Dispositif indicateur notamment pour la mesure d'angles.
La présente invention concerne un dispositif indicateur, notamment pour la mesure d'angles, et s'applique notamment à des radio- goniomètres, des phasemètres, des répétiteurs d'angles à'distance.
Dans de tels dispositifs, il est souvent intéressant de pouvoir obtenir au moins deux indications simultanées sur le même appareil indicateur. Dans les radiogoniomètres à lecture instantanée par exemple, il peut être dé sirable d'avoir une indication de direction principale et une deuxième indication permettant de faire le point par recoupement des deux directions, ou encore d'avoir simultanément une indication de direction présentant de façon inhérente une incertitude de 180 sur son sens et une indication définissant le sens de l'indication de direction.
De même, dans le cas de phasemètres ou de répétiteur d'angles à distance, il peut être désirable de faire apparaître sur un seul indicateur à la fois une indication fixe de repère et une indication va xiable donnant la mesure desiree, 1'indication de repère ayant ainsi une position automati quement réglée.
La présente invention a pour but de prévoir des moyens pour faire apparaître sur l'écran d'un appareil indicateur, tel qu'un tube à rayons cathodiques, deux ou plusieurs indications simultanées et des moyens pour différencier visuellement ces diverses indications.
Le dispositif indicateur suivant l'invention qui sert notamment pour la mesure d'angles et dans lequel au moins deux indications simultanées peuvent être obtenues sur l'écran d'un appareil indicateur est caractérisé par des moyens pour commuter ces indications sur l'écran à une cadence telle qu'elles appa- raissent en permanence sur ledit écran.
Lesdits moyens commutateurs peuvent être mécaniques, électroniques, semi-électroni- ques ou électromagnétiques.
De plus, ces moyens commutateurs peuvent être particulièrement disposés pour agir par blocage alternatif par polarisation grille de lampes à décharge dans le vide faisant partie du circuit récepteur, tout en commutant en même temps, si nécessaire, les con nexions du circuit de lever de doute a. u eir- cuit récepteur.
L'une des excitations simultanées ainsi obtenues peut être différenciée des autres en ce qu'elle apparait en pointillé sur l'écran de l'oscillographe, cette apparence étant réalisée par l'application d'une tension additionnelle de commande, de fréquence supérieure à celle du balayage, sur des électrodes convenables du tube à rayons cathodiques à cette fré- quence élevée pendant la période correspondante du balayage où se forme cette image.
Dans un exemple d'application à un circuit radiogoniométrique du dispositif selon l'invention, deux voies de transmission dis tinctes sont prévues dans le récepteur, et ces deux voies sont alternativement bloquées au moyen de deux séries d'impul, sions compl- mentaires fournies par un générateur d'impulsions électriques de tout type connu. Les voies commandent ainsi alternativement le balayage du tube à rayons cathodiques utilisé comme indicateur pour faire apparaître sur son écran deux images différentes qui. paraissent simultanées à l'observateur. Ces deux images peuvent correspondre soit à deux indications de direction de stations émettrices différentes, soit à une indication de direction et une indication de lever de doute d'une seule station.
Dans les deux cas, l'image auxiliaire peut apparaître en pointillé au moyen de l'application sur une électrode telle que la grille de commande du tube à rayons catho- diques d'une tension à fréquence plus élevée dérivée du circuit générateur d'impulsions ou obtenue de toute autre manière synchronisée de façon à n'être appliquée sur ladite éleetrode de commande que pendant les périodes de fonctionnement de l'une des voies.
Dans d'autres exemples d'application de l'invention à des circuits radiogoniométriques, on peut utiliser des arrangements de relais électro-mécaniques commandés périodiquement pour effectuer les commutations de balayage nécessaire.
