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Dispositif de contrôle pour systèmes à valve thermoionique.
Cette invention a trait à un dispositif de contrôle pour une pluralité de systèmes à valve thermoionique et concerne plus particulièrement un dispositif au moyen duquel il est possible de pourvoir soit au fonctionnement cyclique de chacun de ces systèmes séparément dans un ordre prédétermi né, soit au fonctionnement matériellement ininterrompu d'un seul spécifique d'entr'eux.
L'expression "fonctionnement matériellement ininter- romputt employée ci-dessus et plus loin dans le texte signifie que le système spécifique opère de façon continue excepté pendant une courte interruption à la fin de chaque cycle opé- ratoire de ce dispositif de contrôle.
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Les systèmes à valve thermoionique contrôlés de cette façon peuvent être d'un type quelconque mais une application particulière de cette invention est son emploi avec des systèmes à valve thermoionique récepteurs et/ou transmetteurs de radio, chacun comprenant des moyens d'accord variables arrangés de façon à parcourir rapidement une bande de fréquen- ces différente pendant la période d'opération correspondante.
Un exemple d'une telle application particulière est le con- trôle d'une pluralité de systèmes à valve thermoionique dont chacun est disposé pour constituer, quand il fonctionne, un dispositif de réponse de l'espèce décrite dans le brevet de- manda sous le n 363610 dans le but de fournir l'identifica- tion d'un objet éloigné, soit un avion, dans l'aire d'explo- ration d'un système de radio repérage employant une onde d'exploration pulsée.
Suivit un aspect de l'invention un dispositif de contrôle pour une pluralité de systèmes à valve thermoioni- que permettant à chacun de ces systèmes de fonctionner sépa- rément dans un ordre cyclique prédéterminé ou permettant le fonctionnement matériellement ininterrompu de seulement un seul de tels systèmes renferme un commutateur à deux posi- tions de travail, une de ces positions permet à ces systèmes de fonctionner séparément dans un ordre cyclique prédétermi- né et l'autre de ces positions permet le fonctionnement ma- tériellement ininterrompu d'un seul système spécifique, moyens automatiques pour établir à des intervalles de temps réguliers une condition favorable au mouvement de ce commu- tateur de cette première position à cette autre position, moyens, mis en action par.
une caractéristique du système spécifique qui existe seulement quand le fonctionnement maté- ricllement ininterrompu de ce système est désiré, pour ef- fectuer ce mouvement de ce commutateur quand cette condition à
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favorable existe et de plus des moyens pour maintenir ce commutateur dans cette seconde position.
Suivant un autre aspect de cette invention un dispo- sitif de contrôle pour une pluralité de systèmes à valve thermoionique comprend des moyens de commutation opérés en ordre cyclique disposés pour garantir des intervalles de temps de fonctionnement prédéterminés à chacun de ces systèmes l'un après l'autre dans un ordre cyclique prédéterminé, un commutateur ayant deux positions de travail, dont la première permet à chacun de ces systèmes de fonctionner pendant la période prédéterminée garantie à celui-ci par ces moyens de commutation opérés en ordre cyclique et dont la seconde position fournit la possibilité de fonctionnement continu de seulement un spécifique de ces systèmes,
des moyens mis en action par une caractéristique de ce système spécifique qui existe pendant la période cyclique d'opération qui lui est dévolue seulement quand le fonctionnement matériellement ininterrompu de ce système est désiré, pour mouvoir ce com- mutateur de sa première à sa seconde position et de plus des moyens pour maintenir ce commutateur dans cette seconde position et pour le remettre dans sa première position à un instant précédant immédiatement ou appartenant à la pro- chaine période de travail ou une période subséquente déter- minée à cet effet par ces moyens de commutation opérés dans un ordre cyclique.
D'autres traits caractéristiques de cette invention se rapportent à des moyens qui évitent certaines difficultés qui se présentent quand un certain nombre de systèmes à valve thermoionique, dont chacun comprend une valve oscilla- trice, sont disposés pour être mis en marche ou être arrêtés dans des dispositifs comme ceux reprià plus haut.
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Dans le but de faire comprendre plus aisément l'in- vention elle sera décrite ici sous forme d'exemple et en se rapportant à des dessins annexés, en vue de son applica- tion au contrôle de deux systèmes de réponse à valve ther- moionique employés dans un avion pour fournir l'identifica- tion de celui-ci en relation avec les ondes d'exploration pulsées de deux appareils de types différents de radio-repé- rage. Il est bien entendu cependant que l'invention n'est pas du tout limitée à une application de ce genre ou au contrôle de seulement deux systèmes à valve thermoionique.
Dans les dessins annexés
La figure I montre un schéma de principe d'un type de moyens de réponse pour la réception et la retransmission d'impulsions de signalisation transmises d'un poste de repé- rage installé quelque part, soit au sol.
La figure 2 montre un schéma de principe d'un dispo- sitif de deux moyens de réponse et d'un système de contrôle et de commutation en relation avec l'invention pour la réception et la retransmission d'impulsions de signalisation transmises de chacun de deux types de poste de radio-repérage terrestres et
La figure 3 montre une disposition schématique de circuit relative à une réalisation de l'invention et
La figure 4 est une partie de schéma de circuit mon- trant les valves de réception et d'émission de deux systèmes de réponse similaires à ceux de la figure 2 et pourvus de moyens pour éviter l'auto-excitation indésirable et d'autres difficultés qui peuvent se présenter à la suite de la commu- tation contrôlée.
Dans la méthode usuelle de radio-repérage d'un avion, une onde exploratrice pulsée comprend une série d'impulsions de signalisation, chaque impulsion étant constituée d'une
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période d'énergie à fréquence radio,: est transmise par un ou plusieurs postes terrestres. Quand de telles impulsions rencontrent un avion, elles sont réfléchies par celui-ci et une partie de cette énergie réfléchie peut être reçue par le poste terrestre et être amenée à des appareils qui donnent une indication de la présence de l'avion.
Cependant un tel signal réfléchi ne donne pas d'indica- tion sur l'identité de l'avion. De là il est impossible en temps de guerre de conclure en recevant de semblables signaux si l'avion est ami ou ennemi.
Dans le but de fournir une indication sur la nature de l'avion, tous les avions amis 'seront équpés d'un disposi- tif de modification et de retransmission de signaux désigné habituellement sous le nom de dispositif de réponse. Un tel dispositif de réponse comprend par exemple les appareils in- diqués au schéma de principe de la figure I des dessins anne- xés. Les impulsions de signalisation émis par le poste terres- tre sont reçues par une antenne et arrivent à un circuit accordé a, dans lequel circuit le condensateur d'accord balaye une bande de fréquences comprenant la fréquence por- teuse de l'onde d'exploration pulsée.
Quand le circuit a, est accordé sur la fréquence porteuse d'un poste terrestre déterminé chaque impulsion reçue est amplifiée par un étage de réception super-régénératif b auquel un oscillateur e fournit une oscillation amortie. La sortie de l'étage b est appliquée à un circuit de détection d et l'énergie sortante redressée est ensuite conduite vers un étage d'amplification e. Cette énergie amplifiée alimente un circuit d'élargissement d'impulsions f, qui renferme une capacité dont la valeur peut varier automatiquement au moyen d'un mécanisme de commande adéquat, et passe ensuite à la grille de contrôle d'une valve d'émission.
La valve 3'émission peut dans un type de disposi-
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tif de réponse être la même valve que celle de l'étage de super-régénération b, ou elle peut être, dans un autre type, une valve séparée ayant le même circuit accordé a connecté entre son anode et sa grille de contrôle, c'est-à-dire, le circuit accordé a est commun aussi bien à la valve de ré- ception qu'à la valve d'émission.
Quand on employe un tel appareillage une impulsion de signalisation reçue d'un poste terrestre est retransmi- se sous forme amplifiée et considérablement élargiela va- leur de cet élargissement étant fixée par le circuit d'élargis sement d'impulsions f. Cette impulsion retransmise amplifiée et élargie apparait comme telle quand elle est rendue visi- ble sur l'écran d'un oscillographe à rayons cathodiques incorporé dans l'appareil du poste de réception terrestre.
De cette manière il est possible de faire la distinc- tion entre un avion équipé du dispositif de réponse décrit plus haut et d'un avion qui n'en est pas équipé en observant la largeur et/ou l'amplitude de l'impulsion de signalisation reçue au poste terrestre.
Deux types de postes de radio repérage terrestres sont généralement employés, la fréquence porteuse des impul- sions de chaque type se trouvant dans une bande de fréquences différente.
