FR2640758A1

FR2640758A1 - Radio direction finder, particularly for short-duration pulsed UHF transmission, using a single receiving channel with a large dynamic range and with digital processing of the signal

Info

Publication number: FR2640758A1
Application number: FR8816719A
Authority: FR
Inventors: Francis Chaminadas; Andre Carsenat
Original assignee: ASSISTANCE TECH ETU REALISAT E
Current assignee: ASSISTANCE TECH ETU REALISAT E
Priority date: 1988-12-19
Filing date: 1988-12-19
Publication date: 1990-06-22
Anticipated expiration: 2008-12-19
Also published as: FR2640758B1

Abstract

The radio direction finder is characterized in that it comprises: a central antenna 5; several peripheral antennae 1 to 4; means 10 to 12 for adding into one signal the sum of signals received by the peripheral antennae; means 14, 15, 17, 19, 20 for shifting the phase of the signal and a signal s5 received by the central antenna and for adding them into a resultant signal; a receiver for delivering, from the resultant signal, a received field signal; a processor configured to control the means shifting the phase between 0 and 360 DEG and to memorise the corresponding values of the received field signal; to calculate a minimum of this signal and, from this minimum, the angle made between the direction of the signal received by the antennae and a fixed reference line. Application to homing by radio at sea.

Description

L'invention est relative a un radiogoniomètre, notamment pour émission U.H.F. pulsée de courte durée, utilisant une voie de réception unique a grande dynamique et a traitement numérique du signal. The invention relates to a direction finder, in particular for U.H.F. emission. short-time pulsed, using a single reception channel with high dynamic range and digital signal processing.

On connaît un radiogoniomètre utilisant quatre antennes réceptrices groupées selon deux paires connectées en opposition de phase, et une antenne séparée de lever de doute en vue de distinguer les deux demi-portions de l'espace plan. We know a direction finder using four receiving antennas grouped in two pairs connected in phase opposition, and a separate antenna to raise doubts in order to distinguish the two half-portions of the planar space.

Le traitement des signaux reçus par les deux paires d'antennes et par l'antenne de lever de doute suppose l'utilisation de trois récepteurs respectifs.The processing of the signals received by the two pairs of antennas and by the antenna to dispel doubt supposes the use of three respective receivers.

Un probleme posé par ce radiogoniomètre résulte de l'emploi de plusieurs récepteurs. Compte tenu des tolérances de fabrication des récepteurs, il existe toujours en pratique un déphasage différentiel entre deux récepteurs issus d'un même lot de fabrication. De plus, ce déphasage différentiel varie en fonction de la température ambiante et du niveau des signaux traités, de sorte qu'il'est très difficile d'effectuer une correction pour compenser ce déphasage. Ce problème conduit à utiliser des récepteurs très sophistiqués et motteux. A problem posed by this direction finder results from the use of several receivers. Given the manufacturing tolerances of the receivers, there is always in practice a differential phase shift between two receivers from the same manufacturing batch. In addition, this differential phase shift varies as a function of the ambient temperature and the level of the signals processed, so that it is very difficult to make a correction to compensate for this phase shift. This problem leads to the use of very sophisticated and clumpy receivers.

L'invention vise donc à proposer un radiogoniometre ne nécessitant pas l'emploi de plusieurs récepteurs disposés sur des voies parallèles. The invention therefore aims to provide a direction finder that does not require the use of several receivers arranged on parallel channels.

Selon l'invention, le radiogoniomètre comprend une antenne réceptrice centrale; une pluralité d'antennes réceptrices périphériques réparties autour de l'antenne centrale; un premier additionneur agencé pour additionner en un signal somme S des signaux électriques reçus par les antennes réceptrices périphériques en réponse à un signal de longueur d'onde semis par une antenne émettrice éloignée; un déphaseur agencé pour produire un déphasage (} entre ledit signal somme
S et un signal sg reçu par l'antenne réceptrice centrale; un second additionneur agencé pour additionner en un signal résultant R le signal somme S et le signal sg de l'antenne réceptrice centrale après déphasage; un récepteur agencé pour traiter le signal résultant R et délivrer un signal de champ reçu; un processeur, relié à une sortie du récepteur par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique/numérique, et agencé pour : commander le déphaseur de façon que celui-ci produise au moins un cycle de déphasage dans lequel le déphasage ç varie de O à 3600; mémoriser l'ensemble des valeurs de l'amplitude du signal de champ reçu durant ledit cycle de déphasage; calculer un minimum (m) de l'amplitude du signal de champ reçu durant ledit cycle de déphasage; et calculer, à partir dudit minimum m, un angle & que fait la direction du signal reçu par les antennes réceptrices par rapport à une ligne de référence fixe.According to the invention, the direction finder comprises a central receiving antenna; a plurality of peripheral receiving antennas distributed around the central antenna; a first adder arranged to add in a sum signal S electrical signals received by the peripheral receiving antennas in response to a wavelength signal sown by a distant transmitting antenna; a phase shifter arranged to produce a phase shift (} between said sum signal
S and a signal sg received by the central receiving antenna; a second adder arranged to add into a resulting signal R the sum signal S and the signal sg of the central receiving antenna after phase shift; a receiver arranged to process the resulting signal R and output a received field signal; a processor, connected to an output of the receiver via an analog / digital converter, and arranged to: control the phase shifter so that it produces at least one phase shift cycle in which the phase shift ç varies from O to 3600; memorizing all the values of the amplitude of the field signal received during said phase shift cycle; calculating a minimum (m) of the amplitude of the field signal received during said phase shift cycle; and calculating, from said minimum m, an angle que made by the direction of the signal received by the receiving antennas with respect to a fixed reference line.

