FR2623288A1 - Installation d'experimentation sur maquette, notamment pour mesure de retrodiffusion en bistatisme - Google Patents

Abstract

L'installation d'expérimentation 1 comprend un support de maquette 2 maintenu en un endroit déterminé à l'intérieur d'une chambre anéchode 5, et un récepteur 4 susceptible d'être mû sur des moyens de guidage 6 tout en étant automatiquement asservi en direction vers la maquette 2 quelle que soit la position du récepteur 4 sur son trajet. Utilisation notamment pour mesure de rétrodiffusion en bi-statisme.

Description

Installation d'expérimentation sur maquette, notamment pour mesure de rétrodiffusion en bi-statisme
La présente invention se rapporte à une installation d'expérimentation sur maquette, notamment pour mesure de rétrodiffusion en bi-statisme.

Les mesures de rétrodiffusion d'une maquette en bi-statisme, en particulier en hyperfréquence, consistent à utiliser, d'une part, un système illuminant la maquette, et d'autre part, un système récepteur, déporté angulairement par rapport au système illuminateur et captant les ondes rétrodiffusées par la maquette. A l'inverse, en mode monostatique, les systèmes illuminateurs et récepteurs peuvent être considérés comme confondus.

Jusqu'à présent, les expérimentations "bi-statiques" sur maquettes se font à l'air libre, et l'illumination et la réception sont réalisées selon les critères habituels de champs lointains. La réception en bi-statique est effectuée à partir d'une antenne se déplaçant sur un secteur circulaire dont le centre se situe au niveau de la maquette.

Ces mesures à l'air libre nécessitent de grands espaces de mesure qui varient suivant la dimension de la maquette et la fréquence utilisée. A titre indicatif, une distance de 1000 m est nécessaire pour une cible de 10 m environ à une fréquence de l GHz environ. Pour éviter les échos de sol, il est nécessaire d'utiliser un équipement soutenant la maquette à une hauteur convenable. I1 résulte de tout cela des difficultés considérables pour les expérimentateurs, notamment pour trouver un lieu approprié. D'autre part, les mesures sont sujettes aux intempéries, ou autres perturbations atmosphériques et peuvent donc être perturbées.

Il serait souhaitable de pouvoir effectuer des mesures en bi-statique en chambre anéchoide. Mais les mesures classiques, pratiquées actuellement, nécessitent, d'une manière générale, de déplacer soit la maquette, soit de changer le système de réception entre chaque mesure. Ces opérations de manutention sont délicates à effectuer dans une chambre anéchoide dont les parois sont recouvertes d'absorbant.

En effet, la maquette peut être, par exemple, suspendue à environ 6 m de hauteur et la porte de la chambre est très difficile à manoeuvrer. De plus, les conditions de manipulation en chambre anéchoide sont peu agréables et toute intervention humaine risque d'endommager les absorbants de la chambre.

La présente invention remédie à ces inconvénients en proposant un dispositif de réception mû automatiquement dans la chambre et asservi en direction de la maquette, celle-ci étant maintenue sur un support placé en un endroit déterminé de la chambre.

La présente invention a pour but d'éviter toute manipulation humaine pendant la série de mesures grâce à l'installation de ce dispositif de réception asservi.

La présente invention a résolu, de plus, le problème consistant à ne pas perturber le caractère anéchoide de la chambre par l'installation d'un tel dispositif.

Un autre but de l'invention consiste à s'affranchir des inconvénients occasionnés par des mesures en champ rapproché en recréant des conditions analogues à celles d'un champ lointain.

La présente invention a donc pour objet une installation d'expérimentation sur maquette, notamment dans un but de mesure en rétrodiffusion en bi-statisme, en particulier en hyperfréquence, comprenant un support de maquette disposé dans un plan sensiblement horizontal contenant l'axe d'illumination, ou plan équatorial, et un support de récepteur comportant un récepteur orienté vers la maquette, caractérisée en ce que le support de maquette est maintenu en un endroit déterminé à l'intérieur d'une chambre anéchoide, en ce que le support de récepteur comprend, outre le récepteur, d'une part, des moyens de guidage montés sur au moins une paroi de la chambre pour matérialiser un trajet prédéterminé à l'intérieur de celle-ci, trajet dont une partie au moins se situe sensiblement dans le plan équatorial, d'autre part, des moyens moteurs susceptibles de déplacer ledit récepteur sur lesdits moyens de guidage, et en ce que le récepteur est automatiquement asservi en direction vers la maquette, quelle que soit la position du récepteur sur le trajet.