Un type, qui comprend des postes de guet avancé, est employé dans le but de fournir une indication à grande dis- tance de l'approche d'un avion. L'autre type fournit le re- pérage rapproché et quand il est employé en connexion avec des batteries anti-aériennes il sert comme poste de pointage des canons dans le but d'indiquer la situation et la distance d'un avion. Comme il est nécessaire de connaitre la situation et la distance d'un avion ennemi seulement à l'instant qui précède l'ouverture du feu la portée effective de ce type de
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postes terrestres ne doit pas être importante.
Parceque les fréquences porteuses des signaux des deux types de postes terrestres peuvent être largement espacées et considérant leur haute valeur, il peut être nécessaire d'équiper deux séries d'appareils qui forment ensemble le dispositif de réponse, dans le but de faire renvoyer par un avion amis des signaux d'identification appropriés aux deux types de postes terrestres. La bande de fréquences du premier dispositif ren- fermera les fréquences porteuses des impulsions transmises par les postes de guet avancé et la bande de fréquences de l'autre dispositif renfermera les fréquences porteuses des impulsions transmises par les postes de pointage des canons.
Cependant cette disposition a plusieurs inconvénients. L'ap- pareillage sera nécessairement important parceque seule l'u- nité d'alimentation peut être commune aux deux circuits de réponse. Puisque la fourniture d'énergie sera plus importan- te, l'unité d'alimentation elle même devra être plus lourde.
Un autre inconvénient technique se présentera à cause de l'interférence mutuelle des deux antennes associées aux deux circuits de réponse.
Puisque l'avion a beaucoup de chances de rester dans une région de guet avancé pendant la majeure partie du temps, il suffirait que le dispositif de réponse d'un tel avion serait équipé pour répondre aux postes de guet avancé pour la majeure partie du temps et que des dispositifs de commu- tation. automatiques seraient prévus qui permettraient la réponse aux postes de pointage des canons, disons, pendant deux secondes dans tout laps de temps de six secondes, ce qui permettrait de notifier la présence de 1-'avion quand il entre dans une région de pointage des canons. n est cepen- .
dant essentiel, dans le but d'éviter les erreurs, que. l'en - trée dans une région de pointage des canons, si l'appareilla-
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ge est disposé pour répondre à des postes de pointage des canons il ne sera pas commuté dans la position de réponse à des postes de guet avancé, ou s'il est disposé pour répondre à des postes de guet avancé après qu'il aura été commuté pour répondre à des postes de pointage de canons il ne sera pas commuté à nouveau pour répondre à des postes de guet avancé jusqu'au moment où l'avion quitte la région du pointage des canons. Ce qui veut dire que l'avion, pendant qu'il est dans une zone de pointage des canons, doit répondre seule- ment aux signaux des postes de pointage des canons.
Poursuivant l'explication de l'invention relativement à un type, montré en exemple dans les figures 2 et 3 des dessins annexés, deux dispositifs de réponse comme montrés dans la figure I sont assemblés dans un avion et ont en com- mun certains de leurs appareils. En nous rapportant plus par- ticulièrement à la figure 2 un dispositif de réponse x est arrangé pour répondre seulement aux impulsions de signalisa- tion émises de postes de détection rapprochée ou de pointage des canons. L'autre dispositif de réponse y est arrangé pour répondre seulement aux impulsions de signalisation émises de postes de guet avancé. Chaque circuit est semblable à celui de la figure I, les appareils particuliers aux dispo- sitifs x et y portant la même lettre de référence que les appareils correspondants dans la figure I chacun avec les indices I ou II respectivement.
L'oscillateur amorti ± et la valve deampl-ification e étant communs aux deux dispositifs de réponse.
La sortie de l'étage d'amplification e étant en outre conduite aux circuits d'élargissement d'impulsions f' et :fil, chacun de ceux-ci renferme une capacité dont la valeur peut être variée automatiquement par un mécanisme de commande adéquat, et est arrangé pour alimenter un redresseur à valve
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diode g et ensuite un amplificateur à courant continu h.
L'énergie amplifiée sortant de cet amplificateur h est em- ployée à commander un système de commutation 1 qui est dis- posé pour provoquer l'excitation soit de l'étage de super- régénération b' soit de l'étage de super-régénération b", et de l'un ou l'autre des mécanismes de commande associés soit au circuit d'élargissement des impulsions f'soit au circuit d'élargissement des impulsions f".
Le système de commutation i, voyez en particulier à la figure 3, comprend un commutateur formé de cinq interrup- teurs monopolaires à rupture double I, 2, 3,4 et 5. Un con- tact Ia de l'interrupteur monopolaire à rupture double I est connecté au pôle positif de l'alimentation en haute tension, alimentation qui est aussi reliée à la. lame res- sort 7 qui est disposée de telle façon qu'elle est actionnée à chaque tour d'une came 8 en rotation permanente. Le second contact Ib de l'interrupteur I est relié à un contact 9 associé à la lame ressort 7 et est relié aussi à l'anode de la valve. de réception de l'étage bI par l'intermédiaire du circuit accordé a'.
Le contact 2a est relié au contact 10 associé à la lame ressort 7 et le contact 2b est relié à l'anode de la valve de réception de l'étage b" par l'intermé- diaire du circuit accordé a". Le contact 3a de l'interrup- teur monopolaire à rupture double 3' est relié au contact IIa d'une autre lame ressort II, qui est disposée.pour fonc- tionner par l'intermédiaire d'une came Sa montée rigidement sur le même axe que la came 8, le contact IIb qui correspond au contact 11a étant relié par l'intermédiaire d'une bobine de maintien 12 à un pôle d'une alimentation appropriée de courant continue soit 12 volts. Le second contact 3b de l'interrupteur 3 est relié à l'autre pôle de l'alimentation de 12 volts.
Le contact 4a de l'interrupteur monopolaire à
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rupture double 4 est relié directement au contact 5a de l'interrupteur monopolaire à rupture double 5 et est aussi relié au premier nommé des pôles de l'alimentation à 12 volts.
Le contact 5b de l'interrupteur 5 est relié au mécanisme de commande associé au circuit d'élargissement d'impulsions f" et le contact 4b est relié au mécanisme de commande associé au circuit d'élargissement d'impulsions f'. Un contact 13 associé à la lame ressort 7 est relié par l'intermédiaire d'une bobine d'attraction 14 à l'anode de la valve de l'am- plificateur à courant continu h. Les contacts 4b et 5b sont bouclés ensemble par l'intermédiaire de deux lampes de 12 volt 15 et 16 en série, tandis que le point commun de ces lampes est relié au contact 3b et de là au second pôle de l'alimen- tation à 12 volts.
La came 8 est découpée de telle façon que, pendant une révolution complète, la lame ressort 7 fait contact avec le contact 10 pendant quatorze secondes et ensuite ferme le contact avec les contacts 9 et 13 pendant deux secondes. La came 8a est arrangée pour toucher un piton fixé sur la lame ressort II une seconde avant que la lame ressort 7 ne ferme le contact avec les contacts 9 et 13, le temps de fermeture étant environ d'une demi-seconde. Les cames sont en rotation permanente dans le sens anti-horaire.
On a prévu l'application d'un potentiel négatif de blocage à la grille de contrôle de la valve de l'amplifica- teur à courant continv h, suffisant pour empêcher tout passa- ge de courant. Sa valeur exacte est telle que le potentiel de courant continu à travers le redresseur à diode g qui serait engendré comme résultat du redressement des impulsions de signalisation reçues de postes de guet avancé et qui dépend de la fréquence de répétition des impulsions de l'onde exploratrice, n'est pas suffisant pour vaincre ce potentiel
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négatif de blocage tandis que le potentiel dû au redressement des impulsions de signalisation reçues de postes de pointage des canons, dont les impulsions ont une fréquence de répéti- tion plus grande, est suffisant pour vaincre le potentiel de blocage.
En ordre de marche quand les bobines 14 et 12. ne sont pas excitées le commutateur est bloqué par des ressorts de telle façon que les interrupteurs monopolaires à rupture double I, 3 et 4 sont ouverts et que les interrupteurs monopo- laires à rupture double 2 et 5 sont fermés, comme montré au dessin. Supposant que la came 8 est dans une telle position angulaire qu'elle oblige la lame ressort 7 à fermer son con- tact avec le contact 10, l'alimentation en haute tension est connectée à l'anode de la valve de réception dans l'étage bII qui est arrangé pour recevoir les seuls signaux transmis par les postes de guet avancé.
