FR2594977A1 - Calculateur optique pour determiner la transformee de fourier d'une fonction representee par un signal variable dans le temps et systeme de localisation comprenant un tel calculateur - Google Patents

Abstract

Un calculateur optique pour effectuer la transformée de Fourier d'une fonction de temps représentée par un signal comprend au moins une source lumineuse 40, un écran intégrateur 46 et un masque 42 à transparence variable dans son plan interposé entre la source et l'écran. Le point d'émission 43 de la source est variable dans une direction parallèle au masque et l'intensité de cette source varie en fonction du temps de façon à effectuer une modulation de l'intensité du point d'émission dans l'espace en correspondance de la valeur du signal à traiter dans le temps. La transparence du masque 42 est modulée spatialement selon une fonction périodique parallèlement à la trajectoire du point d'émission. L'éclairement de l'ensemble des points de l'écran représente au moins un terme de la transformée de Fourier du signal modulant l'intensité de la source. Application aux systèmes de localisation d'aéronefs à l'aide de systèmes d'antennes de position variable dans le temps. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

Calculateur optique pour déterminer la transformée de
Fourier d'une fonction représentée par un signal variable dans le temps et système de localisation comprenant un tel calculateur.

L'invention a pour objet un dispositif pour déterminer la transformée de Fourier d'une fonction variable dans le temps.

Elle vise notamment à obtenir la transformée de Fourier d'une fonction modulée périodiquement en phase, par exemple selon une loi sinusoldale en fonction du temps dont la structure dépend d'un ou plusieurs paramètres indépendants. Une telle fonction peut représenter, par exemple, la loi de variation dans le temps t d'un signal s (t) s'exprimant comme suit (1) s(t) = a(t) expi lr (t) avec (2) JI (t) = ç + N t + a cos ( Qt - e >
Dans la relation (1), a(t) est une amplitude éventuellement variable au cours du temps,
cp est une phase origine, éventuellement inconnue, w est une pulsation, éventuellement inconnue,
a est une amplitude ou profondeur de modulation de phase, éventuellement également inconnue, e est un angle de phase de la modulation de phase éventuellement inconnu, Q est une pulsation connue de modulation de phase.

L'expression exp. désigne une fonction exponentielle complexe j étant l'opérateur des nombres complexes. Cette exponentielle signifie que l'expression (1) est en fait l'écriture condensée définissant deux signaux classiquement appelés voie cosinus et voie sinus, soit a(t) cos ç (t) et a(t) sin + (t).

On rencontre dans la pratique de nombreux systèmes qui mettent en oeuvre des signaux obéissant à une loi modulée sinusoida- lement en phase représentables par la loi définie en (1) et (2) ci-dessus. C'est le cas notamment dans les systèmes de radionavigation lorsqu'on émet, ou reçoit, un signal électromagnétique au moyen d'antennes disposées aux extrémités d'un bras tournant, ou réparties sur un terrain suivant une configuration circulaire et commutées successivement à des intervalles de temps réguliers pour simuler un mouvement circulaire uniforme d'antenne.

I1 est connu de traiter un signal variant selon une loi dont la structure est déterminée, comme c'est le cas du signal de la relation (1), par une pluralité de paramètres tels que e et a , par une technique de filtrage adapté : le signal est multiplié, en valeurs complexes, par une batterie de "signaux répliques" conjugués, chacun d'eux étant obtenu à partir d'un couple de valeurs possibles respectivement des paramètres tels que e et a que l'on cherche à déterminer, les résultats élémentaires de ces multiplications étant ajoutés les uns aux autres lorsque le signal évolue au cours d'un ou plu sieurs intervalles de temps déterminés. Le module de la somme obtenue représente la "fonction d'ambiguité" du signal.Cette fonction présente un maximum marqué lorsqu'on a trouve dans la batterie de répliques une réplique dont les paramètres sont égaux ou très voisins de ceux du signal traité.

En d'autres termes, on peut également dire que cette fonction d'ambiguité obtenue par sommation des multiplications élémentaires est la transformée de Fourier du signal s(t).

Parmi les techniques connues de filtrage adapté pour le traitement de signaux modulés sinusoidalement en phase, on connaît notamment des procédés numériques dans lesquels les répliques sont obtenues par des calculs successifs et sont multipliées par la valeur respective-du signal pour chacune de leurs valeurs. Ces calculateurs présentent l'inconvénient d'etre relativement lents, ce qui les rend impropres au traitement en temps réel de signaux variant rapidement dans le temps, en particulier lorsque le nombre de paramètres inconnus et, par conséquent, le nombre de répliques qui doivent etre calculées et combinées à chaque valeur de signal, est élevé.

On connaît également des procédés analogiques faisant appel à un éclairage en lumière cohérente d'un support d'affichage dont chaque point est affecté d'une caractéristique modulable de manière à réaliser une fonction d'éclairement qui reproduit l'évolution temporelle du signal. Ces systèmes d'affichage peuvent consister, par exemple, en un support à matrice de cristaux liquides ou bien formé de cristaux présentant une biréfringence électrique de la famille des phosphates diacides de potassium (KDP).Selon la fonction d'éclai- rement à réaliser, on module spatialement la fonction de transmission de la matrice de cristaux liquides, ou la biréfringence des cristaux KDP au moyen du signal à traiter et on éclaire, en transparence ou en réflexion, le support par un faisceau laser pour obtenir sur un écran, à l'aide d'un système optique approprié, une énergie lumineuse qui repré sente en chaque point de l'écran le module de la fonction d'ambiguité pour les coordonnées de ce point. Ces disposés tifs réalisent une simulation analogique, à une échelle correspondant au rapport de la fréquence de la lumière laser et de celle des signaux que l'on cherche à traiter.

Dans ces dispositifs, la vitesse d'affichage des valeurs successives de la fonction d'éclairement que l'on cherche à analyser est limitée; les niveaux de fonction d'éclairement que l'on peut afficher sont peu nombreux (dynamique faible) ; la réalisation technologique de ces dispositifs est très délicate, exigeant une très grande précision en dimensions et une absence de vibrations qui les rend incompatibles avec des applications en système embarqué.

On connaît enfin des techniques optiques de filtrage adapté dans lesquelles une source lumineuse émet une lumière, normalement incohérente, avec une intensité modulée dans le temps en fonction du signal à analyser. Devant cette source on place un masque, à transparence variable selon une dimension dans son plan, que l'on fait tourner pour réaliser une modulation de transparence dans le temps en tout point de l'espace placé immédiatement derrière le masque. La lumière sortant du masque est reçue sur un écran dont la distribution d'éclairement permet de déterminer les coordonnées d'un point fixe dans le plan du masque dont les variations de transparence coïncident exactement avec les variations d'intensité de 3a source. Ces coordonnées correspondent aux paramètres représentatifs de la structure de modulation du signal traité.

Ces dispositifs fournissent une transformée de Fourier de manière quasi-instantanée. Ils sont donc bien adaptés à des traitements en temps réel.

Ils présentent cependant l'inconvénient de nécessiter un mouvement du masque qui limite les possibilités de l'appareil lorsque le traitement exige des vitesses de rotation extremement élevées. En outre, pour pouvoir exploiter la distri bution d'éclairement qui se forme sur l'écran, il est nécessaire d'éliminer diverses composantes parasites, dont certaines sont fonction du module (en coordonnées polaires) du point de l'écran considéré, par un balayage circulaire de cet écran, en général délicat à réaliser.