Avantageusement, le support de récepteur respecte quasitotalement la disposition des éléments absorbants de la chambre anéchoide.

Ainsi, les moyens de guidage peuvent être enfouis dans le matériau absorbant recouvrant la(les) paroi(s) sur laquelle (lesquelles) ils sont fixés, et le récepteur comporte de préférence un bouclier absorbant fixé de manière à ne pas perturber le caractère anéchoide de la chambre.

De préférence, une partie au moins des moyens moteurs est située sur les moyens de guidage, notamment constitués d'au moins un rail rectiligne.

Avantageusement, les moyens moteurs comprennent, d'une part, une courroie reliée au récepteur et guidée en translation sur le rail rectiligne, d'autre part, un moteur d'entraine- ment de cette courroie susceptible d'évaluer le déplacement du récepteur sur le rail, afin de déterminer la position du récepteur par rapport à la maquette.

Les moyens de guidage sont de préférence constitués d'au moins une paire de rails rectilignes parallèles fixés sur au moins une paroi latérale de la chambre, l'un des rails pouvant constituer un guide pour la courroie, l'autre rail pous nt constituer un guide pour un moyen d'alimentation, notamment un câble, du récepteur, et le récepteur peut comporter à son extrémité opposée à celle orientée vers la maquette, des moyens de liaison, notamment des galets, coopérant avec lesdits rails, de façon que l'extrémité du récepteur orientée vers la maquette soit constamment sensiblement située dans le plan équatorial.

Dans un mode préféré de réalisation, le récepteur comprend, d'une part, un châssis guidé à l'une de ses extrémités sur les moyens de guidage et entralné par les moyens moteurs, d'autre part, une antenne réceptrice, notamment un cornet, fixée sur l'extrémité du châssis opposée à celle liée aux moyens de guidage, antenne réceptrice susceptible d'être mue en rotation sensiblement dans le plan équatorial par un organe de commande lié au récepteur de façon à être asservie en direction vers la maquette.

L'installation selon l'invention peut comprendre en outre des moyens d'illumination de la maquette, et des moyens de traitement des données provenant des moyens d'illumination, du support de maquette et du support de récepteur, ces moyens de traitement permettant d'effectuer une mesure en bi-statisme en chambre anéchoide. Les moyens de traitement opèrent avantageusement à l'aide de mesures effectuées séparément, de préférence préalablement, en mode monostatique.

Dans un mode préféré de réalisation de l'installation selon l'invention, les moyens de guidage peuvent être constitués de deux paires de rails parallèles, l'une des paires de rails étant située sensiblement dans le plan équatorial et l'autre étant située dans un plan parallèle au plan équatorial proche du plafond de la chambre.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention appa raîtront à l'examen de la description détaillée ci-après et des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique en perspective avec parties arrachées d'un mode de réalisation de l'installation selon l'invention; - la figure 2 est une vue en élévation montrant une partie du support de récepteur de l'installation de la figure 1; - la figure 3 est une vue de dessus montrant une partie du support de récepteur de l'installation de la figure 1 dans plusieurs positions de mesure; - la figure 4 est une vue de dessus détaillée du récepteur de l'installation de la figure 1 dans plusieurs positions de mesure, et, - la figure 5 est la coupe suivant la ligne V-V de la figure 4, le récepteur étant dans une position de mesure particulière.

Les dessins comportant pour l'essentiel des éléments de caractère certain pourront non seulement servir à mieux faire comprendre la description détaillée ci-après, mais aussi contribuer le cas échéant à la définition de l'invention.

Si l'on se réfère à la figure 1, on voit que l'on a désigné par 1 dans son ensemble un mode de réalisation de l'installation selon l'invention. Cette installation 1 comprend une chambre anéchoide 5 dont les parois sont recouvertes d'éléments absorbants 5a, qui peuvent être, par exemple, des absorbants pyramidaux. Cette chambre anéchoide 5 comprend des moyens d'illumination 30. Ces moyens sont constitués d'une source S et de deux miroirs paraboliques 40 et 41 focalisant les ondes émises par la source S de façon à les renvoyer suivant un axe d'illumination I parallèle à un grand côté de la chambre 5. Un plan P horizontal et contenant l'axe d'illumination I sera désigné dans la suite par le terme de "plan équatorial". Ce système de miroirs 40 et 41 permet de simuler les conditions d'une émission en champ lointain.Un tel système est disponible auprès de la Société irlandaise MARCH MICROWAVES SYSTEM BV. Cependant on aurait pu tout aussi bien n'utiliser qu'un seul miroir cylindroparabolique du type de ceux disponibles auprès de la Société américaine SCIENTIFIC ATLANTA.