Les signaux de ces postes sont reçus et les signaux réémis sont convenablement élargis puisqu'un potentiel de commande est fourni au mécanisme de commande associé au dispositif d'élargissement d'impulsions fil à partir de l'alimentation à 12 volts par l'intermédiaire de l'interrupteur monopolaire à rupture double 5.
Une seconde avant que la lame ressort 7 ne ferme les contacts 9 et 13, le contact entre 11a et IIb est rompu par l'effet de la came 8a qui pousse sur le piton de la lame ressort II. Il ne passe 'à ce moment pas de courant à travers l'enroulement d'attraction 12 puisque l'interrupteur monopo- laire à rupture double 3 est ouvert et par conséquent l'ou- verture des contacts IIa et IIb n'a pas d'effet sur les cir- cuits.
L'ouverture des contacts IIa et IIb persiste pour en- viron une demi-seconde et après un autre laps de temps subsé- quent d'une demi-seconde, la lame ressort 7 rompt le contact avec le contact 10 et ferme le contact avec les contacts 9
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et 13 L'alimentation en haute tension est maintenant dé- connectée de l'anode de la valve de réception dans l'étage b" et est connectée à l'anode de la valve de réception dans l'étage b' qui est arrangé pour recevoir les seuls signaux transmis des postes de pointage des canons. L'alimentation en haute tension est aussi appliquée à l'anode de la valve de l'amplificateur à courant continu h par l'intermédiaire de la bobine d'attraction 14.
Le commutateur étant en cette position, si l'avion est en dehors d'une région de pointage des canons, les si- gnaux des postes de pointage ni ceux des postes de guet avan- cé ne seront reçus. De plus, la valve dans l'amplificateur à courant continu ne laisse passer aucun courant à cause du potentiel de blocage appliqué à sa grille de contrôle. Cet état de choses persiste pendant deux secondes, et est terminé quand la lame ressort 7 ferme à nouveau les contacts 10 et ouvre les contacts avec les contacts 9 et 13. L'alimentation en haute tension est maintenant remise sur l'anodede la valve de réception de l'étage b11, et par là des signaux de postes de guet avancé seront à nouveau reçus pendant un laps de temps de quatorze secondes.
Après ce laps de temps de quator- ze secondes l'alimentation en haute tension est déconnectée de la valve de réception a" et connectée à nouveau à la valve de réception de l'étage b1. De cette façon un Avion qui est en dehors d'une région de pointage des canons, est en état de recevoir des impulsions de signalisation émis de postes de guet avancé pendant quatorze secondes et ensuite pendant deux secondes il ne recevra rien.
Cependant, si l'avion entre dans une région de pointa- ge des avions pendant le laps de temps de réception de si- gnaux émis par des postes de guet avancé, la connexion de l'alimentation en haute tension avec l'anode de la valve de
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réception de l'étage b' à la fin de l'intervalle de quator- ze secondes permet aussi la réception de signaux émis par des postes de pointage des canons.
Ainsi, la valve dans l'amplifi- cateur à courant continu h, laisse maintenant passer le cou- tant parceque l'alimentation en haute tension lui est appli- quée et parceque la fréquence de répétition des impulsions émises par un poste de pointage des canons est telle qu'à travers le redresseur à diode il s'établit un potentiel de valeur suffisante pour vaincre le potentiel de blocage appli- qué à la grille de contrôle de la valve de l'amplificateur thermo ionique h.
Le passage de courant par cette valve provoque le fonctionnement de la bobine d'attraction 14 des interrupteurs monopolaires à rupture double et a pour effet de fermer les interrupteurs I, 3 et 4 et d'ouvrir les interrupteurs 2 et 5. La fermeture de l'interrupteur 3 permet l'application de l'alimentation à 12 volts à la bobine de maintien 12 par l'intermédiaire de la lame ressort II (dont les contacts IIa et IIb sont fermés maintenant). Cette bobine aide la bobine 14 à maintenir fermés les interrupteurs 1, 3 et 4.
Cette opération est plus ou moins instantanée et per- siste pendant deux secondes. A la fin de ce laps de temps la lame ressort 7 ferme le contact avec le contact 10 et rompt le contact avec les contacts 9 et 13. La bobine 14.n'est pas alimentée plus longtemps parceque l'alimentation en haute tension est déconnectée de l'amplificateur à courant continu h, mais, puisque l'interrupteur 3 est fermé et que la bobine 12 est sous tension, les interrupteurs monopolaires à rupture double 1, 3 et 4 restent fermés. Des signaux émis par un poste de pointage des canons continuent à être reçus pendant un nouveau laps de temps de treize secondes.
A cet instant les contacts IIa et IIb s'ouvrent, la
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bobine 12 n'est plus sous tension puisque l'alimentation de 12 volts ne lui est plus appliquée et par suite les interrup- teurs monopolaires à rupture double I, 3 et 4 sont ouverts et les interrupteurs monopolaires à rupture double 2 et 5 sont fermés. Des signaux émis par des postes de guet avancé peu- vent être reçus maintenant. Après une demi-seconde la lame ressort 7 ferme à nouveau le contact avec les contacts 9 et 13 pour commencer l'opération normale de deux secondes du dispositif x correspondant aux postes de pointage des canons.
Si pendant cette période l'avion est toujours dans une région de pointage des canons,des signaux sont reçus par la valve de l'étage b1, et leur réception sera de nouveau assurée pour un nouveau laps de temps de treize secondes comme auparavant.
Si, cependant, l'avion a quitté la région de pointage des canons il ne reçoit pas de signaux pendant le laps de temps que la lame interrupteur 7 est en contact avec les contacts 9 et 13, et quand, à la fin de cette période ces contacts s'ouvrent, l'appareillage retourne dans la condition de réception de signaux émis par des postes de guet avancé.
Si l'avion entre dans une région de pointage de ca- nons pendant que le commutateur est dans la position où le pôle positif de l'alimentation en haute tension est connecté à l'anode de la valve réceptrice de l'étage b', des signaux du poste de pointage de canons sont immédiatement reçus et continuent à être reçus jusqu'au moment où les contacts IIa et IIb s'ouvrent, le mode opératoire étant exactement le même que celui décrit plus haut.
Ainsi il est évident que pendant que l'avion est en dehors d'une région d'un poste de pointage des canons, chacun des systèmes à valve thermoionique qui comprennent les disposi- tifs de réponse x et 1 fonctionnent séparément et à tour de rôle pendant les intervalles de deux et de quatorze secondes
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qui leur sont dévolus à ce but par les moyens de commuta- tion opérant cycliquement et constitués de la lame inter- rupteur 7 avec les contacts 9 et 10 lame qui est contrôlée par une came.
Quand cependant, l'avion entre dans une région d'un poste de pointage de canons et qu'on désire en conséquence que le fonctionnement matériellement ininterrompu du système spécifique x qui répond à un tel poste ait lieu, la réception par le dispositif x de signaux émis par un poste de pointage des canons pendant son cycle opératoire de deux secondes est caractérisée par le passage de courant à travers l'amplifica- teur à courant continu h. Ce qui amène le fonctionnement du commutateur qui va dans sa position opposée au moyen de la bobine 14 et s'y maintient au moyen de la bobine* 12 jusqu'à ce qu'il soit libéré par l'ouverture des contacts 11, 1-la un instant avant que le système x doit à nouveau être action- né pour son intervalle cyclique de deux secondes par le ressort 7 qui est aussi actionné cycliquement.
Si l'avion est toujours dans la région'd'un poste de pointage des canons il se produit une répétition de ces faits à la suite desquels le système x fonctionne de façon continue exception faite pour une courte interruption à la fin de chaque cycle du dispositif.
Les lampes 15 et 16 qui peuvent être de couleur différente donnent au pilote une indication suivant que l'a- vion est dans une région de pointage des canons ou n'y est pas. Si l'avion est dans une région de pointage des canons l'interrupteur monopolaire à double rupture 4 est fermé et l'alimentation de 12 volts est donnée à la lampe 15. Si l'avion est hors d'une région de pointage des canons,, l'inter- rupteur 4 est ouvert et l'interrupteur 5 est fermé à la suite de quoi l'alimentation de 12 volts est connectée à lampe 16.
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Dans les dispositifs qui comprenent deux ou plusieurs systèmes de réponse comme il en est décrit plus haut on peut renconter certaines difficultés pendant la période de commu- tation d'un système à valve thermoionique à un autre, c'est- à-dire, quand l'alimentation en haute tension est déconnectée d'un système à valve et connectée à un autres
La première difficulté nait du fait que la valve de réception et la valve de transmission de chaque système de réponse sont habituellement toutes les deux pourvues d'un dispositif automatique de blocage de grille formé d'une résis- tance et d'un condensateur en parallèle dans leur conducteur de cathode respectif.