Ces dispositifs présentent, en outre, l'inconvénient, en l'absence de précautions particulières dans la formation du signal à traiter lui-même, de fournir deux maxima de la fonction d'ambiguité qui correspond ainsi à une indétermination dans le couple de paramètres recherché.

L'invention pallie ces inconvénients dans un calculateur optique du type comprenant au moins une source lumineuse propre à etre modulée en intensité sous la commande du signal à traiter, au moins un écran photosensible placé à distance de cette source et équipé d'un dispositif de lecture sensible à l'énergie lumineuse reçue aux divers points de cet écran, et au moins un masque à caractéristique de transmission et notamment à transparence variable selon l'une au moins de ses dimensions, disposé entre cette source et cet écran pour transmettre les rayons lumineux issus de la source vers la surface de l'écran.Ce calculateur est caractérisé, conformément à l'invention, en ce qu il comprend des moyens pour faire correspondre, à des valeurs successives dans le temps du signal à traiter, des positions distinctes du point d'émission de la source transversalement à la direction du masque par rapport à la source pour moduler l'intensité de ladite source dans l'espace en correspondance de la variation dans le temps du signal à traiter.

Selon une forme de réalisation, la position du point d'émission de la source est modifiée en correspondance des valeurs successives dans le temps du signal à traiter en déplaçant cette source ou, de préférence, en simulant le mouvement de cette dernière par l'excitation successive de sources élémentaires disposées le long d'une ligne transversale par rapport à la direction source-masque.

Selon un autre mode de réalisation, dans lequel on utilise également un ensemble de sources lumineuses élémentaires le long d'une ligne, on mémorise les valeurs successives du signal pendant un intervalle de temps donné et on excite simultanément les émetteurs dudit ensemble de façon à faire correspondre à une succession de valeurs pendant cet intervalle de temps une excitation simultanée d'un ensemble de sources dans l'espace.

Selon l'invention, on prévoit que les positions d'émission de la source, correspondant aux valeurs successives dans un intervalle de temps déterminé du signal traité, sont disposées sur une ligne transversale, de préférence une droite, dans un plan sensiblement parallèle à l'écran et on utilise un masque dont la loi de variation de transparence parallèlement à cette ligne reproduit celle de l'intensité lumineuse de la source le long de cette ligne dans un rapport d'homothétie qui correspond au rapport des distances de l'écran respectivement au masque et à la source.

Par l'emploi du masque, on opère simultanément une multiplication de la fonction d'éclairement par une multiplicité de répliques qui correspondent chacune à un point de l'écran, de façon à obtenir un éclairement de la surface de l'écran photosensible qui varie comme la transformée de Fourier de la distribution des valeurs à traiter en fonction des paramètres correspondant aux coordonnées des points sur l'écran.

Lorsque la loi de variation du signal traité est une loi de phase périodique, comme dans le cas de la relation (1), on prévoit alors que la dimension du masque parallèlement à cette ligne est suffisante pour comporter au moins deux périodes de modulation de la loi de transparence.

En outre, selon une forme avantageuse de l'invention, on module dans l'espace l'intensité d'une première source ou ensemble de sources en correspondance de la variation d'une composante d'un signal complexe (en cosinus par exemple) traité dans un intervalle de temps, on module dans l'espace l'intensité d'une deuxième source ou ensemble de sources en correspondance d'une autre composante dudit signal complexe (en sinus par exemple) pendant le même intervalle de temps, et on recueille sur un même écran les signaux lumineux provenant de ces deux sources ou ensembles de 'sources transmis par deux masques respectifs modulés spatialement en transparence selon des lois en quadrature, l'éclairement de l'écran correspondant alors à une partie réelle ou imaginaire de la transformée de Fourier complexe de ce signal.

L'invention prévoit également d'utiliser un troisième masque modulé spatialement en transparence selon une loi également en quadrature par rapport à celle du deuxième masque et un deuxième écran pour superposer, sur celui-ci, des signaux lumineux issus de la première et de la deuxième source, ou ensemble de sources, et transmis par les deuxième et troisième masques afin d'obtenir simultanément les deux composantes de la transformée de Fourier complexe du signal.

On peut utiliser des masques qui fonctionnent par réflexion et non par transparence. Le pouvoir de transmission de ces masques, dans ce cas leur pouvoir de réflexion,est modulé comme il a été indiqué pour les masques transparents.

L'invention permet de réaliser un calculateur fournissant d'une manière extrêmement rapide la transformée de Fourier d'un signal. Un tel calculateur peut être construit d'une façon entièrement statique, peu sensible aux vibrations, ce qui permet d'en envisager l'application dans des systèmes embarqués à bord de véhicules, par exemple pour traiter des signaux reçus en provenance de balises en vue de la localisation de ces véhicules.

On peut ainsi réaliser des systèmes de localisation en direction d'une source de signaux telle qu'une antenne radioémettrice à l'aide d'un récepteur tel qu'une antenne radioréceptrice, l'une de ces antennes au moins etant animée d'un mouvement périodique, effectif ou simulé. Les signaux captés sont convertis de préférence linéairement en un signal variable dans le temps qui est traité par le calculateur optique. Le système est applicable à la détection simultanée de la direction de plusieurs sources.

L'invention vise en outre un procédé de fabrication de masques adaptés à la réalisation d'un calculateur optique du type qui vient d'être défini pour le traitement de signaux périodiques modulés sinusodalement en phase.

Les explications qui vont suivre et la description non limitative de deux modes de réalisation sont données ci-après en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente schématiquement un système de localisation d'aéronef auquel peut être appliquée l'invention; la figure 2 représente une forme de réalisation d'un calculateur selon l'invention; la figure 3 représente un dispositif de lecture à la sortie d'un calculateur selon l'invention; la figure 4 représente une autre forme de réalisation du calculateur des figures 2 et 3; la figure 5 représente un autre système de localisation d'aéronef; la figure 6 représente une autre forme de réalisation d'un calculateur selon l'invention applicable au système de la figure 5; la figure 7 illustre un système de lecture propre à etre utilise' en sortie du calculateur de la figure 6 la figure 8 représente une variante de réalisation ; et la figure 9 illustre une méthode de fabrication d'un masque applicable pour la mise en oeuvre de l'invention.

Un système de--localisation d'aéronef d'un type connu, par exemple par le Brevet français 74 05 811 publié sous le NO 2261540 au nom du Demandeur, comprend (figure 1) un couple d'antennes radio-r-éceptrices 10, 12 montées tournantes autour d'un axe vertical 14 aux extrémités d'un bras 16, centré sur cet axe au point 0, qui balaye un cercle 18 dans un plan horizontal au voisinage de la surface du-sol, dans un aéroport par exemple. Les antennes 10 et 12 sont propres à capter des signaux électromagnétiques en provenance d'un aéronef tel que 20 équipé d'une antenne 22 afin de localiser cet avion en déterminant un angle de gisement e et un -an- gle par un traitement des signaux issus de l'antenne 22 et captés par les antennes 10 et 12.

