous-marins proprement dits, sont aujourd'hui équipés d'antennes filaires de réception large bande leur permettant de recevoir des signaux radiofréquence. Ces antennes filaires sont actuellement basées sur une technologie radiofréquence. Ces antennes comportent alors un câble coaxial permettant de raccorder l'antenne au reste du sous-marin à travers un collecteur tournant à technologie radiofréquence, du treuil. Mais on sait également qu'il existe dans l'état de la technique, des antennes filaires à technologie à fibre optique. Si des antennes filaires de cette nature peuvent être implantées à bord des sous- marins actuellement en cours de construction ou lors de refontes très importantes des sous-marins anciens utilisant des antennes à technologie radiofréquence, ces opérations de refonte sont extrêmement lourdes et coûteuses, car elles sont longues et nécessitent le remplacement d'un nombre de pièces important. En règle générale, les moyens nécessaires à ce type de refonte ne sont pas engagés et ces sous-marins anciens ne peuvent donc pas être équipés d'antenne filaire à technologie à fibre optique. Le but de l'invention est de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un engin sous-marin équipé d'un treuil de déploiement d'une antenne filaire de réception large bande, le treuil étant équipé d'un collecteur tournant à technologie radiofréquence, de raccordement de l'antenne au reste de l'engin sous-marin, caractérisé en ce que l'antenne est une antenne à technologie à fibre optique dont l'extrémité associée au treuil comporte des moyens d'interfaçage au connecteur tournant à technologie radiofréquence de ce treuil, comprenant des moyens formant convertisseur du signal issu de la fibre optique en un signal radiofréquence, dont 3064407 2 la sortie est raccordée à travers des moyens formant câble coaxial au collecteur tournant à technologie radiofréquence du treuil. Suivant d'autres caractéristiques de l'engin selon l'invention, prises seules ou en combinaison : 5 - l'antenne à fibre optique comporte : - des moyens de récupération d'un signal radiofréquence, - des moyens d'amplification large bande de celui-ci, - des moyens de conversion du signal radiofréquence en un signal lumineux, 10 - des moyens de transport de ce signal lumineux par fibre optique, et en ce que les moyens d'interfaçage comprennent des moyens de conversion du signal lumineux en un signal radiofréquence, - des moyens d'amplification large bande de ce signal radiofréquence, - les moyens formant câble coaxial, et 15 - un connecteur radiofréquence ; - l'antenne comporte également des conducteurs électriques d'alimentation s'étendant le long de celle-ci ; - l'antenne comporte à son extrémité libre, une tétine de terminaison dans laquelle sont disposés des moyens de stockage d'énergie électrique d'alimentation de cette 20 extrémité de l'antenne, et dont le fonctionnement est contrôlé par des moyens formant capteur de pression ; - les moyens de stockage d'énergie électrique sont associés à un convertisseur de tension/fréquence d'indication de l'état de ces moyens de stockage ; - le signal de fréquence délivré par le convertisseur est intégré au signal 25 radiofréquence afin d'être transmis le long de la fibre vers le reste de l'engin sous-marin ; - les moyens de stockage d'énergie comprennent des piles. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : 30 - la figure 1 représente une vue schématique d'une antenne filaire à technologie radiofréquence de l'état de la technique ; - la figure 2 représente une vue schématique d'une antenne filaire à technologie à fibre optique de l'état de la technique ; - la figure 3 représente une vue schématique d'une antenne filaire selon l'invention 35 à technologie à fibre optique compatible avec une connectique à technologie radiofréquence d'un engin sous-marin ; et 3064407 3 - la figure 4 représente une variante de réalisation d'une telle antenne selon l'invention. On a en effet illustré sur la figure 1, une antenne filaire à technologie radiofréquence. 5 Cette antenne est désignée par la référence générale 1 sur cette figure, et comporte à une extrémité, une tétine de terminaison, désignée par la référence générale 2, et à son autre extrémité, un connecteur classique à technologie radiofréquence, désigné par la référence générale 3. Ce connecteur permet de raccorder l'antenne au reste des équipements du sous- 10 marin, par un connecteur complémentaire d'un treuil de déploiement de cette antenne, embarqué à bord du sous-marin. Une telle antenne fait de façon classique, plusieurs dizaines voire centaines de mètres de long. Une telle antenne comporte alors des moyens d'amplification du signal 15 radiofréquence, reçu entre un point chaud et un point froid de cette antenne. Ces moyens d'amplification sont désignés par la référence générale 4 sur cette figure 1 et sont alimentés par un système d'activation/alimentation désigné par la référence générale 5. Ainsi l'âme de cette antenne filaire 1 permet non seulement la réception des 20 signaux VLF/LF/HF, mais également l'alimentation de l'amplificateur de ligne à travers le système d'activation/alimentation. Une tresse sert de masse. C'est donc cette configuration d'antenne qui est compatible avec la majorité des collecteurs tournants à technologie radiofréquence dans les sous-marins disposant d'un 25 treuil de déploiement d'une antenne filaire à technologie radiofréquence. On a illustré sur la figure 2, un exemple de réalisation d'une antenne filaire à technologie à fibre optique. Sur cette figure 2, l'antenne est désignée par la référence générale 10 et comporte donc toujours une tétine de terminaison désignée par la référence générale 11, dans 30 laquelle sont définis un point chaud et un point froid pour le signal radiofréquence en mode actif et en mode passif respectivement. Cette tétine de terminaison 11 comporte également un amplificateur large bande désigné par la référence générale 12, associé à un laser permettant de convertir les signaux radiofréquence en signaux lumineux. 