Avantageusement, le radiogoniomètre comprend un nombre (n) d'antennes réceptrices périphériques disposées sur un cercle de façon à être décalées angulairement les unes par rapport aux autres d'une valeur égale à 3600, ladite antenne réceptrice centrale étant disposée au centre du cercle, un second déphaseur étant prévu en amont dudit premier additionneur pour déphaser chacun des signaux sl à sn reçus par les antennes réceptrices périphériques d'une valeur égale à 3600 n par rapport au précédent. n
Avantageusement le diamètre dudit cercle présente une longueur 1 sensiblement égale à 0,4 fois la longueur d'onde A du signal émis par l'antenne émettrice.Advantageously, the direction finder comprises a number (n) of peripheral receiving antennas arranged on a circle so as to be angularly offset with respect to each other by a value equal to 3600, said central receiving antenna being placed in the center of the circle, a second phase shifter being provided upstream of said first adder for phase shifting each of the signals sl to sn received by the peripheral receiving antennas by a value equal to 3600 n relative to the previous one. not
Advantageously, the diameter of said circle has a length 1 substantially equal to 0.4 times the wavelength A of the signal transmitted by the transmitting antenna.

Avantageusement, le radiogoniomètre comprend un détecteur de crête agencé pour détecter la valeur de crete du signal de champ reçu durant un cycle de déphasage, ledit convertisseur analogique/numérique étant agence pour ajuster sa sensibilité en fonction de ladite valeur de crête. Advantageously, the direction finder comprises a peak detector arranged to detect the peak value of the field signal received during a phase shift cycle, said analog / digital converter being arranged to adjust its sensitivity as a function of said peak value.

Avantageusement, le radiogoniomètre com- prend un atténuateur disposé entre le second additionneur et le récepteur et un filtre passe-bas disposé entre le récepteur et le convertisseur analogique/numérique, le processeur étant agencé pour commander l'atténuateur et le filtre passe-bas en fonction d'une valeur de référence égale au maximum d1ampli- tude que le récepteur est susceptible de délivrer. Advantageously, the direction finder comprises an attenuator arranged between the second adder and the receiver and a low-pass filter disposed between the receiver and the analog / digital converter, the processor being arranged to control the attenuator and the low-pass filter. function of a reference value equal to the maximum amplitude that the receiver is capable of delivering.

Avantageusement, le radiogoniomètre comprend un second atténuateur disposé entre les premier et second additionneurs, le processeur étant agencé pour activer ledit second atténuateur jusqu'à ce qu'il ait identifié ladite antenne émettrice. Advantageously, the direction finder comprises a second attenuator disposed between the first and second adders, the processor being arranged to activate said second attenuator until it has identified said transmitting antenna.

Avantageusement, le processeur est agencé pour : effectuer, pour chacune desdites valeurs mémorisées de l'amplitude du signal de champ reçu, une somme de plusieurs valeurs situées autour de cette valeur; sélectionner la valeur autour de laquelle ladite somme est minimale, qui constitue un minimum estimé me ; effectuer une somme 21 de plusieurs valeurs situées près et en-dessous du minimum estimé me, une somme 2 de plusieurs valeurs situées près et au-dessus du minimum estimé met et calculer la différence Atde ces sommes; calculer de la même façon d'autres différences de sommes autour de plusieurs autres valeurs situées autour du minimum estimé me ; et sélectionner la valeur autour de laquelle la différence des sommes 2 i est minimale, qui constitue ledit minimum m. Advantageously, the processor is arranged to: perform, for each of said stored values of the amplitude of the received field signal, a sum of several values located around this value; select the value around which said sum is minimum, which constitutes a minimum estimated me; make a sum 21 of several values located near and below the estimated minimum me, a sum 2 of several values located near and above the estimated minimum puts and calculate the difference Atde these sums; similarly calculate other differences of sums around several other values located around the minimum estimated me; and select the value around which the difference of the sums 2 i is minimum, which constitutes said minimum m.