L'angle de gisement e est l'angle entre une direction de référence OX dans le plan horizontal balayé par les antennes 10, 12 et le plan vertical contenant la droite joignant le centre 0 et l'antenne 22. L'angle + est l'angle de cette ligne avec l'axe vertical 14. L'angle de site est donc le complément à w/2 de l'angle +
Les signaux captés par les antennes 10 et 12 sont transmis par deux liaisons coaxiales 24 et 26 à travers deux joints tournants 28 et 30 à deux circuits de prétraitement respectifs 32 et 34 qui démodulent par hétérodynage les signaux captés.Les signaux de sortie de ces dispositifs de prétraitement sont appliqués simultanément à l'entrée d'un élément quadratique tel qu'une diode 36 qui délivre sur sa sortie 38 un signal de la forme (3) s(t) = a cosEl. - '1+b sin f cos (Qt- e)3 dans lequel Q est la vitesse angulaire du couple d'antennes 10 et 12.

#1 et #'1 sont des phases origine pour les antennes 10 et 12 des signaux captés en provenance de l'antenne 22. I1 est possible d'ajuster la longueur électrique de ces antennes de telle sorte que la différence de ces phases soit
(p - (p'
1 1 4
L'intérêt du choix de cette valeur a été exposé dans le Brevet du Demandeur cité ci-dessus. Il sera rappelé plus loin.

b est un coefficient de profondeur de modulation de phase de valeur 4 Tr R/ X dans lequel R est le rayon de giration des antennes 10 et 12 et X la longueur d'onde des signaux émis par l'antenne 22.

Un calculateur optique pour l'extraction des valeurs de gisement et de site de l'aéronef 20 à partir des signaux présents à la sortie 38 de la diode 36, comprend (figure 2) une rampe lumineuse linéaire 40 de longueur L et orientée selon un axe O'X' le long duquel on peut repérer la position de chaque point d'émission de cette rampe entre O'et L. Cette rampe permet de faire varier linéairement en fonction du temps t la position du point d'émission 43 le long de la rampe 40, l'intensité émise correspondant à l'amplitude du signal s(t) à l'instant respectif considéré. La longueur L est choisie pour correspondre à une période de variation du signal s(t). Ainsi, à une période de modulation 2 X / de ce signal dans le temps correspond une période de modulation L de la position de la source dans l'espace.

La rampe lumineuse 40 peut être réalisée par exemple à l'aide d'un spot d'oscilloscope balayant à vitesse uniforme la longueur L sur une période de temps égale à 2 s/ w , l'intensité de ce spot étant modulée en fonction du signal s(t) présent à la sortie 38 de la diode 36. A cet effet, celui-ci est appliqué à la commande du générateur d'électrons ("WEHNELT") de l'oscilloscope.

Selon une autre forme de réalisation, mieux adaptée aux systèmes embarqués dans lesquels on peut préférer éviter l'emploi de tubes à vide, on réalise la rampe 40 par une juxtaposition linéaire de diodes électroluminescentes, par exemple sous forme d'une barrette pouvant comporter 256 diodes. Celles-ci présentent l'avantage de posséder une bande passante élevée et une grande dynamique d'éclairement.

Elles peuvent être excitées successivement à l'aide d'un distributeur d'adresse synchrone de la vitesse de rotation de l'antenne à partir d'un échantillonneur analogique du signal s(t). Elles peuvent également être attaquées simultanément à partir de positions respectives d'une mémoire à accès multiples dans laquelle des valeurs de niveaux analogiques obtenues par échantillonnage du signal s(t) sont introduites au cours d'une période de variation de celui-ci.

Dans les deux cas, on prévoit que la fréquence d'échantillonnage est supérieure à deux fois l'excursion maximale de phase attendue en application du théorème d'échantillonnage de
Shannon, ce qui correspond à un nombre de diodes égal ou supérieur à 2b (expression 3).

En avant de la rampe 40 est monté un dispositif d'écran désigné globalement par la référence 46 et qui comprend une surface d'écran proprement dite 48 et un dispositif de lecture non représenté sur la figure 2.

Entre la rampe 40 et l'écran 46 est monté un masque 42 dont la transparence varie suivant deux dimensions X et Y définies par un repère cartésien 44. La modulation de transparence du masque selon l'axe X parallèle à la rampe 40 est périodique, de période spatiale L'. La longueur du masque selon cette dimension X est au moins égale à 2 L', sa hauteur dans la direction perpendiculaire étant désignée par Ho,
L'écran 46 est placé à une distance d de la rampe 40 et d' du masque 42 et le rapport entre la lonqueur L de la rampe 40 et la période L' de modulation de transparence du masque 42 est tel que
L = d = k (k est une constante)
Ainsi, en tout point tel que 50 de la surface de l'écran 48, on voit la rampe 40 à travers un segment du masque 42 dont la dimension selon l'axe X couvre une période de modulation de transparence spatiale L'.

La dimension de la surface d'écran 48 parallèlement à l'axe des X est égale ou supérieure à l'écart L" entre les traces 52 et 54 des plans définis par les bords externes du masque 42 parallèlement à la direction Y, et les extrémités 0 et L correspondantes de la rampe 40. Selon l'autre dimension, Y, le champ d'observation h de l'écran 48 est déterminé en fonction du rapport d'homothétie k et de la hauteur du masque Ho h k de telle façon que = .

H0 k-l
Les coordonnées des points 50 de l'écran 48 peuvent être repérées à l'aide d'un repère cartésien 56 dans lequel sont portées des valeurs d'angles de gisement e selon un axe parallèle à l'axe X du masque et du sinus de l'angle , dans une direction perpendiculaire, pour les raisons qui apparaîtront ci-après.

Quelles que soient leur position, les sources sont excitées en continu par un signal correspondant à une intensité lumineuse aO autour de laquelle l'intensité émise varie en plus ou en moins sous la commande du signal s(t) (relation 3).

La transposition dans l'espace le long de la rampe 40 de la modulation d'intensité du signal s(t) se traduit donc par une loi de variation de l'intensité d'éclairement issue de la rampe en fonction de l'abscisse x du point d'émission selon la relation

dans laquelle I(x) est l'intensité lumineuse pour Ox < L.

La loi de transparence du masque 42 sur la ligne d'ordonnée
Y. peut être exprimée par la relation

avec XO g < XO + L' et O 4 XO < L'
Dans cette relation, T est la transparence du masque qui varie en plus ou en moins autour d'une transparence moyenne à laquelle on a affecté la valeur 1. On a représenté en 41 le tracé de lignes d'opacité maximale dans ce masque.

On constate que pour une valeur Yi déterminée de l'ordonnée de la surface du masque 42, la tranparence varie parallèlement à l'axe X, selon une loi qui reproduit la loi de variation de l'intensité lumineuse I(x) en fonction de l'abscisse du point d'émission sur la rampe 40. Plus précisément, quel que soit le point 50 de l'écran 48 que l'on considère, l'énergie qu'il reçoit en provenance de chaque point de la rampe 40 pendant une période de modulation du signal s(t) est modulée par une réplique de transparence respective correspondant à une période complète de modulation spatiale de la transparence du masque 42, le début de cette période étant repéré par l'abscisse XO.

La structure de la loi de transparence de chaque réplique qui est définie par des coordonnées XO et Y. dépend directement des coordonnées du point 50 sur la surface d'écran 48. En raison de l'identité de forme entre cette loi de modulation et le signal I(x), on conçoit qu'il existe une position 50 sur l'écran pour laquelle la structure de la réplique correspondante est la même que celle de la fonction spatiale d'éclairement de la rampe 40. La position de ce point sur l'écran correspond au maximum de la fonction d'ambiguité.

