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Système de transmission à radio-fréquence.
Cette invention concerne des systèmes de transmission à radio fréquence et, en particulier, ceux dans lesquels les signaux transmis consistent en de courtes pulsations d'énergie radiante sé- parées l'une de l'autre par des intervalles importants d'énergie plus faible ou nulle. De tels systèmes sont employés, par exemple, dans les radars utilisés récemment en grandes quantités.
Les émetteurs de pulsations du type décrit ci-dessus s'em- ploient souvent pour vérifier la présence ou l'absence dans les ré- gions environnantes d'objets capables de réfléchir l'énergie électro- magnétique; les systèmes radar sont un exemple bien connu de cet em- ploi. Si le système émetteur fonctionne de la manière voulue, l'ab- sence de signaux au récepteur signifie qu'il n'y a pas d'objets ré- flecteurs à sa portée. Cependant, l'absence de signal réfléchi peut
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signifier également un défaut de fonctionnement à l'émetteur ou au récepteur,et il est donc nécessaire de prévoir un dispositif indiquant si l'onde transmise est rayonnée convenablement. De tels dispositifs de contrôle peuvent être définis comme des dis- positifs d'écho électroniques et l'invention les concerne.
L'invention a pour but de créer un dispositif de contrô- le du fonctionnement du système émetteur et/ou récepteur de pulsa- tions d'énergie rayonnée.
L'invention a également pour but de créer un dispositif grâce auquel 1-'arrivée d'un signal incident dans un système récep- teur provoquera la création d'une pulsation d'énergie à radio fré- quence après un temps prédéterminé.
L'invention ressortira clairement de la description sui- vante d'une forme d'exécution choisie, représentée à titre d'exem- ple dans le dessin annexé, dans lequel l'unique figure est le sché- ma d'un circuit réalisant les principes de l'invention.
Dans le dessin, une antenne de réception 1, laissant pas- ser l'énergie à la terre par une impédance 2, est disposée de fa- çon à se trouver à une courte distance convenable d'un émetteur ra- dar ou d'un autre élément rayonnant de l'énergie électromagnétique pulsée. Pratiquement en shunt sur les bornes de l'impédance 2 se trouve un redresseur 3 qui peut, par exemple, être une diode élec- tronique, reliée en série avec une résistance 4 shuntée par un con- densateur 5. Les valeurs relatives du condensateur 5 et de la ré- sistance 4 sont dans les proportions bien connues des initiés, de sorte que les pulsations de l'énergie incidente dans l'antenne 1 vont charger rapidement le condensateur 5 à une tension importante que la résistance 4 déchargera graduellement.
Un tel dispositif donnera une onde à tension en dents de scie aux bornes' du condensa- teur 5, cette onde montant rapidement de son minimum à son maximum et diminuant ensuite graduellement, à cause de la décharge du con- densateur, jusqu'à une valeur inférieure qu'elle atteindra au mo- @ -
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-ment de l'arrivée sur l'antenne 1 d'une seconde pulsation d'éner- gie. Un tel cycle continuera indéfiniment à la fréquence à laquel- le les pulsations d'énergie arrivent à l'antenne.
La pulsation de tension à.radio-fréquence aux bornes de l'impédance 2 est encore transmise par un second condensateur 6 à la grille de commande du tube 7, cette électrode de commande étant reliée par la résistance 8 à la cathode du tube 7 mise à la masse.
L'anode du tube 7 est reliée par une résistance 9 à la borne posi- tive B+ d'une source de tension à courant continu dont la borne négative est à la terre. La borne positive B+ est également re- liée par une deuxième résistance 11 à l'anode d'un deuxième tube 12 dont la cathode est mise à la terre et dont une électrode de commande est reliée par une résistance 13 à la borne négative C- d'une seconde source de polarisation à courant continu ayant sa borne positive à la terre. L'anode du tube 12 est reliée par un condensateur 14 à l'électrode de commande du tube 7, et l'électro- de de commande du tube 12 est reliée par une résistance 15 à l'ano- de du tube 7. Les tubes 7 et 12, décrits à l'instant, forment, comme on le verra, un multivibrateur du type bien connu des initiés.