Avantageusement, le processeur est agencé pour fournir une succession de tops d'horloge à un compteur délivrant le rang de chaque top d'horloge reçu à un convertisseur numérique/analogique; il est prévu deux déphaseurs identiques agencés pour déphaser respectivement le signal somme S et le signal ss de l'antenne réceptrice centrale; et le convertisseur numérique/analogique est agencé pour commander lesdits déphaseurs de façon que l'un produise une succession de cycles de déphasage dans lesquels le déphasage varie de O à 1800 pendant que l'autre produit une succession de cycles de déphasage dans lesquels le déphasage varie de 1800 å 0. Advantageously, the processor is arranged to supply a succession of clock ticks to a counter delivering the rank of each clock tick received to a digital / analog converter; two identical phase-shifters are provided, arranged to phase-shift the sum signal S and the signal ss of the central receiving antenna, respectively; and the digital / analog converter is arranged to control said phase shifters so that one produces a succession of phase shift cycles in which the phase shift varies from 0 to 1800 while the other produces a succession of phase shift cycles in which the phase shift varies from 1800 to 0.

Avantageusement le compteur est agencé pour fonctionner alternativement en mode "compteur" durant un cycle de déphasage et en mode compteur durant le cycle suivant. Advantageously, the counter is designed to operate alternately in "counter" mode during a phase shift cycle and in counter mode during the following cycle.

D'autres détails et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description suivante d'une forme de réalisation préférée mais non limitative, en regard des dessins annexés, sur lesquels
La figure 1 est une vue de dessus du support d'antennes
La figure 2 est une représentation vectorielle des signaux fournis par les antennes réceptrices
La figure 3 représente la courbe de l'amplitude du signal résultant en fonction du déphasage fictif
La figure 4 est un schéma-bloc du convertisseur phase-amplitude;
La figure 5 est un schéma-bloc du circuit de traitement du signal d'amplitude; et
La figure 6 est un schéma électrique d'une forme de réalisation préférée du déphaseur.Other details and advantages of the invention will appear during the following description of a preferred but non-limiting embodiment, with reference to the appended drawings, in which
Figure 1 is a top view of the antenna support
FIG. 2 is a vector representation of the signals supplied by the receiving antennas
FIG. 3 represents the curve of the amplitude of the resulting signal as a function of the fictitious phase shift
Figure 4 is a block diagram of the phase-amplitude converter;
Figure 5 is a block diagram of the amplitude signal processing circuit; and
Figure 6 is an electrical diagram of a preferred embodiment of the phase shifter.

Le support d'antennes 6 représenté sur la figure 1 porte cinq antennes réceptrices 1 à 5 disposées en saillie perpendiculairement à une surface plane du support d'antennes 6. Quatre antennes 1 à 4 sont disposées aux quatre coins d'un carré, tandis que la cinquième 5 est disposée en son centre. The antenna support 6 shown in FIG. 1 carries five receiving antennas 1 to 5 arranged projecting perpendicularly to a plane surface of the antenna support 6. Four antennas 1 to 4 are arranged at the four corners of a square, while the fifth 5 is arranged in its center.

Le support d'antennes 6 est monté notamment sur un bateau dont l'équipage cherche a se rapprocher d' une antenne fixe 8, montée par exemple sur une bouée en mer. The antenna support 6 is mounted in particular on a boat whose crew seeks to approach a fixed antenna 8, mounted for example on a buoy at sea.

Cette antenne, de constitution semblable aux précédentes, est destinée a émettre de façon discontinue un signal radioélectrique, dans le présent exemple un signal UHF de fréquence égale à environ 400 MHz, modulé en phase. This antenna, similar in structure to the previous ones, is intended to transmit a radio signal in a discontinuous manner, in the present example a UHF signal of frequency equal to approximately 400 MHz, phase modulated.

Le problème consiste à mesurer, à différents intervalles de temps, l'angle < que fait la direction du signal reçu par les antennes réceptrices par rapport à une ligne de référence fixe 9 définie sur le support d'antennes réceptrices 6. On définit le déphasage # entre le signal sg aux bornes de l'antenne réceptrice 5, et le signal
S égal à la somme des signaux s1 à s4 aux bornes des antennes réceptrices 1 à 4.A condition de déphaser les quatre signaux s1 à s4 de façon que chacun d'eux présente un déphasage de 900 par rapport au précédent, on montre qu'il existe la relation suivante entre les angles et T :
tg y = sin(Ksinα ) K : constante
sin (Kcos ) ce qui correspond en pratique à la relation suivante :
La demanderesse a découvert que l'amplitude du signal somme S pouvait être rendue indépendante de l'angle i , à condition que la longueur 1 de la diagonale du carré, aux quatre coins duquel sont disposées les antennes réceptrices 1 à 4 (figure 1), ait une valeur bien définie.The problem consists in measuring, at different time intervals, the angle <made by the direction of the signal received by the receiving antennas with respect to a fixed reference line 9 defined on the support of receiving antennas 6. The phase shift is defined # between the signal sg at the terminals of the receiving antenna 5, and the signal
S equal to the sum of the signals s1 to s4 at the terminals of the receiving antennas 1 to 4. Provided that the four signals s1 to s4 are out of phase so that each of them has a phase shift of 900 compared to the previous one, we show that there is the following relationship between angles and T:
tg y = sin (Ksin α) K: constant
sin (Kcos) which corresponds in practice to the following relation:
The Applicant has discovered that the amplitude of the sum signal S can be made independent of the angle i, provided that the length 1 of the diagonal of the square, at the four corners of which the receiving antennas 1 to 4 are arranged (FIG. 1) , has a well-defined value.