Des formes d'exécution de l'objet de l'in- vention seront exposées en détail dans la des cription suivante donnée en relation avec les dessins annexés, donnés à titre d'exemple et dans lesquels :
La fig.] représente, schérnatiquement, un exemple de circuit radiogoniométrique per- mettant d'obtenir deux indications de direction simultanées sur le même cadran d'oscillo- graphe ;
graphe ;
La fig. 2 est un diagramme utilisé dans l'exposé de fonctionnement du circuit de la fig. 1 ;
La fig. 3 représente les indications qui apparaissent sur l'écran du tube à rayons cathodiques Indicateur de la fig. 1 ;
La fig. 4 représente un exemple de circuit radio-goniométrique pourvu d'un système de lever de doute ;
La fig. 5 montre les indications qui apparaissent sur l'écran à rayons cathodiques indicateurs de la fig. 4, et
les fig. 6, 7 et 8 représentent, sehémati- quement, des exemples de circuits radiogonio- métriques permettant également de faire apparaître simultanément sur l'écran du tube à rayons cathodiques utilisé comme indicateur à la fois les indieations d'angle et de sens.
Se référant à la fig. 1, le circuit représente permet de réaliser l'indication de deux directions sur le même tube a rayons catho- diques. 1 et 2 désignent deux stators perpen diculaires connectés a, des aériens fixes ou un ensemble d'aériens orientables. Le cher cheur goniométrique 3 est relié à deux lampes amplificatrices haute fréquence 4 et 5. La lampe 6 consiste, par exemple, en une lampe ehangeuse de fréquence disposée pour être associée à la lampe 4, l'ensemble 4, 6 étant a commande unique de la capacité, comme indiqué par le bouton 7.
La lampe 8 est une lampe ehangeuse de fréquence analogue à la lampe 6 et l'ensemble 5, 8 est accordé par capacité variable au moyen de la commande unique 9 ; les lampes 6 et 8, après avoir effectué le changement de fréquence, alimentent l'amplificateur 20 dont le circuit de sortie est relié au circuit de balayage 10 constitué par exemple par une bobine tournant autour du tube à rayons cathodiques 11 utilisé comme indicateur.
Dans ce circuit, les deux ensembles 4, 6 et 5, 8 sont disposés pour fonctionner alternativement. En supposant que l'ensemble 4, 6 est mis en circuit et que le, s lampes fone- tionnent normalement ainsi que l'amplifica- teur 20, on obtient alors sur l'écran 12 du tube à rayons cathodiques 11 une image classique de radiogoniométrie 13. Le chercheur goniometrique 3 et la bobine de balayage cir culaire 10 tournent en synchronisme et la modulation radiale est effectuée dans la bobine 10 par la variation de forme du courant détecté et amplifié sortant de l'amplifica- teur 20.
En reliant les retours de connexion-de grille de l'ensemble 4, 6 par la ligne 14 à un générateur de top 15 de toute structure appropriée, le fonctionnement. du récepteur 20 sera périodiquement interrompu. Ainsi, par exem- ple, sur la fig. 2, on a représenté en A des courants de formes rectangulaires présentant les parties positives tl, t3, t5.
Ce courant peut être appliqué sur les grilles des lampes 4 et 6, de manière que ces lampes ne transmettent du courant que pendant la durée des tops tl, t3, t5. L'image 13 ne paraîtra sur l'écran 12 du tube à rayons cathodiques que pendant les temps tl, t3, t5. La durée des tops tl, t3, t5 doit être choisie de manière qu'il y ait au moins une image complète 13 sur l'écran 12 pendant chaque top, ou tout au moins que l'image 13 apparaisse un nombre suffisant de fois par seconde pour assurer sa persistance lumineuse. Cette cadence de répétition doit en pratique être d'au moins 15 images complètes par seconde. Cette condition est par suite largement satisfaite avec des balayages de vitesse usuelle d'environ 50 images par seconde.