En conséquence, quand après le fonc- tionnement d'un de ces systèmes, l'alimentation en haute tension lui est enlevée par suite du mouvement de la lame ressort 7 le condensateur du circuit de blocage de la grille se décharge et le potentiel de la cathode de la valve va se rapprocher du potentiel de terre. Quand l'alimentation en hau- te tension est rendue à ce système particulier après un inter- valle pendant lequel l'autre système de réponse a fonctionné, le potentiel négatif de blocage appliqué à la valve de ré- ception et à la valve de transmission du premier système est faible parceque leurs cathodes sont presqu'au potentiel de terre, et il est généralement si faible qu'une auto exci- tation se produit dans chaque circuit de grille de contrôle à cathode en provoquant ainsi une transmission indésirée.
Ce danger persiste jusqu'à ce que les potentiels de cathode atteignent leur valeur normale de fonctionnement.
Une seconde difficulté peut se présenter parcequ'une connexion de courant continu est faite habituellement vers la grille de contrôle de la valve de transmission dans chaque dispositif de réponse en partant de la cathode ou de l'anode de la valve de l'étage d'amplification e (figure 2) qui est
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commun aux deux dispositifs. Quand une impulsion de signalisa- tion est reçue dans un dispositif de réponse en marche, le potentiel de 1-*anode ou de la cathode de la valve commune d'amplification de l'étage e monte. Par là non seulement le potentiel de la grille de contrôle de la valve émettrice du système en fonctionnement augmente positivement, mais de même le potentiel de la grille de contrôle de la valve émettrice du système qui ne fonctionne pas pour le moment augmente aussi.
Mais dans cette dernière valve le potentiel d'anode est zéro, le potentiel de la grille de contrôle est positif et le roter- tiel de la cathode est approximativement le potentiel de masse. En conséquence, la grille de contrôle at la cathode de cette valve d'émission sont dans les conditions de fonc- tionnement d'une valve diode et la grille de contrôle va véhiculer du courant. Et il est clair qu'une valve de trans- mission dans un système qui ne fonctionne pas peut ajouter une charge exceptionnelle à la valve commune d'amplification, ce qui réduira la puissance de fonctionnement appliquée à la valve de transmission dans le dispositif de réponse qui fonc- tionne. Ce qui provoquerait une diminution de l'amplitude de l'impulsion transmise par le dispositif de réponse qui fonc- tionne.
Ce qui plus est, la largeur de l'impulsion sera aussi influencée parceque le courant qui passe par le circuit d'é- largissement d'impulsion contiendra une composante qui est due au courant de grille dans la valve de transmission du dispositif de réponse qui ne fonctionne pas.
La figure 4 montre une disposition qui supprime les difficultés énumérées plus haut. Dans cette figure, qui repré- sente deux dispositifs de réponse contrôlés par des moyens de commutation analogues à ceux de la figure 2 et 3, le premier dispositif de réponse possède un étage de réception b'compre- nant une valve 20' fonctionnant comme super régénérateur et
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ayant un circuit résonant parallèle accordé a1 relié entre son anode et sa grille de contrôle avec une dérivation sur la bobine d'inductance de ce circuit accordé, dérivation qui est connectée par l'intermédiaire du contact 9 et de ,la lame ressort 7 à la borne positive de la source d'alimentation en haute tension S.
La cathode de la valve 20' est reliée par l'intermédiaire d'un dispositif automatique de blocage de grille comprenant une résistance 22' et un condensateur en parallèle 23' à la borne négative de la source d'alimen- tation S.
La valve oscillatrice de transmission 2II du premier système de réponse est disposée aussi avec le même circuit aecordé a' connecté entre son anode et la grille de contrôle tandis que sa cathode est connectée aussi à la borne négati- ve de l'alimentation en haute tension S par l'intermédiaire d'un réseau séparé de contrôle de grille comprenant une résis- tance 26' et un condensateur en parallèle 27'. Cette valve oscillatrice est normalement inactive par suite de la valeur du potentiel négatif de blocage appliqué ainsi à la grille.
Le second système de réponse se compose des pièces matériellement identiques et comme elles ont le même chif- fre de référence avec l'index 11 , nous n'allons pas les décrire plus loin. La dérivation à la bobine d'inductance a II est ici connectée par l'intermédiaire du contact 10 et de la lame ressort 7 à la borne positive de l'alimentation en haute tension et ainsi chaque système fonctionnera alter- nativement par un mouvement approprié de la lame ressort 7 comme il a déjà été décrit en expliquant la figure 3.
Les impulsions de signalisation reçues et amplifiées dans le circuit d'accord a1 servent d'alimentation à un circuit détecteur par l'intermédiaire d'un condensateur 30', le circuit détecteur étant marqué d1, figure 2, et l'énergie
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sortante après rectification de ce dernier circuit est alors amenée à une valve amplificatrice 29 qui est l'équivalent de 1'étage e, à la figure 2.
Le circuit est constitué de telle façon qu'une impulsion de signalisation reçue provoque un accroissement du potentiel soit de l'anode, ou de préférence comme montré à la figure, de la cathode de la valve 29, et cet accroissement est appliqué comme une impulsion positive à la grille de contrôle de la valve oscillatrice 211 par l'intermédiaire du circuit d'élargissement d'impulsion f', composé d'un réseau en parallèle de résistances et de conden- sateurs de valeurs appropriées. L'application de cette im- pulsion positive à la grille de contrôle de la valve oscil- latrice 21' fait naitre dans celle-ci des oscillations à la fréquence de résonance du circuit accordé a1 et ainsi un signal de réponse est émis répondant à l'impulsion de signa- lisation entrante qui l'a engendré.
La valeur du condensateur du circuit d'élargissement d'impulsions. f' peut varier automa- tiquement par des moyens de commande adéquats comme il a déjà été décrit en rapport avec les figures 2 et 3 ceci ayant pour but la provocation d'un changement prédéterminé dans la largeur des signaux de réponse et fournissant ainsi un signal de réponse convenu de la façon qui a été plus ample- ment décrite dans le brevet demandé sous le n 363610.
Les impulsions de signalisation reçues et amplifiées dans le circuit accordé aII du second dispositif de réponse sont de même appliquées par l'intermédiaire d'un étage dé- tecteur d11, figure 2 à la valve amplificatrice 29, cette dernière étant rendue commune aux deux systèmes dans le but d'économie à la fois dans les frais le poids et la puissance d'alimentation. Le potentiel de sortie de cette valve, soit
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à son anode ou comme montré à sa cathode est ensuite appli- quée par l'intermédiaire du circuit d'élargissement des impulsions f11 à la grille de contrôle de la valve oscilla- trice 2111 de ce second système de réponse.
On a déjà expliqué suffisamment la façon de travail- ler du dispositif comme il est décrit et en pratique les difficultés indiquées pourraient naître. Par exemple, si le système de réponse qui comprend les valves 20" et 21" fonctionne sous l'effet du contact de la lame ressort 7 avec le contact 10, le potentiel de la cathode des deux valves
20' et 21' diminue jusqu'à la valeur de masse de la borne négative de l'alimentation en haute tension. Ceci étant, les impulsions positives fournies par la valve amplifica- trice 29 peuvent élever le potentiel de la grille de contrôle de la valve 21' à une telle valeur que la grille de contrôle et la cathode de cette valve fonctionnent comme une diode et ajoutent de cette façon une charge anormale et importante pour la valve 29.
Quand la lame ressort 7 fonctionne et trans- fère l'alimentation en haute tension vers les valves 20' et 21' par l'intermédiaire du contact 9, le potentiel de bloca- ge zéro qui existe initiallement sur chaque valve pourrait donner lieu à des conditions d'auto-excitation jusqu'à l'instant où les condensateurs 23' et 27' soient chargés à leur valeur normale.
Pour éviter ces difficultés, la cathode de la valve 20' est connectée par l'intermédiaire d'une résistance 24' au conducteur commun d'alimentation en haute tension des valves 20" et 21" cependant que la cathode de la valve 21' est aussi connectée au même conducteur d'alimentation en haute tension par l'intermédiaire de la résistance 28'. De façon similaire la cathode des valves 20" et 21" est chacu- ne connectée par l'intermédiaire de résistances 24" et 28"
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au conducteur commun d'alimentation en haute tension des valves 20' et 21'.