Des essais ont permis de calculer cette valeur comme suit 1 = 0,385A (s = longueur d'onde du signal émis par l'antenne émettrice 8).Tests have enabled this value to be calculated as follows 1 = 0.385A (s = wavelength of the signal transmitted by the transmitting antenna 8).

Par ailleurs, l'amplitude du signal sg est indépendante de l'angle i : les antennes réceptrices sont telles que cette amplitude est sensiblement égale à celle du signal somme S. Dans ces conditions, le signal résultant R, égal à la somme des deux signaux sg et S et représente sur la figure 2, est seulement fonction du déphasage # existant entre ces signaux. En ajoutant au déphasage naturel # entre les signaux sg et S un déphasage fictif # , on obtient un signal résultant R. La courbe représentant l'amplitude du signal résultant R en fonction de ê est dessinée sur la figure 3 : elle présente des maximums M relativement plats alternant avec des minimums m relativement pointus.A chaque minimum, la relation suivante est vérifiée : 'p = Fim = valeur de E au point m)
En effet, les signaux sg et S sont alors en opposition de phase. La valeur du déphase f que l'on recherche se déduit aisément
Du fait que l'amplitude du signal sg de l'antenne centrale 5 est sensiblement égale à celle du signal somme S, le minimum m sera voisin de zéro et donc plus facile à détecter.Furthermore, the amplitude of the signal sg is independent of the angle i: the receiving antennas are such that this amplitude is substantially equal to that of the sum signal S. Under these conditions, the resulting signal R, equal to the sum of the two signals sg and S and represents in FIG. 2, is only a function of the phase shift # existing between these signals. By adding to the natural phase shift # between the signals sg and S a fictitious phase shift #, one obtains a resulting signal R. The curve representing the amplitude of the resulting signal R as a function of ê is drawn in FIG. 3: it presents maximums M relatively flat alternating with relatively sharp minimums m. At each minimum, the following relation is verified: 'p = Fim = value of E at point m)
Indeed, the signals sg and S are then in phase opposition. The value of the phase f that we are looking for is easily deduced
Because the amplitude of the signal sg of the central antenna 5 is substantially equal to that of the sum signal S, the minimum m will be close to zero and therefore easier to detect.

On peut ainsi réaliser un convertisseur permettant de transformer le déphasage ç en une amplitude du signal résultant R, représenté par un schéma-bloc sur la figure 4. On distingue deux voies de mesure, à savoir la voie
A représentée par les antennes 1 à 4, et la voie B représentée par l'antenne 5. En ce qui concerne la voie A, les antennes réceptrices 1 et 2 sont reliées à l'entrée d'un additionneur 10 agencé pour déphaser le signal s2 de l'antenne 2 de 900 par rapport au signal sl de l'antenne 1. Les antennes réceptrices 3 et 4 sont reliées à un additionneur identique 11 déphasant le signal de l'antenne 4 de 900 par rapport au signal de l'antenne 3.Enfin, les sorties des additionneurs 10 et Il sont reliées, par des liaisons respectives 27 et 28, à un troi siège additionneur 12 dephasant le signal de l'additionneur 11 de 900 par rapport à celui de l'additionneur 10. En outre, la longueur de la liaison 28 est supérieure à celle de la liaison 27 dans une mesure telle que le signal de l'additionneur 11 présente un déphasage supplémentaire de 900 par rapport au signal de l'additionneur 10.It is thus possible to produce a converter making it possible to transform the phase shift ç into an amplitude of the resulting signal R, represented by a block diagram in FIG. 4. There are two measurement channels, namely the channel
A represented by the antennas 1 to 4, and the channel B represented by the antenna 5. As regards channel A, the receiving antennas 1 and 2 are connected to the input of an adder 10 arranged to phase the signal s2 of the antenna 2 of 900 with respect to the signal sl of the antenna 1. The receiving antennas 3 and 4 are connected to an identical adder 11 phase shifting the signal of the antenna 4 of 900 with respect to the signal of the antenna 3.Finally, the outputs of the adders 10 and II are connected, by respective links 27 and 28, to a three-seat adder 12 dephasing the signal of the adder 11 by 900 relative to that of the adder 10. In addition , the length of the link 28 is greater than that of the link 27 to such an extent that the signal from the adder 11 has an additional phase shift of 900 compared to the signal from the adder 10.