Si maintenant on commande les retours de grille de l'ensemble 5, 8 au moyen d'une ligne 16 par le générateur de top 15, mais avec un courant rectangulaire complémentaire au courant A, par exemple tel que représenté en B sur la fig. 2, l'ensemble 5, 8 sera mis en service dans les intervalles de repos de l'ensemble 4, 6. On obtient une deuxième image sur le tube à rayons cathodiques si les condensateurs'des lampes'5 et 8 sont réglés sur une émission par la commande 9, tandis que les condensateurs des lampes 4 et 6 sont réglés sur une autre émission par la commande 7. Chacune des images ainsi obtenues donnera la direction d'une station.
On doit noter qu'il n'est pas indispen- sable que les courants reetangulaires en. gen- dures par le générateur 15 soient rigoureusement complémentaires ; il n'est pas nécessaire non plus qu'ils. soient rigoureusement rectanglaires. Il suffit que le fonctionnement des ensembles 4, 6 et 5, 8 soit alterné.
Afin de faciliter la compréhension des indications obtenues et pour distinguer les images principales d'une image secondaire, il est prévu de moduler la grille 17 du tube à rayons cathodiques 11'de manière à faire apparaître en pointillé l'une des images, par exemple l'image 18 (fig. 3), tandis, que l'image principale 19 apparaît en trait plein.
Afin d'effectuer cette modulation, on utilise les tops t2, t4, t6 de la courbe B de la fig. 2 pour commander la transmission sur la grille 17 des pointes de tension à fréquences beaucoup plus élevées, de l'ordre, de 10, 000 pé- riodes par seconde par exemple, comme représenté en W sur la fig. 2. A chaque pointe de tension, la. grille 17 ud, tube à rayons cathodiques 11 devient fortement négative, ce qui correspond'à une extinction ou tout au moins à une diminution très notable de la luminosité du spot. On réalise ainsi une courbe qui apparait en pontillé sur l'écran.
Dans la réalisation décrite, ont peut lais- ser les lampes 4 et 5 connectées en perma nence et n'agir que sur le fonctionnement des lampes changeuses de fréquence 6 et 8. D'une autre manière, au lieu d'assurer le blocage alternatif de ces lampes par le retour des polarisations de grille, on peutshunterdescir- cuits d'induction ou autres, insérés dans le circuit de sortie, de ces lampes par des valves redresseuses rendues positives, par les tops du courant Tectaugulaire db fae, on Mà alnortir alternativement l'un ou l'autre circuit.
Au lieu d'utiliser deux commandes manuelles des condensateurs d'accord, on peut prévoir un condensateur variable unique pourvu de capacités additionnelles ou tout autre dispositif convenable pour réaliser une commande automatique sur des fréquences prédéterminées.
Pour des radiogoniomètres à lecture ins tantanée particulièrement disposés pour l'ob- serva. tion de signaux de très courte durée (de l'ordre de la seconde par exemple), on utilise généralement un circuit radiogoniométrique du genre représenté sur la fig. 4.
Le récepteur radiogoniométrique 95 a ses circuits d'entrée alimentés par le rotor 24 du chercheur radiogoniométrique 23 qui est luimême relié aux deux cadres perpendiculaires 21 et 22. On peut utiliser à la place de ces circuits tout autre dispositif à diagramme di rectionnel couramment employé en radiogo- niomÚtrie.
Le chercheur radiogoniomÚtrique 23 représenté sur Ia. fig. 4 est entraîné par exem- pIe par un moteur 27 qui entraîne lui-même un système de bobines magnétiques 28 tournant autour du tube à rayons cathodiques 31 qui sert d'indicateur. Le dispositif de déviation magnétique 28 tournant autour du tube est constitué par une paire de bobines de dé- viation 29 et 30 et une autre paire de bobines de déviation 32 et 33 orthogonales à la précé- dente. Un point commun des deux paires de bobines magnétiques de déviation est relié par la bague 34 à la haute tension du recep- teur 35.
Les bornes d'entrée des deux circuits magnétiques orthogonaux sont connectés aux deux autres bagues 35 et 36 du collecteur.