L'impédance d'antenne 2 est couplée par l'intermédiaire d'un transformateur 16, ou de tout autre dispositif de couplage convenable, à un tube électronique 17 dont la cathode est mise à la terre à travers une résistance 18 shuntée par un condensateur 19. L'enroulement secondaire du transformateur 16 est shunté par un condensateur variable approprié 21 dont une.extrémité est reliée à l'anode du tube 17 et dont l'autre extrémité est reliée par un condensateur 22 à l'électrode de commande du tube 17. L'anode du tube 17 est reliée à son électrode de commande par une résistance 23 et à la borne de sortie du redresseur 3 par un inducteur 24.
Avec le dispositif décrit ci-dessus, il est clair que la chute de tension aux bornes de l'impédance d'antenne 2 est redres- sée par un redresseur 3 et appliquée par l'inducteur 24 sur le cir-
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-cuit anode-cathode du tube 17. On peut voir que les connexions du tube 17 forment un générateur d'oscillations à haute'fréquence de préférence accordées sur la même longueur d'onde que celle re- çue par l'antenne 1; ces oscillations sont interrompues après un nombre limité de cycles par l'effet de blocage du réseau de con- nexions du condensateur 22. De tels oscillateurs sont connus dans le métier sous le nom d'oscillateurs auto-bloqueurs. L'anode du tube 7 est reliée par le condensateur 25 à l'extrémité de la ré- sistance 18 non mise à la terre.
Le fonctionnement du circuit décrit ci-dessus est essen- tiellement le suivant : L'arrivée d'une pulsation d'énergie à ra- dio-fréquence sur l'antenne 1 produit une chute de tension de la même fréquence aux bornes de l'impédance 2 et cette chute de ten- sion rectifiée par le redresseur 3 s'applique au condensateur 5 sous la forme du tranchant très abrupt d'une onde de tension en dent de scie, comme il a été dit plus haut.
Cette variation rapide de tension aux bornes du conden- sateur 5 est transmise par le condensateur 6 de façon à appliquer une pulsation positive de tension à l'électrode de commande du tube 7. Cela entraîne le passage de courant dans le tube 7 qui avec le tube 12 forme un multivibrateur. Ces multivibrateurs ont la propriété de laisser passer le courant dans un tube pour un temps prédéterminé, de façon connue; au moyen des résistances 9, 11, 15 et 8 et du condensateur 14. Ce temps révolu, le courant passe soudainement du tube 7 au tube 12.
Une telle réaction des tubes 7 et 12 forme aux bornes de l'anode et de la cathode du tube 7 une tension pratiquement de forme rectangulaire, l'intervalle entre les deux côtés verticaux (avant et arrière) pouvant être ré- glé en variant les valeurs des résistances 8 et 15 et du condensa- teur 14 de façon connue.
La tension en dents de scie aux bornes du condensateur 5 est également appliquée par l'inducteur 24 aux bornes du circuit
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anode-cathode de l'oscillateur bloqué 17, mais les constantes de circuit de ce tube sont telles que, pour qu'il se mette à osciller, il faut lui appliquer une pulsation de tension auxiliaire. Une telle pulsation de tension est fournie, à travers le condensateur 25 par l'anode du tube multivibrateur 7 mentionné ci-dessus, en coïncidence avec le c8té arrière vertical de l'onde rectangulaire produite par les multivibrateurs 7-12.
La séquence des événements décrits montre donc l'existence d'un temps égal à l'intervalle sé- parant les deux flancs de la pulsation de tension rectangulaire créée entre l'anode et la cathode du tube 7, ce temps se plaçant entre le moment ou une pulsation d'onde atteint l'antenne 1 et le moment où les oscillations de l'oscillateur bloqué 17 s'amorcent.
Le tube 17 continue à créer des oscillations jusqu'au moment du blocage par le fonctionnement du circuit de son électrode de com- 'mande, comme dit plus haut, et ces oscillations sont envoyées à travers le transformateur 16 à l'antenne 1 où elles sont rayonnées à nouveau. Le dispositif entier décrit ci-dessus émet donc une pulsation d'énergie de retour ver le système récepteur associé à l'émetteur radar et cela après un intervalle de temps déterminé par les deux flancs de la pulsation de tension créée par le multi- vibrateur comprenant les tubes 7 et 12.