Le signal de sortie de l'additionneur 12 est transmis, par l'intermédiaire d'un amplificateur 13, à deux déphaseurs 14, 15 à déphasage variable montés en série. Les déphaseurs 14, 15 sont reliés, par un atténuateur variable 16, a un additionneur 17. The output signal of the adder 12 is transmitted, via an amplifier 13, to two phase shifters 14, 15 with variable phase shift connected in series. The phase shifters 14, 15 are connected, by a variable attenuator 16, to an adder 17.

Le dephaseur 14 comprend, selon la figure 6, un coupleur hybride 3db, 900, commercialisé par la société
ANAREN sous la référence 10263-3, et portant la référence 40 sur la figure, ainsi que deux diodes varicap 41, 42, commercialisées par la Société FREQUENCY SOURCE sous la référence KV 3201.The phase shifter 14 comprises, according to FIG. 6, a 3db hybrid coupler, 900, sold by the company
ANAREN under the reference 10263-3, and bearing the reference 40 in the figure, as well as two varicap diodes 41, 42, sold by the company FREQUENCY SOURCE under the reference KV 3201.

Le port d'entree 51 du coupleur 40 est destiné à être relie à la sortie de l'amplificateur 13 (fig. 4), tandis que les deux diodes varicap 41, 42 sont montées respectivement entre les deux ports adjacents 52, 53 et la masse, par l'intermédiaire d'une capacité 43, 44 disposee du coté du coupleur 40. The input port 51 of the coupler 40 is intended to be connected to the output of the amplifier 13 (fig. 4), while the two varicap diodes 41, 42 are mounted respectively between the two adjacent ports 52, 53 and the mass, via a capacity 43, 44 available on the side of the coupler 40.

Le déphaseur 15 est de constitution identique au déphaseur 14. I1 est relié, par son port d'entrée, au port isolé 54 du déphaseur 14. Le signal de commande des déphaseurs est transmis à chacune des diodes varicap, entre la diode varicap et la capacité voisine, au travers d'une résistance 45. The phase shifter 15 is of identical constitution to the phase shifter 14. I1 is connected, by its input port, to the isolated port 54 of the phase shifter 14. The control signal of the phase shifters is transmitted to each of the varicap diodes, between the varicap diode and the neighboring capacity, through a resistor 45.

Le déphaseur 15 est relié, par son port isole, à l'atténuateur 16 (fig. 4). The phase shifter 15 is connected, by its isolated port, to the attenuator 16 (fig. 4).

En ce qui concerne la voie B, le signal de l'antenne 5 rejoint l'additionneur 17, par l'intermédiaire d'un amplificateur 18 et de deux.déphaseurs 19, 20 respectivement identiques à ceux 13, 14, 15 de la voie A. As regards channel B, the signal from antenna 5 reaches the adder 17, via an amplifier 18 and two phase-shifters 19, 20 respectively identical to those 13, 14, 15 of channel AT.

A la sortie de l'additionneur 17 additionnant les signaux issus des deux voies et B, sont reliés en série un amplificateur 21 et un atténuateur 22. Le signal de sortie de l'atténuateur 22 est transmis à un récepteur 31 (figure 5) par un cible coaxial 23. At the output of the adder 17 adding the signals from the two channels and B, are connected in series an amplifier 21 and an attenuator 22. The output signal from the attenuator 22 is transmitted to a receiver 31 (FIG. 5) by a coaxial target 23.

Un processeur 30 (figure 5) fournit un signal d'horloge à un compteur 24 (figure 4) délivrant, sur 8 bits, le rang de chaque top d'horloge, à un convertisseur numérique/analogique 25. A processor 30 (FIG. 5) supplies a clock signal to a counter 24 (FIG. 4) delivering, on 8 bits, the rank of each clock top, to a digital / analog converter 25.

Le convertisseur numérique/analogique 25 est programmé de façon à produire, sur deux sorties, deux signaux dont les amplitudes varient en sens opposé de sorte que, si l'on faisait la somme de ces signaux, celle-ci aurait une amplitude constante. Un de ces signaux commande simultanément les déphaseurs 14 et 15 de façon que chacun d'eux produise un déphasage variant de 0 à 900, soit ensemble un déphasage variant de 0 à 1800. L'autre signal commande simultanément les dephaseurs 19 et 20 de façon que chacun d'eux produise un déphasage variant de 900 à 0, soit ensemble un déphasage variant de 1800 à 0.Ainsi, lorsque le déphasage varie sur les deux voies A et B respectivement de 0 à 1800 et de 1800 à 0, le déphasage entre ces deux voies varie de 0 à 3600. The digital / analog converter 25 is programmed so as to produce, on two outputs, two signals whose amplitudes vary in opposite directions so that, if the sum of these signals were summed, this would have a constant amplitude. One of these signals simultaneously controls the phase shifters 14 and 15 so that each of them produces a phase shift varying from 0 to 900, or together a phase shift varying from 0 to 1800. The other signal simultaneously controls the phase shifters 19 and 20 that each of them produces a phase shift varying from 900 to 0, i.e. together a phase shift varying from 1800 to 0. Thus, when the phase shift varies on the two channels A and B respectively from 0 to 1800 and from 1800 to 0, the phase shift between these two channels varies from 0 to 3600.