Lorsque le récepteur 25 se trouve au u moyen de la clé 46 dans la position de relè vemen. t., c'est-a-dire Iorqu son circuit d'en- trée est connecté directement au rotor du chercheur et son circuit de sortie à la bague 36, comme c'est le cas sur la fig. 4. et lorsque l'ensemble chercheur-moteur-système de dé- viation tourne d'une manière continue, on obtient une image radiogoniométrique classique
38, 39 (fig. 5) qui permet de connaître à 180"près la direction de l'émission sur laquelle est réglé le récepteur 25.
En abaissant la clé de lever de doute du circuit de la fig. 4 sur la position de lever de doute, d'une part, on fait entrer dans le récepteur une tension haute fréquence prove nant de l'antenne qui est convenablement superposée en amplitude et en phase à celle du chercheur et qui a pour effet de rapprocher deux à deux les minima de réception qui ne se trouvent plus alors à 180 . D'autre part, cette opération branche la sortie du récep- teur sur la bague 35 du collecteur alimentant ainsi un système de déviation perpendiculaire au précédent.
S'il n'y avait pas de tension haute fréquence provenant de l'an- tenne. le résultat de cette nouvelle position sur la déviation du spot serait de produire une image identique à la précédente mais décalée de 90'et occupant la position 42, 43.
Mais le fait d'ajouter un courant d'antenne rapproehant deux à deux les minima. de ré eeption produit des images 44, 45 dont l'angle 47 dépend de l'importance du courant d'an- tenne. Le pliage s'effectue soit autour de la branche 39, soit autour de la branche 38 de l'image de direction suivant la phase du cou- rant d'antenne, c'est-à-dire suiva, nt le sens véritable de la direction de l'émetteur. Par convention, lorsque le pliage s'effectue de la manière indiquée sur la fig. 5, la direction vraie de l'émission est 40 et non pas 41.
Lorsque l'émission goniométrée consiste en des signaux très brefs, l'opérateur ne possède généralement pas des réactions physiolo- giques suffisantes pour manmuvrer la clé et faire apparaître l'image pliée dans le temps de durée du signal reçu. II est alors nécessaire de prévoir des moyens pour faire apparaître à la fois l'image radiogoniométrique classique et une deuxième image permettant de déterminer le sens de l'indication de direction obtenue.
Cette apparition simultanée des deux images est obtenue dans des formes d'exécution du dispositif selon l'invention en remplaçant la clé manuelle de lever de doute 46 par un dispositif mécanique, électronique ou semi-électronique effectuant automatique ment la commutation alternative des deux positions à une fréquence suffisante pour permettre l'observation simultanée des deux images de relèvement et de lever de doute.
Diverses variantes de réalisation permet tantd'obtenircerésultat sont représentées sur les fig. 6, 7 et 8. Dans le circuit, de la, fig. 6, le récepteur radiogoniométrique 48 est relié par l'intermédiaire d'un chercheur 49 à un ensemble d'aériens orthogonaux 50 et 51.
D'autre part, l'antenne de lever de doute 52 et les circuits déphaseurs associés 53 fournissent un courant haute fréquence, par l'inter- médiaire du relais 54, sur les'circuits,d'entrée du récepteur 48. Lorsque l'armature supérieure 55 du relais 54 vient sur son contact 56, le récepteur fonctionne dans la position de lever de doute, c'est-à-, dire que les minima de la courbe enveloppe du courant sortant du récepteur 48 sont rapprochés deux à deux.
Cependant, le relais ; 54 eommasde également la position de l'armature 57 sur l'un ou l'autre des contacts 58 et 59 et distribue le courant de la lampe de sortie 60 soit à l'élé- ment de déviation 61, soit à l'élément de. dé- viation 62 du tube à rayons cathodiques utilisé comme indicateur.
Dans sa position de relèvement, l'armature 55 n'est pas, sur son contact 56, le récepteur 48 alimente la bobine de déviation 62 et donne l'image de la direction 63 présentant deux feuilles à 180 . Lorsque le relais établit le contact 55-56, il établit également le contact 57-58 et le circuit de sortie 60 du ré- cepteur alimente la bobine de déviation 61.