Pendant le fonctionnement de ce dispositif ainsi modifié, quand la lame ressort 7 est dans la position où elle relie la borne positive de l'alimentation en haute ten- sion S aux anodes des premières valves réceptrices et émettri- ces 20' et 21', les cathodes des deuxièmes valves réceptrices et émettrices 20" et 21" sont maintenues à un potentiel po- sitif (relativement à leurs grilles de contrôle) par suite des connexions faites à ce but de l'alimentation en haute tension du premier système à valve.
Aussi quand le commu- tateur 7 est dans la position où il connecte la borne posi- tive de l'alimentation en haute tension aux anodes des secon- des valves réceptrices et émettrices 20" et 21", les catho- des des premières valves réceptrices et émettrices 20' et 21' sont aussi maintenues à un potentiel positif (relativement à leurs grilles de contrôle).
Par un choix adéquat de la valeur des résistances 24', 28' et 24" et 28" les potentiels des cathodes de cha- que valve de réception et de chaque valve de transmission dans tout système qui ne fonctionne pas peut être amené à être plus grand que celui de leurs grilles de contrôle même pendant l'intervalle d'application d'une impulsion positive de la valve amplificatrice 29 de telle façon que ces grilles de contrôle et ces cathodes ne fonctionnent pas comme des valves diodes.
Le dispositif est nettement applicable à trois ou plus de systèmes à valve, chaque système étant disposé à fonctionner à tour de rôle. On fera des connexions du conduc- teur de l'alimentation en haute tension de chaque système par l'intermédiaire de résistances vers les cathodes des valves réceptrices et émettrices de chacun des autres sys- ternes. -
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Il est alors évident que pendant l'intervalle de non fonctionnement, la cathode de chaque valve est maintenue posi- tive et que quand l'alimentation en haute tension d'une telle valve est commutée l'auto-excitation est ainsi évitée.
Si on suppose que la coupure d'un système à valve thermoionique et la mise en marche d'un autre système est matériellement instantanée, les dispositifs décrits ont été trouvés donner satisfaction. Si cependant, comme il arrive souvent en pratique, les moyens de commutation sont tels qu'il existe un petit intervalle de l'ordre disons de une ou de deux millisecondes entre la coupure d'un système et la mise en circuit d'un autre système une autre difficulté pour- rait se présenter puisque, pendant cet intervalle les poten- tiels cathodiques du système qui va être enclenché peuvent tomber des valeurs auxquelles elles étaient maintenues pendant le non fonctionnement et l'auto excitation pourrait se pro- duire de nouveau.
Pour vaincre cette difficulté, la cathode de chaque valve est reliée par l'intermédiaire d'une capacité de valeur convenable à sa propre alimentation en haute tension. En se rapportant de nouveau à la figure 4, un condensateur 251 est connecté entre la cathode de la valve 20' et le conducteur de son alimentation en haute tension tandis qu'un condensa- teur 29' est connecté entre la cathode de la valve 21' et le même conducteur d'alimentation en haute tension. De même des condensateurs 25" et 2911 sont connectés respectivement entre les cathodes des valves 20" et 21" et le conducteur d'alimentation en haute tension de celles-ci.
Le fonctionnement avec cette modification est le même qu'auparavant avec les particularités additionnelles suivan- tes.
Pendant l'intervalle qui s'écoule entre la coupure,,
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disons, des deux valves 20" et 21" et la mise en circuit de l'autre paire de valves 20' et 21' les potentiels des catho- des de la seconde paire de valves tomberont de leurs valeurs positives parceque le condensateur du dispositif de blocage des grilles se décharge à la masse par l'intermédiaire de sa résistance en parallèle.
Quoique 1'intervalle sera court, il peut suffire pour que le potentiel diminue si fort que l'auto- excitation se produit dans les valves ce fait étant dû à ce que un potentiel de blocage de grille insuffisant existe au moment où le potentiel d'anode est appliqué si les condensa- teurs 25' et 29' n'étaient pas connectés entre le conducteur d'alimentation en haute tension et les cathodes des deux valves. La capacité de ces condensateurs est choisie de fa- gon que le potentiel cathodique de chaque valve augmente avec celui de l'anode, chargeant ainsi momentanément le condensa- teur de chaque dispositif de blocage de grille à un potentiel excessif. Ces potentiels diminuant à la valeur de fonctionne- ment quand les condensateurs se déchargent à la masse.
De façon similaire 1'auto-oscillation de l'autre paire de valves 20" et 21" à l'instant de l'application de l'alimentation, en haute tension à celles-ci est empêchée par les condensateurs 25" et 29" qui sont connectés de la même façon.
Ce trait particulier de l'invention peut aussi être appliqué à trois ou plusieurs systèmes, chaque système étant arrangé pour fonctionner à tour de rôle, la cathode de chaque valve de réception et de chaque valve d'émission étant raccor- dée au conducteur de son alimentation en haute tension par l'intermédiaire d'un condensateur.
Il est évident qu'ainsi pendant la période de non fonc- tionnement la cathode. d'une valve est maintenue positive et
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qu'ensuite quand l'alimentation en haute tension vers une valve est enclenchée le potentiel cathodique monte instantané- ment avec celui de l'anode. L'auto-excitation de n'importe quelle valve est empêchée.
Quoique cette invention ait été décrite par rapport à des dispositifs de réponse comme il en existe dans un avion dans le but de donner une indication sur sa nature (amie ou ennemie) à un poste terrestre qui l'interroge, elle est aussi applicable à tous les autres systèmes à valve thermoionique qui doivent fonctionner séparément dans un ordre prédéterminé.
REVENDICATIONS ------------------------------ I.- Dispositif de contrôle pour une pluralité de systèmes à valve thermoïonique qui permet à chacun de ces systèmes de fonctionner séparément dans un ordre cyclique prédéterminé ou qui permet le fonctionnement matériellement ininterrompu d'un seul de ces systèmes bien spécifié qui renferme un com- mutateur à deux positions de travail, dont l'une permet à ces systèmes de fonctionner séparément dans un ordre cyclique prédéterminé et dont l'autre permet le fonctionnement maté- riellement ininterrompu de ce seul système spécifié, des moyens automatiques pour établir, à des intervalles de temps réguliers, une condition favorable au mouvement de ce com- mutateur de cette première position à cette seconde position, moyens,
actionnés par une caractéristique de ce système spé- cifié qui existe seulement quand on désire le fonctionnement matériellement ininterrompu de ce système, et ayant pour but l'exécution de ce mouvement de ce commutateur quand cette condition favorable existe, et d'autres moyens qui maintien- nent ce commutateur dans cette seconde position.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Control device for thermionic valve systems.
This invention relates to a control device for a plurality of thermionic valve systems and relates more particularly to a device by means of which it is possible to provide either the cyclic operation of each of these systems separately in a predetermined order, or the operation. materially uninterrupted from a single specific of them.
The term "materially uninterrupted operation as employed above and later in the text means that the specific system operates continuously except for a brief interruption at the end of each operating cycle of that control device.
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Thermionic valve systems controlled in this way can be of any type, but a particular application of this invention is its use with thermionic valve systems receiving and / or transmitting radio, each comprising variable tuning means arranged in a variable manner. so as to quickly traverse a different frequency band during the corresponding operating period.
An example of such a particular application is the control of a plurality of thermionic valve systems each of which is arranged to constitute, when in operation, a response device of the kind described in the patent applied for under the patent. n 363610 in order to provide the identification of a distant object, namely an airplane, in the exploration area of a radio tracking system employing a pulsed exploration wave.
One aspect of the invention follows a control device for a plurality of thermionic valve systems allowing each of these systems to operate separately in a predetermined cyclical order or allowing the materially uninterrupted operation of only one of such systems. contains a switch with two working positions, one of these positions allows these systems to operate separately in a predetermined cyclical order and the other of these positions allows the materially uninterrupted operation of a single specific system, automatic means for establishing at regular intervals of time a condition favorable to the movement of this switch from this first position to this other position, means activated by.
a characteristic of the specific system which exists only when materially uninterrupted operation of that system is desired, to effect this movement of this switch when this condition to
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favorable exists and moreover means for maintaining this switch in this second position.
According to another aspect of this invention a control device for a plurality of thermionic valve systems comprises switching means operated in a cyclical order arranged to guarantee predetermined operating time intervals to each of these systems one after the other. 'other in a predetermined cyclical order, a switch having two working positions, the first of which allows each of these systems to operate during the predetermined period guaranteed to it by these switching means operated in cyclical order and of which the second position provides the possibility of continuous operation of only one specific of these systems,
means put into action by a characteristic of this specific system which exists during the cyclical period of operation devolved to it only when the materially uninterrupted operation of this system is desired, to move this switch from its first to its second position and moreover means for maintaining this switch in this second position and for returning it to its first position at an instant immediately preceding or belonging to the next working period or a subsequent period determined for this purpose by these switching means. switching operated in a cyclical order.