En tout point 50 de l'écran 48, l'intensité totale reçue pendant une période de durée T égale à 2 #/# s'écrit :

Cette intensité est la somme de quatre termes résultant des produits deux à deux des facteurs de l'intégrale. Dans le cas où la durée d'intégration est égale à un nombre entier de périodes T, ces quatre termes s'écrivent :
I1 = aO, qui constitue un terme de fond continu constant indépendant des coordonnées sur l'écran;
#2
I2 = a J0(b sin # ) dans lequel j0 est la fonction
2 de Bessel d'ordre zéro de première espèce, ce terme consti- tuant un terme de fond continu dont l'amplitude est indépendante des coordonnées du point 50; I3 = a0 #2/2 J0 (Yi).Ce terme est indépendant de X0, mais dépend de la position du point 50 selon l'axe de coordonnées perpendiculaire. Sur l'écran 46, ce terme se traduit par des raies d'amplitude uniforme parallèlement à la rampe 40.

I4= aJO(r) qui représente la fonction d'ambiguité du signal où r est une distance fonction de la distance entre le point de l'écran correspondant au maximum de la fonction d'ambiguité et le point 50 correspondant aux coordonnées Xo et Yi du masque considéré.

Par comparaison entre la relation (5) et la relation (4), on constate qu'au point où la fonction d'ambiguité est maximale, c'est-à-dire au point où la loi de variation de transparence T est identique, au rapport d'homothétie k près, à la loi de variation de l'intensité I (X, Y), il existe une correspondance directe entre la valeur de Xo et la valeur de l'angle de gisement cherché e , ainsi qu'une correspondance entre la valeur de coordonnée Y. et l'expression b sin # .

On peut donc graduer en # et en sin # les axes de coordonnées du repère 56 et établir une correspondance entre chaque couple de coordonnées e , sin de l'écran et XO, Yi du masque.

On note qu'il est possible à cet égard de modifier la loi de variation de la transparence du masque selon l'axe Y de façon que la transparence varie proportionnellement à e et , comme il sera expliqué ci-après.

On peut éliminer les trois premières composantes d'éclairement de l'écran I1, 12, I3 par un traitement approprié lors de la lecture de l'éclairement de la surface 48 de l'écran 46.

Pour la réalisation d'un écran 46 conforme à l'invention, on peut utiliser des dispositifs à accès séquentiel, tels que les dispositifs à balayage de faisceaux électroniques, à tubes du type Vidicon ou à état solide.

Un écran 46 dont la surface 48 est formée par un tube Vidicon comprend un dispositif de lecture 62 (figure 3) délivrant à sa sortie 61 des signaux en série représentatifs de l'intégrale de l'intensité d'éclairement des points de l'écran successivement balayés. Ces signaux sont appliqués à un filtre passe-haut 64 qui en élimine les parties continues correspondant aux composantes I1 et 12 d'éclairement de la surface d'écran 48. En outre, la lecture s'effectuant ligne par ligne parallèlement à la rampe 40, la troisième composante I3 est également éliminée dans le filtre 64, de telle sorte qu'à la sortie 65 de ce dernier est seul disponible le signal correspondant à la fonction d'ambiguité. Le pic de ce signal peut etre détecté par un détecteur de seuil 68 à sortie 69.Un dispositif fonctionnant en synchronisme avec le balayage du dispositif de lecture 62 permet de repérer la position de ce pic dans la période de balayage afin d'en déduire les coordonnées respectives en gisement e et en du point correspondant à ce pic.

Un écran de visualisation 67 est connecté à la sortie 65 du filtre 64. Il est balayé au même rythme que la surface d'écran 48 pour faire apparaître une image débarrassée des composantes parasites d'éclairement afin de permettre une exploitation visuelle des résultats du traitement. Bien entendu, le tube 67 peut être remplacé par un dispositif de présentation visuelle à l'état solide. I1 facilite l'exploitation des informations de direction de l'aéronef 20 par rapport à un système d'antennes tournant au sol.

Selon un autre mode de réalisation du calculateur (figure 4), on attaque une rampe lumineuse 70 formée par une barrette de diodes électroluminescentes à partir des sorties parallèles 72 d'une mémoire du type à transfert de charge (CCD) 74.

Cette mémoire est attaquée sur son entrée série 76 par les signaux de sortie 38 de la diode 36 à la sortie des antennes 10, 12 (figure 1). Sous l'action d'un dispositif de cadencement non représenté, des échantillons correspondant à une période du signal s(t) sont inscrits en série dans la mémoire 74, de façon à exciter simultanément dès la fin de cette période les diodes individuelles de la rampe 70. Les rayons lumineux issus de la rampe 70 traversent un masque 80 modulé en transparence de la même manière que le masque 42 avant de tomber sur un écran 86 constitué par la juxtaposition de barrettes d'éléments photosensibles 88 parallèles à la barrette 70 et accolées sur leur grand côté. Chacune de ces barrettes comprend un circuit de lecture série 91 dont la sortie 90 est connectée à l'entrée d'un filtre passehaut 92 qui élimine non seulement les première et deuxième composantes continues I1 et I2 de la fonction d'éclairement du masque, mais également la troisième I3 puisque cette dernière est continue le long de chaque ligne. A la sortie du filtre 92, les signaux peuvent être appliqués à un dispositif de détection de seuil 93 suivi d'un dispositif indicateur 95 qui reçoit sur son entrée 96 en provenance d'un dispositif 97, des signaux de synchronisation de la lecture des barrettes 88 par le circuit de lecture 91, pour fournir une indication de position en + et en e du maximum de la fonction d'ambiguité sur la sortie 98.

Les barrettes 88 peuvent être réalisées par exemple à l'aide de dispositifs à transfert de charge du type CCD qui permettent un accès très rapide en balayage.

On peut également utiliser, pour réaliser l'écran, des dispositifs à accès aléatoire tels que des matrices intégrées en technique "MOS réfractaire" dans lesquelles l'analyse est effectuée point par point selon une loi quelconque éventuellement programmable.

Enfin, il est possible de constituer l'écran 46 (figure 2) à l'aide d'une juxtaposition dans deux dimensions de photodétecteurs ponctuels fournissant chacun un signal indépendant permettant un accès discret à l'information.

D'autres techniques de traitement des signaux d'éclairement de l'écran sont possibles pour éliminer les termes parasites, par exemple en mémorisant les signaux obtenus quand l'intensité de la source n'est pas modulée et pour les soustraire des signaux obtenus quand la source est modulée. On peut également utiliser une diode de référence en un point de l'écran où l'on sait que la transformée de Fourier est nulle pour corriger certains termes parasites.

On peut avantageusement disposer devant l'écran un masque correcteur de gain dont la transparence a été modulée par un étalonnage préalable pour compenser les distorsions éventuelles dues à des disparités du gain des photodétecteurs utilisés.

Un calculateur tel qu'il vient d'être décrit permet de réaliser une surveillance omnidirectionnelle de l'espace en vue de détecter la présence d'aéronefs tel que 20 (figure 1).