Le circuit est alors dans la position de lever de doute, les circuits 53 étant reliés au récep- teur, et l'image se trouve déformée de la manière convenable, après rotation de 90 , pour donner l'image 64 sur l'écran du tube à rayons cathodiques.
Le relais 54 est alimenté par le contact intermittent 65 ; ce contact intermittent est commandé par exemple par la came 66 calée en bout d'arbre d'un petit moteur synchrone 67. Le contact 65 peut par suite être établi un certain nombre de fois par seconde. Le relais 54 commute. donc périodiquement les circuits de lever de doute 53 en et hors circuit en même temps qu'il commute les bobines déflectrices 61 et 62 de l'oscillographe.
Si le moteur tourne à une vitesse suffisamment rapide ou que la commutation s'effectue à une vitesse suffisamment élevée ou si la substance fluorescente est telle qu'elle assure une persistance des indications lumineuses, on aura à l'ceil l'impression de persistance des deux images qui apparaîtront superposées.
Bien qu'un relais ait été représenté pour effectuer la commutation alternée, la came 66 pourrait être employée pour commander directement les contacts 55-56 et 57-58-59. Le choix du profil de la came permet de commander les durées respectives du fonctionnement en relèvement et du fonctionnement en lever de doute.
Ira fig. 7 représente un autre exemple de réalisation d'un tel radiogoniomètre à lever de doute automatique, dans lequel le récepteur 68 comporte deux étages de sortie 69 et 70 reliés chacun à un système de déviation 71 ou 72 du tube à rayons cathodiques utilisé comme indicateur.
Le relais 73 fonctionne alors de la manière exposée à propos du relais 54 dans la fig. 6, c'est-à-dire sous, la commande de la came 74 entraînée par le moteur 76 mais, afin d'éviter de couper des courants relativement importants, il commute alternativement les circuits de retour des grilles des étages de sortie 69 et 70 du récepteur sur une polarisation fortement négative 88, supprimant alternativement le fonctionnement de l'une ou l'autre des lampes 69 et 70.
Cette disposition permet d'éviter des circuits de filtrage de courant de rupture et les parasites qui pourraient en résulter, donc des déformations des images sur l'écran fluorescent. Dans cette variante de réalisation, on peut encore commander directement par la came 74 les contacts de mise en fonctionnement alterné des lampes de sortie 69 et 70.
Toute autre combinaison peut d'ailleurs être utilisée en partant d'un) courant faible tel qu'un courant de retour de grille d'une lampe amplificatrice pour commander l'établisse ment d'un régime de fonctionnement ou le supprimer afin d'alimenter soit les éléments déviateurs 71, soit les éléments déviateurs 72.
On peut aussi utiliser tout autre système de déviation autre que celui représenté. Ainsi. dans le cas d'emploi d'un potentiomètre à résistance pour le balayage circulaire, on peut commuter, au moyen d'un relais tel que celui de la fig. 6, non pas les bobines de déviation 61, 62, mais les connexions alimentant un système de déviation rectangulaire en faisant tourner de 90"par cette commutation la phase de l'image obtenue.
Une autre variante de réalisation est représentée sur la fig. 8, dans laquelle le récepteur 77 alimenté par les aériens directifs 86 et le chercheur 87 comporte deux étages de sortie 78 et 79 dont les tensions de polarisation sont fournies par un distributeur 80 réalisé de toute manière connue et consistant par exemple en un circuit alimentant par des tensions alternatives et en opposition de phase les étages 78 et 79 de manière que, lorsque la lampe 79 est en fonctionnement, la lampe 78 est bloquée et inversement.
En synchro- nisme avec cette commutation des étages de sortie 78 et 79, le circuit de lever de doute du récepteur (non représenté), qui est relié à l'antenne verticale ou non directive 81, est placé en état de fonctionnement et de nonfonctionnement respectivement par un commutateur électronique par exemple ; ainsi, ce circuit de lever de doute peut être rendu actif chaque fois que l'étage de sortie 78 est mis en fonctionnement et bloqué chaque fois que l'étage de sortie 79 fonctionne.