Further characteristic features of this invention relate to means which obviate certain difficulties which arise when a number of thermionic valve systems, each of which includes an oscillating valve, are arranged to be turned on or off in the process. devices like those reprià above.
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In order to make the invention easier to understand, it will be described here in the form of an example and with reference to the accompanying drawings, with a view to its application to the control of two thermionic valve response systems. used in an airplane to provide its identification in relation to the pulsed exploration waves of two devices of different types of radio-tracking. It is understood, however, that the invention is not at all limited to an application of this kind or to the control of only two thermionic valve systems.
In the accompanying drawings
Figure I shows a block diagram of one type of response means for the reception and retransmission of signaling pulses transmitted from a locating station installed somewhere, namely on the ground.
FIG. 2 shows a block diagram of a device of two response means and of a control and switching system in relation to the invention for the reception and retransmission of signaling pulses transmitted from each of them. two types of terrestrial radio-tracking station and
Figure 3 shows a schematic circuit arrangement relating to an embodiment of the invention and
Figure 4 is a part of a circuit diagram showing the receive and transmit valves of two response systems similar to those of Figure 2 and provided with means for avoiding unwanted self-excitation and other difficulties. which can occur as a result of controlled switching.
In the usual method of radio locating an airplane, a pulsed exploratory wave comprises a series of signaling pulses, each pulse consisting of a
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period of radio frequency energy: is transmitted by one or more ground stations. When such pulses encounter an aircraft, they are reflected by it, and some of this reflected energy may be received by the ground station and fed to devices which give an indication of the aircraft's presence.
However, such a reflected signal does not give any indication of the identity of the airplane. Hence it is impossible in time of war to conclude by receiving similar signals whether the plane is friend or foe.
In order to provide an indication of the nature of the aircraft, all friendly aircraft will be equipped with a signal modification and retransmission device commonly referred to as a response device. Such a response device comprises, for example, the apparatuses indicated in the block diagram of FIG. I of the appended drawings. The signal pulses emitted by the earth station are received by an antenna and arrive at a tuned circuit a, in which the tuning capacitor circuit scans a band of frequencies comprising the carrier frequency of the scanning wave pulsed.
When the circuit a, is tuned to the carrier frequency of a determined terrestrial station each pulse received is amplified by a super-regenerative reception stage b to which an oscillator e provides a damped oscillation. The output of stage b is applied to a detection circuit d and the rectified outgoing energy is then conducted to an amplification stage e. This amplified energy feeds a pulse broadening circuit f, which contains a capacitance whose value can vary automatically by means of a suitable control mechanism, and then passes to the control gate of an emission valve.
The outlet valve may in one type of device
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response tif be the same valve as that of the super-regeneration stage b, or it may be, in another type, a separate valve having the same tuned circuit connected between its anode and its control grid, c ' that is, the tuned circuit a is common to both the receiving valve and the sending valve.
When such an apparatus is employed a signaling pulse received from a land station is retransmitted in amplified form and considerably enlarged, the value of this enlargement being set by the pulse enlargement circuit f. This amplified and enlarged retransmitted pulse appears as such when it is made visible on the screen of a cathode ray oscillograph incorporated in the apparatus of the terrestrial reception station.
In this way, it is possible to distinguish between an airplane equipped with the response device described above and an airplane which is not equipped with it by observing the width and / or the amplitude of the pulse. signaling received at the land station.
Two types of land-based locator radios are generally employed, the carrier frequency of the pulses of each type being in a different frequency band.
One type, which includes forward lookout posts, is used for the purpose of providing a long range indication of an aircraft approaching. The other type provides close sighting and when used in connection with anti-aircraft batteries it serves as a gun aiming station for the purpose of indicating the situation and distance of an aircraft. As it is necessary to know the situation and the distance of an enemy aircraft only at the moment preceding the opening of fire, the effective range of this type of
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land posts need not be important.
Because the carrier frequencies of the signals from the two types of land stations can be widely spaced and considering their high value, it may be necessary to equip two sets of devices which together form the response device, in order to have a return aircraft friendly identification signals appropriate to the two types of land positions. The frequency band of the first device will contain the carrier frequencies of the pulses transmitted by the forward lookout posts and the frequency band of the other device will contain the carrier frequencies of the pulses transmitted by the gun aiming posts.
However, this arrangement has several drawbacks. The apparatus will necessarily be important because only the power supply unit can be common to the two response circuits. Since the power supply will be more important, the power unit itself will have to be heavier.
Another technical drawback will arise because of the mutual interference of the two antennas associated with the two response circuits.
Since the aircraft is very likely to remain in a forward lookout region for most of the time, it would suffice if the response device of such an aircraft would be equipped to respond to forward lookout positions for most of the time. and switching devices. automatic devices would be provided which would allow response to gun pointing posts, say, for two seconds in any six second time frame, which would allow notification of the presence of the aircraft when it enters a gun pointing region. . n is however.
essential, in order to avoid errors, that. entry into a gun aiming region, if the apparatus
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ge is willing to answer gun aiming posts it will not be switched to the answering position at forward lookout posts, or if it is willing to respond to forward watch posts after it has been switched to respond to gun aiming stations it will not be switched again to respond to forward lookout positions until such time as the aircraft leaves the gun aiming area. This means that the airplane, while in a gun aiming area, must respond only to signals from the gun aiming stations.
Continuing the explanation of the invention with respect to a type, shown as an example in Figures 2 and 3 of the accompanying drawings, two response devices as shown in Figure I are assembled in an aircraft and have some of their common features. devices. With more particular reference to FIG. 2, a response device x is arranged to respond only to signaling pulses emitted from near detection or gun aiming stations. The other response device is arranged there to respond only to signal pulses emitted from forward lookout stations. Each circuit is similar to that of figure I, the devices particular to the x and y devices bearing the same reference letter as the corresponding devices in figure I each with the indices I or II respectively.
The damped oscillator ± and the amplification valve e being common to the two response devices.
The output of the amplification stage e being furthermore conducted to the pulse broadening circuits f 'and: fil, each of these contains a capacitor whose value can be varied automatically by an appropriate control mechanism, and is arranged to feed a valve rectifier
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diode g and then a direct current amplifier h.
The amplified energy leaving this amplifier h is used to control a switching system 1 which is arranged to cause the excitation of either the super-regeneration stage b 'or the super-regeneration stage. b ", and one or the other of the associated control mechanisms either with the pulse broadening circuit f or with the pulse broadening circuit f".
The switching system i, see in particular in figure 3, comprises a switch made up of five monopolar double break switches I, 2, 3, 4 and 5. A contact Ia of the double break monopolar switch I is connected to the positive pole of the high voltage power supply, which power supply is also connected to the. spring blade 7 which is arranged in such a way that it is actuated on each turn of a permanently rotating cam 8. The second contact Ib of the switch I is connected to a contact 9 associated with the leaf spring 7 and is also connected to the anode of the valve. reception of the stage bI through the tuned circuit a '.
Contact 2a is connected to contact 10 associated with leaf spring 7 and contact 2b is connected to the anode of the receiving valve of stage b "via the tuned circuit a". The contact 3a of the double-break monopolar switch 3 'is connected to the contact IIa of another leaf spring II, which is arranged to operate by means of a cam Sa mounted rigidly on the same. axis that the cam 8, the contact IIb which corresponds to the contact 11a being connected by means of a holding coil 12 to a pole of a suitable direct current supply, ie 12 volts. The second contact 3b of switch 3 is connected to the other pole of the 12 volt power supply.
Contact 4a of the monopolar switch
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double break 4 is connected directly to contact 5a of the monopolar double break switch 5 and is also connected to the first named pole of the 12 volt power supply.
Contact 5b of switch 5 is connected to the control mechanism associated with the pulse broadening circuit f "and contact 4b is connected to the control mechanism associated with the pulse broadening circuit f '. A contact 13 associated with the leaf spring 7 is connected via an attraction coil 14 to the anode of the valve of the DC amplifier h. The contacts 4b and 5b are looped together via of two 12 volt lamps 15 and 16 in series, while the common point of these lamps is connected to contact 3b and thence to the second pole of the 12 volt power supply.
The cam 8 is cut in such a way that, during a complete revolution, the spring blade 7 makes contact with the contact 10 for fourteen seconds and then closes the contact with the contacts 9 and 13 for two seconds. The cam 8a is arranged to touch a peg fixed on the leaf spring II one second before the leaf spring 7 closes contact with the contacts 9 and 13, the closing time being approximately half a second. The cams are in permanent anti-clockwise rotation.