Quoiqu'il ait été démontré que le multivibrateur compre- nant les tubes 7 et 12 est un dispositif à temps efficace, les initiés admettront que l'on peut employer d'autres dispositifs pour introduire un intervalle de temps entre l'arrivée du signal d'entrée et la mise en route d'un circuit de sortie. Il est éga- lement évident que d'autres types d'oscillateurs que l'oscillateur bloqué décrit ci-dessus peuvent remplacer le tube 17, pourvu que ces oscillateurs aient la propriété d'osciller seulement un temps prédéterminé après l'arrivée d'une pulsation d'énergie d'excita- tion.
Le fait que la tension plaque de l'oscillateur-17 est fournie par l'énergie redressée emmagasinée dans le condensateur
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5, et que cette énergie est pratiquement proportionnelle à l'am- plitude de la pulsation d'énergie appliquée à l'antenne 1, est une caractéristique importante vu que la pulsation de retour émise de l'antenne 1 vers le récepteur radar est pratiquement proportionnel- le à la puissance de sortie de l'émetteur radar, et peut donc fournir une indication valable sur les conditions de fonctionne- ment de ce dernier.
REVENDICATIONS.
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1. Dispositif de contrôle pour des systèmes de transmission d'énergie radiante pulsée, spécialement des systèmes radars, carac- térisé en ce qu'il comporte un générateur d'oscillations commandé de telle façon par les pulsations rayonnées par le système sous contrôle, que ce générateur rerayonne les dites pulsations avec un temps de retard prédéterminé.
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Radio-frequency transmission system.
This invention relates to radio frequency transmission systems and, in particular, to those in which the transmitted signals consist of short pulses of radiant energy separated from each other by large intervals of lower or lower energy. nothing. Such systems are used, for example, in radars recently used in large quantities.
Pulse transmitters of the type described above are often used to verify the presence or absence in surrounding areas of objects capable of reflecting electromagnetic energy; radar systems are a well-known example of this use. If the transmitting system is functioning as desired, the absence of signals at the receiver means that there are no reflecting objects within range. However, the absence of a reflected signal may
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also signify a malfunction to the transmitter or receiver, and it is therefore necessary to provide a device indicating whether the transmitted wave is properly radiated. Such monitoring devices can be defined as electronic echo devices and the invention relates to them.
The object of the invention is to create a device for controlling the operation of the system for emitting and / or receiving pulses of radiated energy.
Another object of the invention is to provide a device whereby the arrival of an incident signal in a receiving system will cause the creation of a pulse of radio frequency energy after a predetermined time.
The invention will emerge clearly from the following description of a chosen embodiment, shown by way of example in the appended drawing, in which the only figure is the diagram of a circuit carrying out the principles of the invention.
In the drawing, a receiving antenna 1, letting the energy pass to earth through an impedance 2, is arranged so as to be at a suitable short distance from a radio transmitter or a radio. another element radiating pulsed electromagnetic energy. Practically shunted across the terminals of impedance 2 is a rectifier 3 which can, for example, be an electronic diode, connected in series with a resistor 4 shunted by a capacitor 5. The relative values of capacitor 5 and resistor 4 are in proportions well known to those in the know, so that the pulses of energy incident in antenna 1 will rapidly charge capacitor 5 to a large voltage which resistor 4 will gradually discharge.
Such a device will give a sawtooth voltage wave across the terminals of capacitor 5, this wave rising rapidly from its minimum to its maximum and then gradually decreasing, due to the discharge of the capacitor, to a maximum. lower value that it will reach at mo- @ -
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-ment of the arrival on antenna 1 of a second pulse of energy. Such a cycle will continue indefinitely at the frequency at which the pulses of energy reach the antenna.
The voltage pulse at.radio-frequency across the terminals of the impedance 2 is still transmitted by a second capacitor 6 to the control grid of the tube 7, this control electrode being connected by the resistance 8 to the cathode of the tube 7. to ground.
The anode of the tube 7 is connected by a resistor 9 to the positive terminal B + of a direct current voltage source, the negative terminal of which is earthed. The positive terminal B + is also connected by a second resistor 11 to the anode of a second tube 12, the cathode of which is earthed and of which a control electrode is connected by a resistor 13 to the negative terminal C- a second direct current bias source having its positive terminal to earth. The anode of tube 12 is connected by a capacitor 14 to the control electrode of tube 7, and the control electrode of tube 12 is connected by a resistor 15 to the anode of tube 7. tubes 7 and 12, described just now, form, as will be seen, a multivibrator of the type well known to those in the know.