Lorsqu'un aéronef a été détecté, il peut être parfois utile d'exercer une fonction poursuite de façon à en suivre le cheminement. Celle-ci peut être avantageusement réalisée en mettant en oeuvre des écrans à accès aléatoire ou discret selon les deux derniers modes de réalisation mentionnés,qui permettent d'analyser une portion de la surface de l'écran présélectionnée en fonction de la détection préalable d'un pic de la fonction d'ambiguité de manière à encadrer celuici pour en suivre l'évolution selon des techniques d'écartométrie classiques. Un tel écran peut être avantageusement juxtaposé, par exemple à l'aide d'un système de dédoublement de faisceaux tel qu'un miroir semi-transparent, à un système de surveillance de l'espace entier, tel qu'un Vidicon. On réalise ainsi simultanément une fonction veille et une fonction poursuite.

Dans un autre type de situation à laquelle est applicable la présente invention (figure 5), une balise tournante 81 comprend une antenne 80 entraînée en rotation au bout d'un bras 82 autour d'un axe 84 vertical avec une vitesse angula ire n . L'antenne 80 est alimentée par un générateur hyperfréquence de pulsation w O. Les signaux émis par cette antenne sont captés par un avion 86 animé d'une vitesse apparente V par rapport à la balise 81 et dont la direction, par rapport à la balise, peut être définie par l'angle que forme sa direction avec l'axe de rotation 85 et par l'angle de gisement e du plan vertical contenant l'avion et l'axe 85 avec un axe de référence R dans le plan horizontal 83 de rotation de l'antenne 80.

L'avion est équipé d'une antenne 90 captant les signaux issus de l'antenne 80, lesquels sont, après pré-amplification dans un étage 92, appliqués simultanément à deux démodulateurs 94 et 96 attaqués sur leurs entrées respectives 95 et 97 par des signaux d'oscillateurs locaux cohérents en quadrature de la forme cos w ' t et sinw ' t. Les signaux de sortie des démodulateurs 94 et 96 sont respectivement n cos 9 (t) pour la sortie 98 et a sin + (t) pour la sortie 99.On obtient ainsi, de manière bien connue,les deux voies cosinus et sinus du signal capté par l'antenne 90, ce signal pouvant s'écrire selon l'expression condensée (7) s (t) : expi X (t) avec
(t) = P+ udt + b sin f cos ( # t -# ) Dans cette expression, ç est une phase inconnue, #d est la pulsation égale à la différence entre, d'une part, la porteuse w décalée de l'effet Doppler du à la vitesse relative V soit :: # o (1 - V/c) où c est la vitese des ondes et, d'autre part, la porteuse w' de l'oscillateur local,soit: #d = #o (1 - V/c) - #' .

R est le rayon de rotation de l'antenne, # la longueur d'onde de la porteuse et b est égal à 2 XR/
On supposera, pour simplifier les explications relatives au calculateur proprement dit, que l'on connaît w d et que l'on cherche à déterminer les angles de gisement et de site caractéristiques de la position de l'avion à l'aide d'un calculateur optique tel que représenté par la figure 6.Ce calculateur optique comprend deux rampes lumineuses respectivement 100 et 102 comprenant chacune une source lumineuse unique se déplaçant toujours dans un même sens le long de cette rampe en synchronisme avec la période 2 w / w de rotation de l'antenne émettrice 80, que l'on suppose connue par exemple grâce à la prévision d'un émetteur de tops une fois par tour de l'antenne 80, lesdits tops étant captés à bord de l'avion 86.

Les rampes lumineuses 100 et 102 peuvent être par exemple formées par des barrettes de photodiodes excitées successivement en synchronisme avec la rotation de l'antenne 80. Les lignes joignant les extrémités homologues des barrettes sont perpendiculaires à la direction de ces barrettes.

Les signaux issus des sorties 98 et 99 (figure 5) attaquent des dispositifs respectifs 101 et 103 d'excitation des rampes 100 et 102 (figure 6) de façon à moduler, par rapport à une intensité moyenne aO, l'intensité émise par chacune de ces sources en fonction de leur position le long de la rampe res pective.

Parallèlement au plan défini par les deux rampes parallèles 100 et 102 et vis-à-vis de ces dernières, sont disposés deux écrans intégrateurs 110 et 112 dans un même plan1 l'écran 110 faisant face à la rampe 100 et l'écran 112 faisant face à la rampe 102. Le plan des écrans 110 et 112 est pourvu d'un repère de coordonnées 120 comprenant un axe des abscisses gradué en angles de gisement e parallèlement aux rampes 100 et 102 et un axe d'ordonnées gradué en angles + ou sin f dans la direction perpendiculaire.

Entre les écrans 110 et 112 et les rampes 100 et 102 sont interposés trois masques respectivement 130, 132 et 134 dans un m8me plan 136 parallèle au plan 120, pourvus d'un axe des abscisses X parallèlement aux rampes 100, 102 et d'un axe des ordonnées Y1, Y2 et Y3,respectivement,pour les masques 130, 132 et 134.

La disposition des masques par rapport aux sources 100 et 102 et à des diaphragmes non représentés est telle que, de tout point 111 de la surface utile de l'écran 110, on puisse apercevoir la totalité de la rampe 100 à travers l'écran 130 et la totalité de la rampe 102 à travers l'écran 132. De même, à partir de tout point 113 de la surface utile de l'écran 112, on peut apercevoir la totalité de la rampe 100 à travers le masque 132 et la totalité de la rampe 102 à travers le masque 134.

Les transparences des masques 130, 132 et 134 sont modulées dans les deux dimensions de leur plan 136 selon les relations

La longueur de chacun des masques parallèlement à l'axe des abscisses X est suffisante pour comprendre au moins deux périodes de modulations de longueur L' comme exposé précédemment, de façon que l'on puisse faire corres- pondre à tout couple de points 111 et 113 des écrans 110 et 112 un point d'abscisse XO sur les masques 130, 132 et 134 qui forme l'origine d'une réplique continue et de longueur L' qui module la lumière provenant des rampes respectivement 100 et 102 pendant une période de rotation de la balise 81 pour éclairer ce point de l'écran respectif.

A chaque point 111 de coordonnées 60, fo (ou sin. o > de l'écran 110 correspondent seux segments 131 et 133 dans les masques 130 et 132 définis par l'intersection avec ces masques de portions de plan triangulaires définies par le point 111 avec les rampes 100 et 102.

De même, à chaque point 113 de coordonnées e 0, f O (ou sinfO) identique de l'écran 112 correspondent deux segments 133 et 135 à l'intersection des masques 132 et 134 avec les portions de plan triangulaires formées par le point 113 et les rampes 100 et 102 respectivement.

Le segment 133 se trouve au concours des deux triangles respectivement définis par le point 111 et la barrette 102 d'une part et le point 113 et la barrette 100 d'autre part.

On constate qu'il existe une relation d'homothétie qui implique qu'à toute variation Af i de l'ordonnée d'un couple de points 111 et 113 des écrans correspond à une variation proportionnelle de l'ordonnée Ylo, Y20 et Y30 du segment respectif 131, 133 et 135.

A chaque couple de points de coordonnées o0 et 0 des écrans 110 et 112, on peut faire correspondre des segments 131, 133 et 135 respectifs définis par les paramètres XO et Y101 Y20 et Y30.