35 Ce laser est désigné par la référence générale 13. 3064407 4 Ce laser 13 est donc associé en sortie, à une fibre optique désignée par la référence générale 14, qui s'étend le long de cette antenne jusqu'à l'autre extrémité de cette antenne pour transporter le signal. Cette autre extrémité de l'antenne est pourvue d'un collecteur spécifique à 5 technologie à fibre optique, désigné par la référence générale 15, permettant de raccorder cette antenne au reste de l'engin sous-marin. On conçoit alors que cette technologie à fibre optique n'est pas compatible de la connectique à radiofréquence telle que déployée dans certains sous-marins et illustrée sur la figure 1. 10 _ L'invention propose donc de rendre l'antenne filaire à technologie à fibre optique compatible d'une connectique à radiofréquence. Un exemple de réalisation d'une telle antenne filaire est illustré sur la figure 3. Sur cette figure 3, l'antenne est désignée par la référence générale 20 et comporte toujours une tétine de terminaison désignée par la référence générale 21. 15 Cette antenne filaire présente toujours un point froid et un point chaud pour les signaux, et comporte un amplificateur large bande désigné par la référence générale 22 et un laser désigné par la référence générale 23, de conversion des signaux radiofréquence en signaux lumineux. Une fibre optique désignée par la référence générale 24, permet de transporter 20 ces signaux lumineux d'une extrémité à l'autre de l'antenne filaire. A l'autre extrémité de l'antenne filaire, c'est-à-dire celle associée au sous-marin, et plus particulièrement au treuil de déploiement de l'antenne de ce sous-marin, il est prévu des moyens d'interfaçage désignés par la référence générale 25, permettant de convertir le signal lumineux reçu en un signal radiofréquence. 25 Ainsi, ces moyens comprennent des moyens de détection de ce signal lumineux, désignés par la référence générale 26, issus de la fibre optique. Ces moyens de détection sont associés à un amplificateur désigné par la référence générale 27. L'alimentation de ces organes est assurée par des moyens d'alimentation 28. 30 La sortie de ces moyens d'interfaçage 25 est alors reliée à travers des moyens formant câble coaxial, désignés par la référence générale 29, à un connecteur classique à technologie radiofréquence désigné par la référence générale 30 et permettant donc de raccorder cette antenne filaire à technologie à fibre optique à un treuil équipé d'une connectique à radiofréquence. 35 Il est ainsi possible d'équiper les sous-marins dont le treuil de déploiement de l'antenne filaire est muni d'une connectique à radiofréquence avec une antenne filaire à 3064407 5 technologie à fibre optique sans impliquer de travaux de refonte lourds de l'engin sous-marin et notamment le remplacement de la connectique. Dans les exemples qui viennent d'être décrits, et en particulier dans la figure 3, l'antenne comporte également des conducteurs électriques d'alimentation s'étendant le 5 long de celle-ci. Ces conducteurs électriques permettent alors d'alimenter l'ensemble des composants de cette antenne et en particulier ceux disposés au niveau de sa tétine de terminaison, à partir du connecteur du treuil du sous-marin. Des études actuelles montrent qu'un câble coaxial possède une densité 10 équivalente à un câble muni d'une fibre optique et d'une paire de conducteurs en cuivre. Pour obtenir une densité plus faible afin par exemple d'améliorer le diagramme immersion/vitesse, il faut pouvoir s'affranchir de cette paire de conducteurs en cuivre et donc définir une autre façon d'alimenter les composants de la partie terminale de l'antenne filaire. 15 Un exemple de réalisation d'une telle antenne et de moyens correspondants est illustré sur la figure 4. Sur cette figure 4, l'antenne filaire est désignée par la référence générale 40 et la tétine de terminaison de celle-ci par la référence 41. Cette partie terminale de l'antenne comporte toujours des moyens d'amplification 20 large bande désignés par la référence générale 42 et un laser désigné par la référence générale 43. La sortie de ce laser 43 est associée à une fibre optique 44, dont l'extrémité associée à l'engin sous-marin comporte toujours des moyens de détection des signaux 45, des moyens d'amplification 46, et des moyens 47 d'alimentation de cette partie de 25 l'antenne. Des moyens formant câble coaxial 48 permettent toujours de connecter cette extrémité de l'antenne à travers un connecteur standard à radiofréquence 49, au connecteur correspondant du treuil de déploiement de l'antenne du sous-marin. Alors que sur la figure 3 l'alimentation des organes ou composants disposés à 30 l'extrémité libre de l'antenne, est assurée par une paire de conducteurs en cuivre, dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 4, cette alimentation est assurée à partir de moyens de stockage d'énergie tels que par exemple des piles désignées par la référence générale 50, placées dans par exemple à l'extrémité de la tétine de terminaison de l'antenne. 