Provision has been made for the application of a negative blocking potential to the control grid of the DC amplifier valve h sufficient to prevent current flow. Its exact value is such that the direct current potential through the diode rectifier g which would be generated as a result of rectifying the signaling pulses received from forward lookout stations and which depends on the repetition frequency of the scanning wave pulses , is not enough to overcome this potential
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blocking negative while the potential due to rectification of signal pulses received from gun aiming stations, the pulses of which have a higher repetition frequency, is sufficient to overcome the blocking potential.
In working order when the coils 14 and 12. are not energized, the switch is blocked by springs so that the monopolar double break switches I, 3 and 4 are open and the single pole double break switches 2 and 5 are closed, as shown in the drawing. Assuming that the cam 8 is in such an angular position that it forces the leaf spring 7 to close its contact with the contact 10, the high voltage supply is connected to the anode of the receiving valve in the stage bII which is arranged to receive the only signals transmitted by the forward lookout posts.
The signals from these stations are received and the retransmitted signals are suitably expanded since a drive potential is supplied to the control mechanism associated with the wire pulse expander from the 12 volt power supply via the double-break monopolar switch 5.
One second before the leaf spring 7 closes the contacts 9 and 13, the contact between 11a and IIb is broken by the effect of the cam 8a which pushes on the pin of the leaf spring II. At this time no current flows through the attraction winding 12 since the single-pole double-break switch 3 is open and therefore the opening of the contacts IIa and IIb has no effect. effect on the circuits.
The opening of contacts IIa and IIb persists for about half a second and after another subsequent period of half a second, the spring blade 7 breaks contact with contact 10 and closes contact with contacts 9
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and 13 The high voltage supply is now disconnected from the anode of the receiving valve in stage b "and is connected to the anode of the receiving valve in stage b 'which is arranged for receive the only signals transmitted from the gun aiming stations The high voltage supply is also applied to the anode of the valve of the direct current amplifier h via the attraction coil 14.
With the switch in this position, if the airplane is outside a gun aiming region, the signals from the aiming stations and those from the forward lookout stations will not be received. In addition, the valve in the DC amplifier does not pass any current because of the blocking potential applied to its control gate. This state of affairs persists for two seconds, and is terminated when the leaf spring 7 again closes the contacts 10 and opens the contacts with the contacts 9 and 13. The high voltage supply is now put back on the anode of the valve. reception from stage b11, and thereby forward lookout signals will again be received for a period of fourteen seconds.
After this period of fourteen seconds the high voltage supply is disconnected from the reception valve a "and connected again to the reception valve of stage b1. In this way an Airplane which is outside d A gun aiming region, is able to receive signal pulses emitted from forward lookout posts for fourteen seconds and then for two seconds it will receive nothing.
However, if the aircraft enters an aircraft pointing region during the time period of receiving signals from forward lookouts, connecting the high voltage supply to the anode of the valve
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reception of stage b 'at the end of the fourteen second interval also allows the reception of signals emitted by gun aiming stations.
Thus, the valve in the direct current amplifier h now lets the current pass because the high voltage supply is applied to it and because the repetition frequency of the impulses emitted by a gun aiming station is such that through the diode rectifier a potential of sufficient value is established to overcome the blocking potential applied to the control gate of the valve of the thermionic amplifier h.
The passage of current through this valve causes the operation of the attraction coil 14 of the double-break monopolar switches and has the effect of closing the switches I, 3 and 4 and opening the switches 2 and 5. The closing of the switch 3 allows the application of the power supply at 12 volts to the holding coil 12 via the leaf spring II (whose contacts IIa and IIb are now closed). This coil helps coil 14 to keep switches 1, 3 and 4 closed.
This operation is more or less instantaneous and persists for two seconds. At the end of this time the leaf spring 7 closes the contact with the contact 10 and breaks the contact with the contacts 9 and 13. The coil 14. is not supplied any longer because the high voltage supply is disconnected. of the DC amplifier h, but, since the switch 3 is closed and the coil 12 is energized, the double-break monopolar switches 1, 3 and 4 remain closed. Signals from a gun aiming station continued to be received for a further thirteen second period.
At this moment the contacts IIa and IIb open, the
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coil 12 is no longer under voltage since the 12 volt power supply is no longer applied to it and consequently the double-break monopolar switches I, 3 and 4 are open and the double-break monopolar switches 2 and 5 are closed . Signals from forward lookouts can now be received. After half a second, the leaf spring 7 again closes contact with the contacts 9 and 13 to begin the normal two-second operation of the device x corresponding to the gun aiming stations.
If during this period the aircraft is still in a gun aiming region, signals are received by the stage valve b1, and their reception will again be ensured for a further period of thirteen seconds as before.
If, however, the aircraft has left the gun aiming region it does not receive any signals during the time that the switch blade 7 is in contact with the contacts 9 and 13, and when, at the end of this period these contacts open, the equipment returns to the condition of receiving signals emitted by forward lookout posts.
If the aircraft enters a cannon pointing region while the switch is in the position where the positive pole of the high voltage supply is connected to the anode of the receiver valve of stage b ', signals from the gun aiming station are immediately received and continue to be received until the moment when the contacts IIa and IIb open, the operating mode being exactly the same as that described above.
Thus it is evident that while the aircraft is outside a region of a gun aiming station, each of the thermionic valve systems which include the response devices x and 1 operate separately and in turn. during the two and fourteen second intervals
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which are assigned to them for this purpose by the switching means operating cyclically and consisting of the switch blade 7 with the contacts 9 and 10 blade which is controlled by a cam.
When, however, the aircraft enters a region of a gun aiming station and it is therefore desired that the materially uninterrupted operation of the specific system x which responds to such station takes place, reception by the device x of signals emitted by a gun aiming station during its two second operating cycle is characterized by the passage of current through the direct current amplifier h. This causes the operation of the switch which goes into its opposite position by means of the coil 14 and remains there by means of the coil * 12 until it is released by the opening of the contacts 11, 1- a moment before system x must again be actuated for its cyclic interval of two seconds by spring 7 which is also actuated cyclically.
If the airplane is still in the area of a gun aiming post, a repetition of these events occurs, after which the system x operates continuously except for a short interruption at the end of each cycle of the gun. device.
Lights 15 and 16 which may be of a different color give the pilot an indication as to whether the aircraft is in a gun aiming region or not. If the airplane is in a gun aiming region the monopolar double break switch 4 is closed and 12 volts power is given to lamp 15. If the airplane is outside a gun aiming region ,, switch 4 is open and switch 5 is closed whereupon the 12 volt supply is connected to lamp 16.
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In devices which include two or more response systems as described above certain difficulties may be encountered during the period of switching from one thermionic valve system to another, that is, when the high voltage supply is disconnected from one valve system and connected to another
The first difficulty arises from the fact that the receiving valve and the transmission valve of each response system are usually both provided with an automatic gate locking device formed by a resistor and a capacitor in parallel. in their respective cathode conductor.
Consequently, when after the operation of one of these systems, the high voltage supply is removed from it as a result of the movement of the spring blade 7, the capacitor of the gate blocking circuit is discharged and the potential of the grid. cathode of the valve will approach ground potential. When the high voltage supply is returned to that particular system after an interval during which the other response system has been operating, the negative blocking potential applied to the receiving valve and the transmission valve of the former system is weak because their cathodes are near earth potential, and it is usually so weak that self-excitation occurs in each cathode control grid circuit thereby causing unwanted transmission.
This danger persists until the cathode potentials reach their normal operating value.
A second difficulty may arise because a direct current connection is usually made to the control grid of the transmission valve in each response device from the cathode or the anode of the stage valve. amplification e (figure 2) which is
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common to both devices. When a signal pulse is received in a running response device, the potential of the 1- * anode or the cathode of the common amplification valve of the e stage rises. Thereby not only the potential of the control grid of the emitting valve of the system in operation increases positively, but likewise the potential of the control grid of the emitting valve of the system which is not functioning at the moment also increases.
But in this latter valve the anode potential is zero, the control grid potential is positive and the cathode rotational is approximately the ground potential. Consequently, the control grid at the cathode of this emission valve are under the operating conditions of a diode valve and the control grid will carry current. And it is clear that a transmission valve in a non-functioning system can add an exceptional load to the common amplifying valve, which will reduce the operating power applied to the transmission valve in the response device. which works. This would cause a reduction in the amplitude of the impulse transmitted by the response device which is operating.