La considération des expressions (8) montre que la loi de modulation de la transparence sur chacun de ces segments a la même forme que la loi de modulation de l'intensité lumineuse émise par les rampes 100 et 102 en fonction des abscisses le long de ces rampes, ces intensités étant définies par les relations (9) I100 = aO + a cos o (x) I = a0 + a sin ( (x) où x est l'abscisse de la source excitée à chaque instant sur les rampes 100 et 102.

Les foncrions de transparence des segments 131, 133 et 135 constituent donc des répliques de la fonction d'éclairement des rampes.

En chaque point 111 de l'écran 110 défini par les coordonnées e O et + O, on peut calculer l'éclairement total reçu au cours d'une période de balayage des rampes 100 et 102 par la relation

L'expression (10.1) est la somme de huit intégrales qui résultent de l'addition de corrélations du type rencontré à propos de la figure 2, pour chacun des masques 130 et 132.

Dans ces termes, on trouve deux termes de fond continus uniformes sur l'écran en et en e , un terme uniforme en et variable en e comme on l'a indiqué précédemment et une intégrale correspondant au terme utile 114.

De même, l'éclairement au point 113 de l'écran 112 de coor données e 0 et O 0 s'exprime par la relation

qui fournit également trois termes parasites et un terme uti- le 124.

Si l'on effectue le traitement de lecture des écrans 110 et 112 conformément aux principes qui ont été exposés à propos de la figure 3 afin d'éliminer les termes continus, soit uniformément sur l'ensemble de l'écran, soit sur des lignes pa rallèles aux rampes, on obtiendra finalement les seuls termes utiles de forme C(#0, #0) = a cos # . J0(r) pour la sortie de chaque point de l'écran 110 et S(#0,#0) = a sin #,JO(r) pour le terme utile en sortie du point 113 de l'écran 112.

Dans ces expressions, J0(r) est la fonction de Bessel d'ordre zéro de première espèce, et r est un terme de distance représentant l'écart entre le point d'éclairement maximum de coordonnées #, # sur l'écran 110, ou 112, et le point 111 ou 113 de coordonnées #0,#0 lorsque les relations I1 et I2 sont exprimées dans un plan avec des coordonnées polaires en e en argument et en sin # en module.

On remarque que sur l'écran 110, par exemple, se superposent une fonction de corrélation de la fonction cosinusoldale d'éclairement de la rampe 100, par la fonction de transparence cosinusoidale du masque 130 et une fonction de corrélation de la fonction d'éclairement, en quadrature, de la rampe 102, par la fonction de transparence sinusoldale du masque 132. Cette superposition permet d'éliminer l'ambiguité dans la détermination de la direction résultant de la multiplication de deux fdnctions coslsnusol+Xalms.

Pour la même raison, on superpose sur l'écran 112 une fonction de corrélation de la fonction sinusoldale d'éclairement de la rampe 102, par la fonction négative de transparence cosinusoidale du masque 134, et une fonction de corrélation de la fonction d'éclairement'en quadrature, de la rampe 100, par la fonction de transparence sinusoldale du masque 132.

Les lois de modulation spatiale de phase des masques 130, 132 et 134 sont décalées chacune de s /2 par rapport à celle du masque précédent dans le même sens.

Les signaux C(#0,#0) et S(#0,#0) sont obtenus (figure 7) aux sorties 150 et 152 de deux filtres passe-haut respectivement 146 et 148, semblables au filtre 64 de la figure 3, aux entrées respectives 145 et 147 desquelles sont appliqués les- signaux de la lecture des écrans 110 et 112. Ces signaux représentent les composantes de la transformée de Fourier en parties réelle et imaginaire.Ils peuvent être appliqués à deux éléments quadratiques respectifs 154 et 156, tels que des diodes par exemple, suivis d'un dispositif sommateur 155 à deux entrées 158 et 159 - la sortie duquel est disponible un signal de la forme
A2 2 2
(11) ( e0, o > = aJ0 I1 est aisé de déterminer la position du point ( e , +) sur les écrans 110 et 112 (r = O) en synchronisant les signaux de sortie selon l'expression (11) avec les séquences de balayage des écrans 110 et 112. Bien entendu, il est également possible d'utiliser directement les signaux 150 et 152 pour les applications où une connaissance de la transformée de
Fourier non seulement en amplitude mais également en phase est nécessaire.

Dans un exemple de réalisation d'un calculateur de transformée de Fourier complexe, on utilise deux rampes constituées par deux barrettes comportant chacune 256 diodes électroluminescentes adressées d'une maniere classique. Chaque masque comprend environ 66 franges complètes,parallèment à l'axe X pour la valeur maximale de < p , c'est-à-dire 90 (à proximité du bord supérieur du masque). La largeur de chaque frange est supérieure à 100 microns, valeur au-dessus de laquelle les phénomènes de diffraction ne produisent pas de distorsions inadmissibles. Ainsi, la longueur minimale du masque est voisine de 1 cm. Sa hauteur comprend environ 100 répliques correspondant à une hauteur minimale d'environ 1 cm.

Dans cet exemple, la mosalque des écrans est constituée d'une matrice de 10 000 éléments photo-détecteurs associés à un ou plusieurs systèmes de lecture à accès séquentiel en ligne (axe des 0). Une telle matrice peut être obtenue à l'aide d'une mosalque de 1030 x 128 points du type décrit par exemple dans la Revue P.I.E.E.E. de février 1980, intitulée "International Solid State Conference".

Les dimensions des différents éléments du calculateur optique ainsi réalisé conduisent à un volume voisin de 5 x 5 x 5 cm3.

La consommation est de quelques watts.

On obtient ainsi un calculateur optique compact,solide et peu sensible aux vibrations et qui fonctionne de façon fiable, même dans des environnements sévères.

Selon une autre forme de réalisation (figure 8), les signaux 98 et 99 sont mémorisés pour chaque période de rotation de la balise dans des mémoires 170 et 172 respectives. Ces mémoires sont par exemple du type à transfert de charge (CCD) qui permettent de mémoriser en temps réel des valeurs successives du signal analogique et d'être lues en un temps très accéléré.

Deux rampes lumineuses 180 et 182 formées par des barrettes de photodiodes parallèles, analogues à la rampe 70 de la figure 4, sont prévues pour être excitées à partir de dispose tifs d'excitation respectifs 184 et 186 fonctionnant à partir d'une lecture des contenus des mémoires 170 et 172 selon une séquence qui sera explicitée ci-après. La connexion des mémoires 170 et 172 aux excitateurs 184 et 186 comprend un dispositif de multiplexage 197. Devant les rampes 180 et 182 est prévu un écran la0 d'un type à accès séquentiel et dont le dispositif de lecture est relié à un filtre passe-haut 192 suivi d'un élément quadratique 194 qui est relié à deux mémoires d'échantillons 196 et 198 par l'intermédiaire d'un multiplexeur 199.

Entre l'écran 190 et les rampes 180 et 182 sont interposés deux masques 200 et 202 dont les fonctions de transparence sont respectivement l+cos (X,Y) et lusin (X,Y) et constitués selon les règles indiquées à propos des figures 2 et 6.