Avantageusement, le compteur est programmé de façon à produire un déphasage entre les deux voies A et B qui varie alternativement e O O à 3600 et de 3600 à O, c'est-à-dire qu'il fonctionne en mode "compteur" dans le premier cas et en mode ''décompteur'l dans le second cas. Ainsi, le déphasage varie progressivement au sein de chaque déphaseur en ce sens qu'à une variation de 0 à 90O fait suite une variation de 900 à O, puis une nouvelle variation de O a 900, de sorte qu'une commutation instantanée entre O et 900 est évitée, qui aurait engendré des parasites. Advantageously, the counter is programmed so as to produce a phase shift between the two channels A and B which varies alternately e OO to 3600 and from 3600 to O, that is to say that it operates in "counter" mode in the first case and in '' down-counter'l mode in the second case. Thus, the phase shift varies gradually within each phase shifter in the sense that a variation from 0 to 90O follows a variation from 900 to O, then a new variation from O to 900, so that instantaneous switching between O and 900 is avoided, which would have generated parasites.

Le signal d'horloge est fourni par le processeur 30 de façon discontinue à une cadence qui est fonction de la cadence d'émission de l'antenne émettrice. Durant chaque séquence d'émission par le processeur, un nombre de tops d'horloge est envoyé, qui permet de produire une dizaine de cycles de déphasage de 3600 chacun. Par exemple, la durée d'un cycle de déphasage est égale à 7,7 ms et l'on envoie 256 tops d'horloge de période 30 sss pendant ce cycle, l'envoi d'un top d'horloge correspondant à la production d'un déphasage élémentaire déterminé entre le signal S et le signal sg, égal l,4ç. Le signal d'horloge émis par le processeur 30 est également reçu par un détecteur d'horloge 26 relié au compteur 24 pour effectuer la remise à zéro de celui-ci à la fin de chaque émission par le processeur 30, et relié à l'atténuateur 16 disposé sur la voie A pour supprimer le signal S dans les conditions précisées ci-apres. The clock signal is supplied by the processor 30 discontinuously at a rate which is a function of the transmission rate of the transmitting antenna. During each transmission sequence by the processor, a number of clock ticks is sent, which makes it possible to produce ten phase shift cycles of 3600 each. For example, the duration of a phase shift cycle is equal to 7.7 ms and we send 256 clock ticks of period 30 sss during this cycle, sending a clock top corresponding to the production of an elementary phase shift determined between the signal S and the signal sg, equal l, 4ç. The clock signal emitted by the processor 30 is also received by a clock detector 26 connected to the counter 24 in order to reset the latter at the end of each transmission by the processor 30, and connected to the attenuator 16 disposed on channel A to suppress signal S under the conditions specified below.

Le processeur 30 est aussi relié à l'atténuateur 22 et commande celui-ci en fonction du niveau du signal résultant R en vue d'adapter ce niveau à la plage dynamique du récepteur. The processor 30 is also connected to the attenuator 22 and controls the latter according to the level of the resulting signal R in order to adapt this level to the dynamic range of the receiver.

Sur la figure 5 est représentée la channe de traitement du signal resultant R. Ce signal est transmis au récepteur 31 par le cible coaxial 23. Le recepteur-est connu en lui-meme et agencé pour se caler sur la fréquence du signal de l'antenne émettrice. Un récepteur commercialisé par la société ATERE sous la ré férence RSA 83 peut notamment être utilisé. In FIG. 5 is represented the processing channel of the resulting signal R. This signal is transmitted to the receiver 31 by the coaxial target 23. The receiver is known in itself and arranged to lock onto the signal frequency of the transmitting antenna. In particular, a receiver sold by the company ATERE under the reference RSA 83 can be used.

Il transmet directement au processeur 30, par une liaison 36, un signal de presence d'antenne émettrice. It transmits directly to the processor 30, via a link 36, a signal of the presence of the transmitting antenna.

Le récepteur 31 comprend un démodulateur pour démoduler le signal résultant R. I1 transmet directement au processeur 30, par une liaison 37, le signal démodulé, c'est-à-dire le signal permettant au processeur 30 d'identifier l'antenne émettrice. The receiver 31 includes a demodulator for demodulating the resulting signal R. I1 transmits directly to the processor 30, by a link 37, the demodulated signal, that is to say the signal allowing the processor 30 to identify the transmitting antenna.