What is more, the width of the pulse will also be influenced because the current flowing through the pulse broadening circuit will contain a component which is due to the gate current in the transmission valve of the response device. does not work.
Figure 4 shows an arrangement which overcomes the difficulties listed above. In this figure, which shows two response devices controlled by switching means analogous to those of FIGS. 2 and 3, the first response device has a reception stage b 'comprising a valve 20' functioning as super. regenerator and
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having a tuned parallel resonant circuit a1 connected between its anode and its control gate with a derivation on the inductance coil of this tuned circuit, derivation which is connected through the contact 9 and the leaf spring 7 to the positive terminal of the high voltage power supply S.
The cathode of the valve 20 'is connected via an automatic gate blocking device comprising a resistor 22' and a capacitor in parallel 23 'to the negative terminal of the power source S.
The transmission oscillator valve 2II of the first response system is also arranged with the same strung circuit connected between its anode and the control grid while its cathode is also connected to the negative terminal of the high voltage supply. S via a separate gate control network comprising a resistor 26 'and a parallel capacitor 27'. This oscillator valve is normally inactive owing to the value of the negative blocking potential thus applied to the gate.
The second response system consists of materially identical parts and as they have the same reference number with index 11, we will not describe them further. The bypass to the inductance coil a II is here connected via contact 10 and leaf spring 7 to the positive terminal of the high voltage supply and thus each system will operate alternately by an appropriate movement of the leaf spring 7 as has already been described by explaining FIG. 3.
The signaling pulses received and amplified in the tuning circuit a1 serve as a power supply to a detector circuit via a capacitor 30 ', the detector circuit being marked d1, FIG. 2, and the energy
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outgoing after rectification of the latter circuit is then brought to an amplifying valve 29 which is the equivalent of 1'étage e, in FIG. 2.
The circuit is constructed such that a received signal pulse causes an increase in the potential either of the anode, or preferably as shown in the figure, of the cathode of the valve 29, and this increase is applied as a pulse positive to the control grid of the oscillating valve 211 via the pulse broadening circuit f ', composed of a parallel network of resistors and capacitors of appropriate values. The application of this positive pulse to the control grid of the oscillating valve 21 'causes oscillations to arise in the latter at the resonant frequency of the tuned circuit a1 and thus a response signal is emitted responding to the the incoming signaling impulse that generated it.
The value of the capacitor of the pulse broadening circuit. f 'can be varied automatically by suitable control means as has already been described in connection with Figures 2 and 3 this having the purpose of causing a predetermined change in the width of the response signals and thus providing a signal An agreed response as has been further described in the patent applied for under No. 363610.
The signaling pulses received and amplified in the tuned circuit aII of the second response device are likewise applied via a detector stage d11, FIG. 2 to the amplifying valve 29, the latter being made common to the two systems. with the aim of saving both weight and power supply. The output potential of this valve, i.e.
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at its anode or as shown at its cathode is then applied via the pulse broadening circuit f11 to the control grid of the oscillating valve 2111 of this second response system.
The way of working of the device as described has already been sufficiently explained and in practice the difficulties indicated could arise. For example, if the response system which comprises the valves 20 "and 21" operates under the effect of the contact of the leaf spring 7 with the contact 10, the potential of the cathode of the two valves
20 'and 21' decrease to the ground value of the negative terminal of the high voltage supply. This being the case, the positive pulses supplied by the amplifying valve 29 can raise the potential of the control grid of the valve 21 'to such a value that the control grid and the cathode of this valve function as a diode and add value. this way an abnormal and significant load for the valve 29.
When the leaf spring 7 operates and transfers the high voltage supply to the valves 20 'and 21' via the contact 9, the zero blocking potential which initially exists on each valve could give rise to conditions of self-excitation until the moment when the capacitors 23 'and 27' are charged to their normal value.
To avoid these difficulties, the cathode of the valve 20 'is connected via a resistor 24' to the common high voltage supply conductor of the valves 20 "and 21" while the cathode of the valve 21 'is. also connected to the same high voltage supply conductor through resistor 28 '. Similarly, the cathode of valves 20 "and 21" is each connected through resistors 24 "and 28".
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to the common high voltage supply conductor of the valves 20 'and 21'.
During the operation of this device thus modified, when the leaf spring 7 is in the position where it connects the positive terminal of the high voltage supply S to the anodes of the first receiving and emitting valves 20 'and 21', the cathodes of the second receiver and emitter valves 20 "and 21" are maintained at a positive potential (relative to their control gates) as a result of the connections made for this purpose of the high voltage supply of the first valve system.
Also when the switch 7 is in the position where it connects the positive terminal of the high voltage supply to the anodes of the second receiver and transmitter valves 20 "and 21", the cathodes of the first receiver valves and emitters 20 'and 21' are also maintained at a positive potential (relative to their control gates).
By proper selection of the value of resistors 24 ', 28' and 24 "and 28" the potentials of the cathodes of each receiving valve and of each transmitting valve in any system which is not functioning can be made to be greater. larger than that of their control grids even during the interval of application of a positive pulse of the amplifying valve 29 so that these control grids and these cathodes do not function as valve diodes.
The device is clearly applicable to three or more valve systems, each system being arranged to operate in turn. Connections will be made from the high voltage supply conductor of each system via resistors to the cathodes of the receiving and emitting valves of each of the other systems. -
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It is then evident that during the non-operating interval the cathode of each valve is kept positive and that when the high voltage supply to such a valve is switched self-excitation is thus avoided.
If it is assumed that the switching off of a thermionic valve system and the switching on of another system is materially instantaneous, the devices described have been found to be satisfactory. If, however, as often happens in practice, the switching means are such that there is a small interval of the order of, say, one or two milliseconds between the cutting off of one system and the switching on of another Another difficulty could arise because during this interval the cathodic potentials of the system which is going to be activated may fall from the values at which they were maintained during non-operation and self-excitation could again occur.
To overcome this difficulty, the cathode of each valve is connected via a capacitor of suitable value to its own high voltage supply. Referring again to FIG. 4, a capacitor 251 is connected between the cathode of the valve 20 'and the conductor of its high voltage supply while a capacitor 29' is connected between the cathode of the valve 21. 'and the same high voltage supply conductor. Likewise, capacitors 25 "and 2911 are connected respectively between the cathodes of valves 20" and 21 "and the high voltage supply conductor thereof.
Operation with this modification is the same as before with the following additional features.
During the interval between the cut,
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say, from the two valves 20 "and 21" and switching on the other pair of valves 20 'and 21' the potentials of the cathodes of the second pair of valves will drop from their positive values because the capacitor of the control device. blocking of the gates is discharged to ground through its resistor in parallel.
Although the interval will be short, it may be sufficient for the potential to decrease so much that self-excitation occurs in the valves due to insufficient gate blocking potential existing at the time the potential of anode is applied if the capacitors 25 'and 29' were not connected between the high voltage supply conductor and the cathodes of the two valves. The capacitance of these capacitors is chosen so that the cathodic potential of each valve increases with that of the anode, thus momentarily charging the capacitor of each gate blocking device to an excessive potential. These potentials decrease to the operating value when the capacitors are discharged to ground.
Similarly, the self-oscillation of the other pair of valves 20 "and 21" at the instant of application of power, high voltage to them is prevented by capacitors 25 "and 29". which are connected in the same way.
This particular feature of the invention can also be applied to three or more systems, each system being arranged to operate in turn, the cathode of each reception valve and each emission valve being connected to the conductor of its sound. high voltage supply via a capacitor.
It is evident that thus during the period of non-operation the cathode. of a valve is kept positive and
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that then, when the high voltage supply to a valve is switched on, the cathodic potential rises instantaneously with that of the anode. Self-excitation of any valve is prevented.
Although this invention has been described with respect to response devices such as there are in an airplane with the aim of giving an indication of its nature (friend or foe) to a land station which interrogates it, it is also applicable to all. other thermionic valve systems which must operate separately in a predetermined order.
CLAIMS ------------------------------ I.- Control device for a plurality of thermionic valve systems which allows each to these systems to operate separately in a predetermined cyclical order or which allows the materially uninterrupted operation of only one of these well-specified systems which contains a switch with two working positions, one of which allows these systems to operate separately in a predetermined cyclic order, the other of which allows the materially uninterrupted operation of this single specified system, automatic means for establishing, at regular time intervals, a condition favorable to the movement of this switch from this first position to this second position, means,
actuated by a feature of this specified system which exists only when the materially uninterrupted operation of this system is desired, and having as its object the execution of this movement of this switch when this favorable condition exists, and other means which maintain - put this switch in this second position.
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