En un point du plan équatorial P, approximativement au milieu de la chambre 5, est placé un support de maquette pour une maquette 2 propre à subir les mesures en bi-statisme.

Ce support peut être une colonne de mousse, un support profilé, ou bien un support du type de celui décrit dans la demande de brevet français nO 87 10921 au nom de la Demanderesse, ou encore tout support standard. Bien que le support soit placé en un endroit déterminé de la chambre, on peut faire varier l'attitude de la maquette 2 sur son support.

Sur une paroi verticale parallèle à l'axe d'illumination
I est situé un support de récepteur 3 comprenant un récepteur 4 destiné à capter les ondes rétrodiffusées par la maquette 2. Le support récepteur 3 comprend, en outre, des moyens de guidage 6 du récepteur 4 ainsi que des moyens moteurs de ce récepteur non représentés sur cette figure. Une partie des moyens de guidage 6 se situe dans le plan P alors qu'une autre partie des moyens de guidage se situe dans un plan
P1, parallèle au plan P, situé dans une zone proche du plafond de la chambre 5.

On va décrire maintenant ci-après plus en détail, en se référant aux figures 2 à 5, le support récepteur 3 de la figure 1.

Les moyens de guidage 6 sont constitués d'une paire de rails 6a, 6b fixés sur une paroi verticale de chambre 5 et enfouis dans les éléments absorbants 5a, de telle sorte que le plan équatorial P se situe à égale distance des deux rails 6a et 6b. Le récepteur 4 est guidé sur ces rails 6a et 6b et est entraîné par des moyens moteurs 7.

Ces moyens moteurs 7 sont constitués d'une part, d'une courroie crantée 12 guidée sur le rail supérieur 6a dans un logement longitudinal 19 de celui-ci et d'autre parut, d'un moteur d'entraînement 13 de cette courroie 12 placé à l'extérieur de la chambre sur une paroi adjacente à celle sur laquelle sont fixés les rails 6a et 6b et équipée d'un système permettant d'évaluer le déplacement d'un point de la courroie 12 afin d'évaluer la position du récepteur 4 par rapport à la maquette 2. Sur la paroi verticale opposée à celle sur laquelle est fixé le moteur 13 est fixé un galet tendeur 20 permettant de régler la tension de la courroie 12.

La courroie 12 s'enroule donc sur une poulie liée au moteur 13 puis circule dans un sens dans le logement 19 du rail 6a, s'enroule sur le galet 20 et revient dans l'autre sens dans le logement 19 vers le moteur 13.

Le rail inférieur 6b est également pourvu d'un logement longitudinal 21 dans lequel circule un câble d'alimentation 14 du récepteur 4. Ce câble d'alimentation 14 est enroulé sur une réserve 22 fixée à l'extérieur de la chambre sur la même paroi que celle sur laquelle est fixé le moteur d'entraînement 13.

Le récepteur 4 comporte un châssis 16 guidé à une de ses extrémités sur les rails 6a et 6b. Le châssis 16 est constitué de deux panneaux trapézoïdaux 22a, 22b, reliés entre eux par leurs petites bases au moyen d'une plate-forme 23.

Les grandes bases de chacun des deux panneaux 22a, 22b sont guidées respectivement sur chacun des deux rails 6a, 6b.

A cet effet, les grandes bases respectives de chacun des deux panneaux trapézoldaux sont équipées de supports pour des galets 15 situés sur le côté supérieur et inférieur du rail correspondant. Dans l'exemple de réalisation cidessus décrit, chaque rail est enserré par quatre galets supérieurs et quatre galets inférieurs. Ces galets 15 constituent les moyens de liaison du récepteur 4 avec les moyens de guidage 6. La grande base de chacun des panneaux trapé zoidaux 22a et 22b est en contact avec la courroie crantée 12 et est entraînée par cette dernière. Ainsi fixé sur les rails 6, le châssis 16 est orienté d'équerre par rapport à la paroi verticale sur laquelle sont montés les rails, vers l'intérieur de la chambre 5.