35 Ces moyens de stockage d'énergie électrique 50 d'alimentation de cette extrémité de l'antenne permettent alors d'assurer l'alimentation en énergie électrique de celle-ci par 3064407 6 exemple sous le contrôle de moyens formant capteur de pression, désignés par la référence générale 51 sur cette figure 4. Ainsi par exemple lorsque l'antenne est en surface, la tétine n'est pas sous pression et le capteur de pression 51 est au volume maximal pour fermer le contact avec 5 les piles. L'antenne est ainsi alimentée. Lorsque l'antenne est sous la surface, la tétine est sous pression et le capteur de pression est au volume minimal. Ceci permet alors de couper le contact avec les piles et l'antenne n'est plus 10 alimentée. Lorsque l'antenne est rangée dans le sous-marin, la tétine n'est plus sous pression. Un système de désactivation des piles est alors mis en place. Les piles ou autres moyens de stockage d'énergie électrique peuvent facilement 15 être remplacés en démontant la tétine ou une partie de celle-ci à bord. Sur cette figure 4, les moyens de stockage d'énergie tels que par exemple les piles, sont également associés à des moyens de surveillance et d'indication de leur état et en particulier de leur état de charge SOC. Dans l'exemple illustré sur cette figure 4, ces moyens de surveillance 20 comprennent un convertisseur de tension/fréquence, d'indication de l'état de ces moyens de stockage. Ce convertisseur est désigné par la référence générale 52, et permet donc de délivrer un signal d'indication d'état, dont la fréquence est fonction par exemple de la tension des piles. 25 Un mélangeur désigné par la référence générale 53, permet d'intégrer ce signal de fréquence délivré par ce convertisseur au signal radiofréquence, afin d'être transmis le long de la fibre optique 44, vers le reste de l'engin sous-marin. Les opérateurs peuvent alors récupérer ce signal pour avoir une information d'état des moyens de stockage d'énergie. 30 Bien entendu d'autres modes de réalisation de ces différents moyens peuvent être envisagés. On conçoit donc qu'une telle structure d'antenne présente un certain nombre d'avantages. En effet, il est ainsi possible d'intégrer à bord d'un sous-marin, une antenne filaire 35 à fibre optique de nouvelle technologie, sans nécessiter d'intervention lourde sur le sous- 3064407 7 marin, et en particulier sur le treuil de déploiement de l'antenne filaire de celui-ci, tout en utilisant une connectique radiofréquence. Par ailleurs des améliorations des caractéristiques opérationnelles de l'antenne sont également obtenues 5 REVENDICATIONS1.- Engin sous-marin équipé d'un treuil de déploiement d'une antenne filaire de réception large bande (20 ; 40), le treuil étant équipé d'un collecteur tournant à technologie radiofréquence, de raccordement de l'antenne au reste de l'engin sous-marin, caractérisé en ce que l'antenne est une antenne à technologie à fibre optique dont l'extrémité associée au treuil comporte des moyens (25) d'interfaçage au connecteur tournant à technologie radiofréquence de ce treuil, comprenant des moyens (26 ; 45) formant convertisseur du signal issu de la fibre optique (24 ; 44) en un signal radiofréquence, dont la sortie est raccordée à travers des moyens formant câble coaxial (29 ; 48) au collecteur tournant à technologie radiofréquence du treuil. 2.- Engin sous-marin selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'antenne à fibre optique comporte : - des moyens de récupération d'un signal radiofréquence, - des moyens (22 ; 42) d'amplification large bande de celui-ci, - des moyens (23 ; 43) de conversion du signal radiofréquence en un signal lumineux, - des moyens (24 ; 44) de transport de ce signal lumineux par fibre optique, et en ce que les moyens d'interfaçage (25) comprennent des moyens (26 ; 45) de conversion du signal lumineux en un signal radiofréquence, - des moyens (27 ; 46) d'amplification large bande de ce signal radiofréquence, - les moyens (29 ; 48) formant câble coaxial, et - un connecteur radiofréquence (30 ; 49). 3.- Engin sous-marin selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'antenne comporte également des conducteurs électriques d'alimentation s'étendant le long de celle-ci. 4.- Engin sous-marin selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'antenne comporte à son extrémité libre, une tétine de terminaison (41) dans laquelle sont disposés des moyens (50) de stockage d'énergie électrique d'alimentation de cette extrémité de l'antenne, et dont le fonctionnement est contrôlé par des moyens formant capteur de pression (51). 3064407 9 5.- Engin sous-marin selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens (50) de stockage d'énergie électrique sont associés à un convertisseur de tension/fréquence (52) d'indication de l'état de ces moyens de stockage. 5 6.- Engin sous-marin selon la revendication 5, caractérisé en ce que le signal de fréquence délivré par le convertisseur (52) est intégré (en 53) au signal radiofréquence afin d'être transmis le long de la fibre vers le reste de l'engin sous-marin. 7.- Engin sous-marin selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé 10 en ce que les moyens (50) de stockage d'énergie comprennent des piles.