On réalise de cette façon, par des moyens entièrement électoniques, la commutation permettant de faire apparaître simultanément l'image de relèvement et l'image de lever de doute sur l'écran du tube à rayons cathodiques utilisé comme indicateurdontles paires orthogonales d'enroulements ou bobines de déviation 89 et 83 sont respectivement connectées aux étages de sortie 78 et 79.
Le circuit 80 alimentant en tensions de polarisation les différents étages de sortie et de lever de doute peut être réalisé de toute manière connue, et notamment en utilisant un générateur de tension sinusoïdale dont on redresse les deux alternances servant à bloquer l'étage 78 par exemple et l'autre étage 79.
D'une manière générale, si on désire évi- ter l'emploi de deux systèmes de déviation différents ou mis alternativement dans une position de phase décalée de 90 , la commutation peut être effectuée non plus sur les étages de sortie ou les systèmes de déviation orthogonaux, mais sur les bobinages d'un chercheur radiogoniométrique comportant deux rotors bobinés perpendiculairement, ou encore de façon à produire le décalage de 90 entre l'image de relèvement et l'image de lever de doute.
Pour differencier les deux indications de relèvement et de lever de doute, on peut utiliser le procédé décrit à propos du circuit de la fig. 1, afin de faire apparaître en pointillé l'une des images, celle du lever de doute de préférence. Ceci peut être réalisé quelle que soit la nature de la commutation mécanique, électronique ou semi-électronique. Il est tou- jours possible de moduler une tension de balayage à une fréquence très grande par rapport à la fréquence de la tension de balayage.
Dans le cas particulier envisagé à propos de la fig. 8. on peut également réaliser la commutation de manière telle qu'une image apparaisse d'une luminosité plus grande que l'autre ; il suffit pour cela de décaler le point de fonctionnement de la détection, de façon qu'elle ne soit plus symétrique, c'est-à-dire qu'une lampe soit bloquée pendant un temps plus long que l'autre.
Dans le cas où l'on utilise une commutation mécanique comme dans le cas d'utilisation d'une commutation électronique, on prévoit également d'effectuer la commutation par variation de polarisation de lampe de cou- plage constamment reliée à chacun des deux chercheurs ou de lampes servant de lampes de liaison entre les stators et les aériens, au lieu d'utiliser des lampes amplificatrices.
Les différents exemples de réalisation qui viennent d'être décrits se rapportent plus par ticulièrement à des systèmes radiogoniomé- triques dans lesquels le chercheur et les éléments de balayage tournent à une vitesse de l'ordrede 50 tours par seconde par exemple, la cadence de commutation des images de relè- vement et de lever de doute s'effectuant à une fréquence moindre, de façon qu'il y ait au moins une révolution complète de balayage pour l'apparition de chaque image lors de la commutation alternative ; cette commutation est supposée alors être de l'ordre de dix à quinze images. à la seconde.
On peut, au contraire, effectuer la commutation à une fréquence beaucoup plus ra pide. Ceci sera d'autant plus facile à obtenir que l'on emploiera des moyens purement électroniques, et cette commutation peut alors s'effectuer à une fréquence de l'ordre de plusieurs milliers de périodes à la seconde par exemple, le spot prenant alternativement les positions qu'il occuperaitdans chaque commutation pendant le temps où cette commutation demeure dans chaque position. Les deux images sont ainsi formées de façon pratiquement simultanée, le spot décrivant successivement une petite portion de chacune d'elles.
Il est clair que les exemples de réalisation décrits et montrés ne limitent en rien le domaine d'application de l'invention qui peut également être appliquée à la mesure de phases ou autres grandeurs électriques, de ré pétition d'angles à distance, etc. dans des systèmes de radiogoniométrie.