Sur la plate-forme 23 est fixé un plateau tournant 24 susceptible d'être mû en rotation autour d'un axe vertical perpendiculaire au plan équatorial P. Ce plateau 24 est entraîné en rotation par un moteur 18 asservi sur le déplacement du récepteur 4 le long des rails et donc asservi sur la position du support de maquette 2. Sur ce plateau tournant 24 est fixé un cornet 17 de façon que son axe principal soit contenu dans le plan équatorial P. Le câble d'alimentation 14 court, à sa sortie du logement 21, le long d'un des panneaux trapézoidaux de façon à alimenter le moteur 18 et le cornet 17. Ce cornet 17 comporte également un bouclier 10 fixé de façon coaxiale sur la face extérieure du cornet 17 et muni d'une couche d'éléments absorbants 10a.Le bouclier 10 est monté de telle façon que l'extrémité du cornet susceptible de capter les ondes rétrodiffusées par le support de maquette 2 affleure légèrement sous la surface libre des éléments absorbants 10a.

I1 est bien entendu que l'organe recevant les ondes rétrodiffusées par la maquette n'est pas limité à un cornet et que toute antenne réceptrice convient. De même, la fixation particulière du bouclier 10 sur le cornet n'est pas limitative.

Toute fixation de bouclier 10, couvrant les parties structurales du récepteur qui émergent des éléments absorbants 5a de la chambre, convient, ainsi que, de façon générale, toute fixation ne perturbant pas le caractère anéchoîde de la chambre.

La longueur des rails 6 est telle que l'angle entre le support de maquette 2 et chaque extrémité des rails 6 est compris entre un angle t'égal à 250 et égal à 1450. Cependant, les mesures effectuées dans le plan équatorial P de la chambre imposent un angle bistatique minimum g de 400 environ.

Cette valeur est imposée par la nécessité de ne pas perturber le champ incident par le système récepteur. Pour les angles de bi-statisme faible, la seule possibilité consiste à disposer le récepteur 4 au voisinage du plafond. Le plan de mesure est alors différent du précédent. C'est pourquoi la paroi verticale sur laquelle est fixée la paire de rails 6a et 6b est également équipée d'une paire de rails supplémentaire rectiligne 6c, 6d située dans une zone proche du plafond de la chambre, par exemple à 11 m de hauteur. Cette paire de rails 6c,6d est rigoureusement identique à celle constituée par les rails 6a et 6b et est susceptible de recevoir un récepteur 4 identique à celui décrit précédemment. Les mesures de bistatisme peuvent donc être effectuées continûment entre un angle compris entre 250 et 1450.

Afin d'effectuer ces mesures en bi-statisme, des moyens de traitement 31 sont associés à ce dispositif de mesure.

Cependant, puisque la distance entre la maquette et le récepteur 4 est courte, on se trouve dans les conditions de réception en champ proche. I1 est donc nécessaire que les moyens de traitement 31 transforment les conditions de ré ception en champ propre en conditions de réception en champ lointain. Un tel traitement est décrit dans l'article de B.J.

Cown, C.E. Ryan, Jr., and J.J.H. Wang-" Potential Near-Field
Measurement Techniques for Determining Near-Zone and Far-Zone
Bistatic RCS" (EMED/ECSL/GTRI, Georgia Tech, Atlanta, Georgia 30332).

Le fonctionnement d'une telle installation est décrit ciaprès. Suivant la valeur de l'angle de bi-statisme désiré, on déplace automatiquement le récepteur 4 dans la position voulue. Le moteur d'entraînement 13 de la courroie évalue le déplacement du récepteur par rapport à un point fixe, par exemple la paroi adjacente verticale sur laquelle il est fixé, et transmet cette information aux moyens de traitement 31 et au moteur d'entrainement 18 du cornet 17, ce dernier étant orienté automatiquement en direction de la maquette 2. Suivant la valeur de l'angle désirée, on choisit, soit d'utiliser les rails 6a à 6b, ou les rails 6c, 6d.

Les données relatives à la mesure sont transmises aux moyens de traitement 31. Ceux-ci opèrent à l'aide de mesures effectuées préalablement sur la maquette 2 en mode monostatique.

L'invention peut admettre des variantes, notamment les suivantes - modification des longueurs des rails de guidage en fonction de la géométrie de la chambre et du système d'illumination choisi; - possibilité d'effectuer les mesures sur la maquette en mode monostatique postérieurement aux mesures en mode bistatique.