En fonctionnement, les signaux des voies cosinus et sinus aux sorties 98 et 99 du dispositif de détection de l'avion 86 (figure 5) sont appliqués aux mémoires 170, 172 pour une période de rotation de la balise 81. Ces mémoires sont relues à vitesse quatre fois-plus élevée qu'à l'inscription avant d'être effacées et réinscrites pour un nouveau tour de la balise 81, pour permettre les opérations suivantes -:
Dans un premier temps, les contenus des mémoires 170, 172 attaquent respectivement les excitateurs 184 et 186 de façon à charger l'écran 190 par une fonction d'éclairement correspondant à la composante cosinus de la transformée de Fourier C (% (60, O).

Dans un deuxième temps, l'écran 190 est lu et les signaux issus du circuit quadratique 194 sont mémorisés dans la mémoire 196 sous la commande du multiplexeur 199. En même temps,la sortie de la mémoire 170 est changée de signe et connectée à l'excitateur 186 par le multiplexeur 197 qui relie la sortie de la mémoire 172 à l'excitateur 184.

Pendant un troisième temps, les excitateurs 184 et 186 attaquent à nouveau les rampes 180 et 182 en fonction du contenu des mémoires 170 et 172 de façon à produire sur l'écran 190 une fonction d'éclairement correspondant à la voie sinus de la transformée de Fourier S(e 0, o > La posi- tion du multiplexeur 199 es modifiée pour charger la mémoire 198.

Dans un quatrième temps, l'écran 198 est lu de telle façon que les signaux correspondants, issus du circuit 194 soient chargés dans la mémoire 198. Les mémoires 170 et 172 sont effacées.

On peut prévoir alors d'additionner échantillon par échantillon les contenus des mémoires 196 et 198 relues en synchronisme pour obtenir en sortie une image conforme à l'expression (11) du carré du module de la transformée de Fourier.

Le mode de réalisation de la figure 8 permet de s'affranchir des défauts éventuels de variation de gain des photodétecteurs de l'écran 190 ainsi que des filtres à éléments quadratiques utilisés. En outre, il nécessite un montage optique relativement plus simple que celui de la figure 6, au détriment d'une complexité plus grande des circuits électroniques.

L'invention prévoit également une méthode de fabrication des masques à transparence modulée décrits précédemment.

Selon un mode de réalisation, le masque de la figure 2 peut être obtenu à l'aide du montage représenté sur la figure 9.

Une diode électroluminescente 250 est excitée par un signal continu d'intensité aO. Devant cette diode est disposé un masque 252 modulé en transparence de façon à former des raies de transparence uniforme dans une direction de son plan. Perpendiculairement à cette direction, la transparence varie selon une fonction sinusoldale de la distance. L'écartement entre deux niveaux de transparence égaux perpendiculairement à la direction des raies du masque 252 est indiqué par /\ (longueur d'onde de modulation).

Le masque 252 est monté tournant autour d'un axe de rotation 254 passant par la source 250 et il est entraîné à vitesse angulaire w par des moyens non représentés.

On place un photodétecteur 256 immédiatement derrière le masque 252 dont la position peut être définie en coordonnées polaires par sa distance PO à l'axe 254 et un angle 8 par rapport à une direction de référence 258 dans le plan du masque. Dans cette position, le photodétecteur 256 reçoit un signal modulé de la forme
2 ##0 cos ( #t - #0)
A
On commande par un conducteur 260 le générateur d'électrons 262 (Wehnelt) d'un oscilloscope 264 devant l'écran duquel on a disposé une plaque photographique 265 propre à être impressionnée par le spot de l'oscilloscope.

Pour la position (po ,90) du photodétecteur 256, on effectue le balayage par le spot de l'oscilloscope d'une seule ligne 266 de la plaque photographique 265 dont l'ordonnée est prise égale à YO. On déplace ensuite le photodétecteur 256 le long du même rayon pour l'amener à une distance P 1 de l'axe 254 et on impressionne avec le spot de l'oscilloscope une ligne voisine de la plaque photographique 265 d'ordonnée Y1 proportionnelle à 2
A
On balaye ainsi successivement toutes les lignes de la plaque photographique 265 sur une hauteur correspondant à la hauteur
Ho du masque recherché.Chaque ligne de la plaque photographique 265 est parcourue par le spot de l'oscilloscope pendant une durée au moins égale à deux tours du disque 252 grâce à une tension de balayage de l'oscilloscope en synchronisme avec le double de la vitesse angulaire du disque 252. On établit ainsi une correspondance linéaire entre la course 2 L' du spot le long d'une ligne de la plaque 265 et un parcours angulaire de 4 tir du disque 252.

Au lieu de faire déplacer l'ordonnée de la ligne de la plaque balayée linéairement en fonction du module p de la diode 256; on peut utiliser une relation en arc sinus permettant de faire correspondre les variations d'ordonnées du masque directement à des variations d'angle < p et non de sin + . Dans le repère 56 de l'écran 46, les ordonnées des points de cet écran repré sentent alors directement des angles < p
On obtient ainsi, relativement aisément, par développement de la plaque photographique 265, un masque répondant aux conditions énoncées pour la construction des différents modes de réalisation de l'invention.

Selon une autre forme de réalisation, un tel masque peut être obtenu en commandant l'intensité au faisceau électronique d'un oscilloscope de haute précision par un ordinateur qui calcule la loi de transparence en fonction de la position, en abscisse et en ordonnée, du spot ainsi qu'en tenant compte des lois de luminance de celui-ci et de la loi de développement du film photographique. On parvient avec une telle technique à des fonctions de transparence spatiale contenant plusieurs millions de points avec une échelle de plus de lÔO niveaux significatifs de transparence.

Claims (27)

Revendications.

1. Calculateur optique pour effectuer la transformée de Fourier d'une fonction représentée par un signal variable en fonction du temps,du type comprenant au moins une source lumineuse (40 > propre à être modulée en intensité sous la commande dudit signal, au moins un écran photosensible (46) équipé d'un dispositif de lecture sensible à l'énergie lumineuse reçue aux points de cet écran, et au moins un masque (42) propre à transmettre des rayons lumineux de la source (40) audit écran (46) avec un pouvoir de transmission qui varie selon la position des points de ce masque, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour faire correspondre à des valeurs successives dans le temps du signal d'entrée modulant l'intensité de la lumière émise par la source, des positions différentes du point d'émission (43) de cette lumière transversalement à la direction dudit masque (42) par rapport à cette source (40) pour moduler l'intensité de la source dans l'espace en correspondance du signal à traiter dans le temps.

2. Calculateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit masque (42) est fixe par rapport à l'écran.

3. Calculateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'intensité de la lumière émise par la source est modulée dans l'espace le long d'une ligne (40) transversale par rapport à la direction du masque (42).

4. Calculateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que cette ligne est un segment de droite (40).

5. Calculateur selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la position du point d'émission (43) est variable en fonction du temps le long de ladite ligne.

6. Calculateur selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la source comprend une pluralité d'émetteurs ponctuels fixes, disposés le long de ladite ligne, et des moyens de commutation dans le temps d'un émetteur ponctuel au suivant, pour déplacer le point d'émission de rayons lumineux le long de cette ligne, l'intensité de chaque émetteur étant modulée en fonction de la valeur du signal d'entrée à l'instant correspondant.

7. Calculateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque émetteur reçoit en permanence un signal d'excitation correspondant à un terme d'éclairement continu auquel est superposée la modulation du signal d'entrée.

8. Calculateur selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que l'écran (48) et/ou les moyens de lecture (46) de celui-ci comprennent des moyens d'intégration du signal reçu en chaque point de l'écran pendant une période de temps correspondant au temps de balayage de ladite ligne par le point d'émission.