The antenna impedance 2 is coupled via a transformer 16, or any other suitable coupling device, to an electron tube 17 whose cathode is earthed through a resistor 18 shunted by a capacitor 19. The secondary winding of transformer 16 is shunted by a suitable variable capacitor 21, one end of which is connected to the anode of tube 17 and the other end of which is connected by a capacitor 22 to the control electrode of the tube. 17. The anode of tube 17 is connected to its control electrode by a resistor 23 and to the output terminal of the rectifier 3 by an inductor 24.
With the device described above, it is clear that the voltage drop across the antenna impedance 2 is rectified by a rectifier 3 and applied by the inductor 24 to the circuit.
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the anode-cathode circuit of the tube 17. It can be seen that the connections of the tube 17 form a generator of high-frequency oscillations preferably tuned to the same wavelength as that received by the antenna 1; these oscillations are interrupted after a limited number of cycles by the blocking effect of the network of connections of capacitor 22. Such oscillators are known in the art under the name of self-blocking oscillators. The anode of the tube 7 is connected by the capacitor 25 to the end of the ungrounded resistor 18.
The operation of the circuit described above is essentially the following: The arrival of a pulsation of radio-frequency energy on the antenna 1 produces a voltage drop of the same frequency across the terminals of the impedance 2 and this voltage drop rectified by rectifier 3 applies to capacitor 5 as the very sharp edge of a sawtooth voltage wave, as discussed above.
This rapid variation in voltage across capacitor 5 is transmitted by capacitor 6 so as to apply a positive voltage pulse to the control electrode of tube 7. This causes current to flow through tube 7 which together with the tube 12 forms a multivibrator. These multivibrators have the property of allowing current to pass through a tube for a predetermined time, in a known manner; by means of resistors 9, 11, 15 and 8 and of the capacitor 14. This time gone, the current suddenly passes from tube 7 to tube 12.
Such a reaction of the tubes 7 and 12 forms at the terminals of the anode and the cathode of the tube 7 a practically rectangular voltage, the interval between the two vertical sides (front and rear) being able to be adjusted by varying the values. values of resistors 8 and 15 and of capacitor 14 in a known manner.
The sawtooth voltage across capacitor 5 is also applied by inductor 24 across circuit
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anode-cathode of the blocked oscillator 17, but the circuit constants of this tube are such that, in order for it to begin to oscillate, an auxiliary voltage pulse must be applied to it. Such a voltage pulse is supplied, through capacitor 25 by the anode of multivibrator tube 7 mentioned above, in coincidence with the vertical back side of the rectangular wave produced by multivibrators 7-12.
The sequence of events described therefore shows the existence of a time equal to the interval separating the two sides of the rectangular voltage pulsation created between the anode and the cathode of tube 7, this time being placed between the moment or a wave pulse reaches the antenna 1 and the moment when the oscillations of the blocked oscillator 17 start.
The tube 17 continues to create oscillations until the moment of blocking by the operation of the circuit of its control electrode, as said above, and these oscillations are sent through the transformer 16 to the antenna 1 where they are radiated again. The entire device described above therefore emits a return energy pulse to the receiver system associated with the radar transmitter and this after a time interval determined by the two sides of the voltage pulse created by the multi-vibrator comprising tubes 7 and 12.
Although the multivibrator comprising tubes 7 and 12 has been shown to be a time efficient device, those in the know will recognize that other devices can be employed to introduce a time interval between the arrival of the signal d. entry and start-up of an output circuit. It is also evident that other types of oscillators than the blocked oscillator described above can replace tube 17, provided that these oscillators have the property of oscillating only for a predetermined time after the arrival of a. pulsation of excitation energy.
The fact that the plate voltage of oscillator-17 is supplied by the rectified energy stored in the capacitor
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5, and that this energy is practically proportional to the magnitude of the energy pulsation applied to the antenna 1, is an important characteristic since the return pulsation transmitted from the antenna 1 to the radar receiver is practically proportional to the output power of the radar transmitter, and can therefore provide a valid indication of the operating conditions of the latter.
CLAIMS.
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1. Control device for systems for transmitting pulsed radiant energy, especially radar systems, characterized in that it comprises an oscillation generator controlled in such a way by the pulses radiated by the system under control, that this generator re-radiates said pulses with a predetermined delay time.