Bien entendu, certains des moyens décrits ci-avant peuvent être omis dans des variantes où ils ne servent pas; notamment la chambre anécholde peut n'être équipée que d'une seule paire de rails situés dans le plan P, si l'on ne souhaite pas effectuer des mesures avec un angle bi-statique faible.

Claims (11)

Revendications

1.- Installation d'expérimentation (1sur maquette, notamment dans un but de mesure en rétrodif fusion en bi-statisme, en particulier en hyperfréquence, comprenant un support de maquette (2) disposé dans un plan sensiblement horizontal contenant l'axe d'illumination, ou plan équatorial (P), et un support de récepteur (3) comportant un récepteur (4) orienté vers la maquette (2), caractérisée en ce que le support de maquette (2) est maintenu en un endroit déterminé à l'intérieur d'une chambre anéchoide (5), en ce que le support de récepteur (3) comprend, outre le récepteur (4), d'une part, des moyens de guidage (6) montés sur au moins une-paroi de la chambre (5) pour matérialiser un trajet prédéterminé à l'intérieur de celle-ci, trajet dont une partie au moins se situe sensiblement dans le plan équatorial (P), d'autre part, des moyens moteurs (7) susceptibles de déplacer ledit récepteur (4) sur lesdits moyens de guidage, et en ce que le récepteur (4) est automatiquement asservi en direction vers la maquette (2), quelle que soit la position du récepteur (4) sur le trajet.

2.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support de récepteur (3) respecte quasi-totalement la disposition des éléments absorbants (5a) de la chambre anéchoide (5).

3.- Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de guidage (6) sont enfouis dans le matériau absorbant recouvrant la(les) paroi(s) sur laquelle (lesquelles) ils sont fixés et en ce que le récepteur (4) comporte un bouclier absorbant (10) fixé de manière à ne pas perturber le caractère anéchoide de la chambre.

4.- Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'une partie (12) au moins des moyens moteurs (7) est située sur les moyens de guidage.

5.- Installation selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que les moyens de guidage sont constitués d'au moins un rail rectiligne (6a).

6.- Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens moteurs (7) comprennent, d'une part, une courroie (12) reliée au récepteur (4) et guidée en translation sur ie rail rectiligne (6a), d'autre part1 un moteur d'entraînement (13) de cette courroie (12) susceptible d'évaluer le déplacement du récepteur (4) sur le rail, afin de déterminer la position du récepteur (4) par rapport à la maquette (2).

7.- Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens de guidage sont constitués d'au moins une paire de rails rectilignes (6a,6b) parallèles fixés sur au moins une paroi latérale de la chambre, l'un (6a) des rails constituant un guide pour la courroie (12), l'autre rail (6b) constituant un guide pour un moyen d'alimentation (14), notamment un câble, du récepteur (4), et en ce que le récepteur (4) comporte, à son extrémité opposée à celle orientée vers la maquette (2), des moyens de liaison (15), notamment des galets, coopérant avec lesdits rails (6a,6b) de façon que l'extrémité du récepteur (4) orientée vers la maquette (2) soit constamment sensiblement située dans le plan équatorial (P).

8.- Installation selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que le récepteur (4) comprend d'une part un châssis (16) guidé à l'une de ses extrémités sur les moyens de guidage (6) et entralné par les moyens moteurs (7), d'autre part une antenne réceptrice (17) notamment un cornet, fixée sur l'extrémité du châssis (16) opposée à celle liée aux moyens de guidage (6), antenne réceptrice susceptible d'être mue en rotation sensiblement dans le plan équatorial (P) par un organe de commande (18) lié au récepteur (4) de façon à être asservie en direction vers la maquette (2).

9.- Installation selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens d'illumination (30) de la maquette (2) et des moyens de traitement (31) des données provenant des moyens d'illumination (30), du support de maquette (2) et du support de récepteur (3), ces moyens de traitement (31) permettant d'effectuer une mesure en bi-statisme en chambre anéchoïde.

10.- Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens de guidage (6) comprennent deux paires de rails parallèles (6a,6b,6c,6d), l'une des paires de rails (6a,6b) étant située sensiblement dans le plan équatorial (P) et l'autre (6c,6d) étant située dans un plan parallèle (P1) proche du plafond de la chambre anéchoïde (5).

11. - Installation selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisée en ce que les moyens de traitement opèrent à l'aide de mesures effectuées séparément en mode monostatique.