9. Calculateur selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite source comprend une pluralité d'émetteurs (70) juxtaposés le long de ladite ligne et des moyens (74) pour transmettre simultanément auxdits émetteurs des signaux de commande d'intensité correspondant aux valeurs successives du signal d'entrée pendant une période de temps prédéterminée.

10. Calculateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit signal est une fonction périodique du temps et les différentes positions du point d'émis sion par rapport à l'écran (48) correspondent à des instants successifs pendant une période du signal d'entrée.

11. Calculateur optique selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, dans lequel le pouvoir de transmission du masque (42) est modulé parallèlement à ladite ligne selon une période de modulation (L') correspondant à la période de modulation spatiale (L) de la fonction d'éclairement de la source au cours d'une période du signal d'entrée dans un rapport d'homothétie défini par les distances de l'écran au masque et à la source et en ce que la dimension du masque parallèlement à ladite ligne est suffisante pour que ladite modulation de transmission comporte au moins deux périodes complètes de modulation (L').

12. Calculateur optique selon la revendication 11, dans lequel les différentes positions du point d'émission (43) au cours d'une période du signal d'entrée sont contenues dans un segment rectiligne, caractérisé en ce que la loi de modulation de transmission du masque (42) selon une première coordonnée parallèlement à ce segment (L') a une forme analogue à la loi de modulation du signal d'entrée en fonction du temps.

13. Calculateur optique selon la revendication 12 , caractérisé en ce que le pouvoir de transmission du masque (42) selon la première coordonnée est modulé périodiquement en phase par une loi sinusoldale dont la phase de référence correspond à une première coordonnée ( e ) de chaque point (50) considéré de l'écran (48) et dont la profondeur de modulation de phase est fonction d'une autre coordonnée (sin ) dudit point de l'écran.

14. Calculateur optique selon l'une des revendications précédentes pour le traitement d'un signal complexe comportant deux composantes en quadrature, caractérisé en ce qu'il comprend une première (100) et une deuxième (102) desdites sources lumineuses propres à être alimentées chacune par une composante respective dudit signal complexe, et un premier et un deuxième desdits masques, le premier masque (130) étant propre à transmettre la lumière issue de la première source (100) vers ledit écran (110) et le deuxième masque (132) étant propre à transmettre la lumière de la deuxième source (102) vers ledit écran (llO),les pouvoirs de transmission desdits masques étant modulés spatialement avec un déphasage de T /2 l'un par rapport à l'autre dans un sens, de telle sorte qu'en chaque point (111) ledit écran (110) reçoive un éclairement qui corresponde à la superposition de la modulation de la fonction d'éclairement de ladite première source (100) par une réplique respective du premier masque (130) et de la modulation de la fonction d'éclairement de la deuxième source (102) par une réplique respective du deuxième masque (132).

15. Calculateur optique selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un deuxième écran (112) du même type et un troisième masque (134) propre à transmettre la lumière de la deuxième source (102) au deuxième écran (112) et dont le pouvoir de transmission est modulé spatia lement avec un déphasage de a w/2 par rapport au deuxième masque (132) dans le même sens, de telle sorte que l'éclairement de chaque point (113) du deuxième écran corresponde respectivement à la superposition des modulations des fonctions d'éclairement des premières et deuxièmes sources (100 et 102) par des répliques respectives du deuxième et du troisième masques (132 et 134).

16. Calculateur optique selon l'une des revendications 14 à 15, caractérisé en ce que tous les masques (130, 132, 134) sont dans un même plan (136).

17. Calculateur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran (48) est propre à sommer l'éclairement reçu en chacun de ses points pour l'ensemble des positions distinctes du point d'émission (43).

18. Calculateur optique selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'écran est propre à intégrer l'éclairement reçu en chacun de ses points pendant la durée de la variation des positions du point d'émission le long de cette ligne.

19. Calculateur optique selon l'une des revendications 17 ou 18, caractérisé en ce que les moyens de lecture comprennent des moyens (64) propres à éliminer les composantes parasites des signaux correspondant à la conversion de l'énergie lumineu se frappant chaque point de l'écran.

20. Calculateur optique selon la revendication 19, caractérisé en ce que les moyens de lecture comprennent des moyens (62, 91) propres à balayer séquentiellement les points de l'écran et des moyens de filtrage (64, 92) pour éliminer la composante continue des signaux issus de ce balayage.

21. Calculateur optique selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour effectuer l'excitation des sources (101 et 102) en plusieurs étapes une première étape dans laquelle la première et la deuxième sources sont excitées par une première et une deuxième composantes en quadrature du signal complexe; une deuxième étape dans laquelle la première et la deuxième source sont excitées par des fonctions respectivement de la deuxième et de la première composante en quadrature du signal complexe; et en ce que les moyens de lecture sont propres à effectuer la lecture des éclairements respectifs de l'écran et le traitement des signaux respectifs à l'issue de ces première et deuxième étapes pour obtenir respectivement la composante réelle et la composante imaginaire de la transformée de

Fourier du signal à traiter.

22. Calculateur optique selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comprend un écran correcteur de gain associé à l'écran récepteur pour compenser des variations de gain des photodétecteurs.

23. Système de localisation en direction d'une antenne radioémettrice à partir de signaux en provenance de cette antenne et captés par une antenne radio-réceptrice, l'une de ces antenne (10, 12) au moins étant animée d'un mouvement périodique, effectif ou simulé, caractérisé en ce que le système comprend des moyens pour convertir lesdits signaux captés en un signal électrique variable dans le temps et un calculateur optique selon l'une des revendications 1 à 22 auquel est appliqué ledit signal électrique.

24. Système selon la revendication 23, caractérisé en ce que lesdits moyens de conversion des signaux captés par l'antenne sont des moyens de conversion linéaires.

25. Système selon la revendication 24 dans lequel le mouvement périodique d'antenne est un mouvement circulaire dans un plan, caractérisé en ce que la loi de transmission du masque (42) varie comme la loi de modulation desdits signaux en fonction de l'angle de gisement (e ) de ladite direction selon la première coordonnée et comme la loi de variation dudit signal en fonction d'un angle ( < p ( ) lié au site de la- dite direction selon une deuxième coordonnée.

26. Procédé de fabrication d'un masque pour calculateur optique selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé en ce qu'on fait tourner un masque circulaire (252) dont la transparence est sinusoldalement variable dans une direction de son plan et uniforme dans la direction perpendiculaire devant une source lumineuse (250) d'intensité constante, on dispose de l'autre côté du masque tournant un élément photosensible (256) propre à produire un signal électrique représentatif de l'éclairement reçu de la source à travers ledit masque et on balaye une ligne d'une plaque photographique (265) à l'aide d'un spot lumineux dont l'intensité est modulée par ledit signal électrique pendant au moins deux périodes de rotation du masque et en ce que, après avoir impressionné une première ligne (266) de ladite plaque photographique à partir d'une première position de l'élément photosensible, on impressionne une deuxième ligne de cette plaque (265) à partir d'une position radiale differente dudit élément photosensible par rapport à l'axe de rotation du masque.

27. Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce qu'on fait varier la distance desdites première et deuxième lignes comme l'arc sinus de la distance radiale Po des positions respectives de l'élément photosensible.