Le signal issu du recepteur 31, ou signal de champ reçu, est transmis, par l'intermédiaire d'un filre.passe-bos 32, à un convertisseur analogique/ numérique 33 et à un detecteur de crête 34. Le filtre passe-bas 32 reçoit du processeur 30 un signal de commande qui le rend actif dans le cas où le signal de champ reçu est faible, en vue d'augmenter le rapport signal/bruit. The signal from the receiver 31, or field signal received, is transmitted, via a pass filter 32, to an analog / digital converter 33 and to a peak detector 34. The low pass filter 32 receives from the processor 30 a control signal which makes it active in the case where the received field signal is weak, with a view to increasing the signal / noise ratio.

Le convertisseur A/N 33 transmet le signal de champ reçu au processeur 30 sur 8 bits.The A / D converter 33 transmits the received field signal to the processor 30 on 8 bits.

Le détecteur de crête 34 est agencé pour enregistrer le maximum M de l'amplitude du signal de champ reçu (figure 3) pendant un premier cycle de déphasage dans lequel le déphasage fictif ess varie de 0 à 3600, et à délivrer cette valeur à l'une des entrées d'un commutateur électronique 35. Une de référence fixe analogique, correspondant au maximum d'amplitude que le récepteur 31 est susceptible de délivrer - par construction -, est par
ailleurs délivrée en permanence sur une seconde entrée du commutateur électronique 35 par le processeur 30, tandis qu'une sortie de celui-ci est reliée à une entrée de commande du convertisseur A/N 33.The peak detector 34 is arranged to record the maximum M of the amplitude of the received field signal (FIG. 3) during a first phase shift cycle in which the fictitious phase shift ess varies from 0 to 3600, and to deliver this value to l one of the inputs of an electronic switch 35. A fixed analog reference, corresponding to the maximum amplitude that the receiver 31 is capable of delivering - by construction -, is by
moreover permanently supplied to a second input of the electronic switch 35 by the processor 30, while an output of the latter is connected to a control input of the A / D converter 33.

Le processeur 30 commande le commutateur électronique 35 de façon que celui-ci transmette au convertisseur A/N 33 l'une ou l'autre des valeurs présentes a ses entrées. The processor 30 controls the electronic switch 35 so that it transmits one or other of the values present at its inputs to the A / D converter 33.

Dans une première phase, le processeur mesure le niveau du signal de champ reçu par rapport à la valeur de référence fixe. il commande alors en conséquence l'atténuateur 22 et le filtre 32 de la manière exposée cidessus. In a first phase, the processor measures the level of the received field signal with respect to the fixed reference value. it then controls the attenuator 22 and the filter 32 accordingly in the manner described above.

Dans une seconde phase, c'est le maximum
M de l'amplitude du signal de champ reçu qui est transmis au convertisseur A/N 33, lequel ajuste sa sensibilité de façon qu'à cette valeur corresponde le nombre binaire disponible le plus grand.In a second phase, it's the maximum
M of the amplitude of the received field signal which is transmitted to the A / D converter 33, which adjusts its sensitivity so that this value corresponds to the largest available binary number.

Ainsi, bien que le niveau du signal de champ reçu soit essentiellement variable en raison d'une part de la variation de la distance entre le support d'antennes 6 et l'antenne fixe 8, et d'autre part de la variation du déphasage entre le signal S et le signal sg, toute la plage dynamique du convertisseur A/N 33 est utilise. Thus, although the level of the received field signal is essentially variable due on the one hand to the variation in the distance between the antenna support 6 and the fixed antenna 8, and on the other hand to the variation in the phase shift between the signal S and the signal sg, the entire dynamic range of the A / D converter 33 is used.

Le processeur 30 est agencé pour mémoriser l'ensemble des valeurs instantanées de l'amplitude du signal de champ reçu, et pour rechercher le minimum m de celles-ci. La méthode consistant à comparer chaque valeur reçue a la précédente n'est pas retenue dans le cas présent en raison du fait que, d'une part, la courbe de la figure 3 n'est pas très pointue au voisinage du minimum m et que, d'autre part, cette méthode conduit à prendre en compte des valeurs erronées dues au bruit de fond et aux parasites
La méthode retenue consiste en deux phases. The processor 30 is arranged to store all of the instantaneous values of the amplitude of the received field signal, and to search for the minimum m of these. The method consisting in comparing each value received with the previous one is not retained in the present case due to the fact that, on the one hand, the curve of FIG. 3 is not very sharp in the vicinity of the minimum m and that , on the other hand, this method leads to taking into account erroneous values due to background noise and parasites
The method chosen consists of two phases.

Dans la première, le processeur 30 effectue, pour chaque valeur instantanée de l'amplitude, une somme de plusieurs valeurs situées sur la courbe à proximité et de part et d'autre de ladite valeur. La valeur autour de laquelle la somme effectuee est minimale, constitue un minimum estimé me.In the first, the processor 30 performs, for each instantaneous value of the amplitude, a sum of several values located on the curve close to and on either side of said value. The value around which the sum made is minimum, constitutes an estimated minimum me.

Dans la seconde phase, le processeur effec tue une somme 1 de plusieurs valeurs situées sur la courbe à proximité et d'un premier côté du minimum estimé me. Il effectue de même une somme t 2 de plusieurs valeurs situées de l'autre côté du minimum estimé me. Puis le processeur calcule la différence des sommes

In the second phase, the processor performs a sum 1 of several values located on the nearby curve and on a first side of the estimated minimum me. It also performs a sum t 2 of several values located on the other side of the estimated minimum me. Then the processor calculates the difference of the sums

Le processeur calcule de manière semblable d'autres différences de sommes ss 2 i autour de plusieurs autres valeurs, situées de part et d'autre et à proximité du minimum estimé me. La valeur autour de laquelle la différence des sommes i est minimale, constitue le mi minimum m recherché.En l'absence de gros parasites, un changement de signe de la différence des sommes sss i peut même être observe, qui definit de manière encore plus claire le passage au minimum m. The processor calculates in a similar manner other differences of ss ss 2 i around several other values, located on either side and near the minimum estimated me. The value around which the difference of the sums i is minimal, constitutes the desired minimum mi m. In the absence of large parasites, a change in sign of the difference of the sums sss i can even be observed, which defines even more clear passage at minimum m.

Le fonctionnement du radiogoniomètre dans son ensemble est exposé ci-après. Dans le cas où le radiogoniomètre est dans une zone dans laquelle plusieurs antennes émettrices sont susceptibles d'émettre, le numéro d'identification de l'antenne émettrice vers laquelle on désire se diriger doit être introduit comme donnée dans le processeur 30. The operation of the direction-finder as a whole is described below. In the case where the direction finder is in an area in which several transmitting antennas are capable of transmitting, the identification number of the transmitting antenna to which it is desired to direct must be entered as given in the processor 30.

Dans une première phase d'attente, le processeur 30 attend de recevoir du récepteur 31 un signal de presence d'antenne émettrice. Le détecteur d'horloge 26 ne recevant pas encore de signal d'horloge en provenance du processeur 30, il commande l'atténuateur 16 pour le mettre dans un état d'atténuation maximale de façon que le récepteur 31 ne prenne pas en compte les signaux présents sur la voie A. Par ailleurs, le processeur 30 commande l'atténuateur 22 pour le mettre dans un état d'atténuation minimale, active le filtre passe-bas 32, et commande le commutateur électronique 35 de façon à prélever la valeur de référence fixe. In a first waiting phase, the processor 30 waits to receive from the receiver 31 a signal of the presence of the transmitting antenna. The clock detector 26 not yet receiving a clock signal from the processor 30, it controls the attenuator 16 to put it in a state of maximum attenuation so that the receiver 31 does not take into account the signals present on channel A. Furthermore, processor 30 controls the attenuator 22 to put it in a state of minimum attenuation, activates the low-pass filter 32, and controls the electronic switch 35 so as to take the reference value fixed.

Une fois que le processeur 30 a reçu un signal de présence d'antenne émettrice, il compare le niveau du signal issu de la voie B à la valeur de référence fixe et commande en conséquence le filtre pas se bas 32 et l'atténuateur 22. Puis il commute le commutateur électronique 35 de façon à prélever la valeur de crête précitée. Enfin, le processeur 30 analyse le signal démodulé pour identifier l'antenne qui est en train d'émettre. Once the processor 30 has received a signal from the transmitting antenna, it compares the level of the signal from the channel B with the fixed reference value and consequently controls the low pitch filter 32 and the attenuator 22. Then it switches the electronic switch 35 so as to take the aforementioned peak value. Finally, the processor 30 analyzes the demodulated signal to identify the antenna which is transmitting.

Dans le cas où l'antenne identifiée correspond à celle recherchée , le processeur envoie des tops d'horloge de façon a produire un nombre déterminé de cycles de balayage, pendant chacun desquels le déphasage fictif varie entre O et 3600, selon une fréquence de balayage égale a environ 100 Hz dans cet exemple. Une telle fréquence garantit que chaque cycle de balayage est suffisamment bref pour ne pas être influencé de manière gênante par le fadding. In the case where the antenna identified corresponds to that sought, the processor sends clock ticks so as to produce a determined number of scanning cycles, during each of which the fictitious phase shift varies between 0 and 3600, according to a scanning frequency equal to about 100 Hz in this example. Such a frequency guarantees that each sweep cycle is short enough not to be influenced in a disturbing manner by the fadding.

A réception du premier top d'horloge, le détecteur d'horloge 26 ramène l'atténuateur 16 au minimum. On reception of the first clock signal, the clock detector 26 reduces the attenuator 16 to the minimum.

Puis le processeur 30 mémorise toutes les valeurs de l'amplitude du signal de champ reçu correspondant à Itensemble des cycles de balayage effectués. Après que le détecteur d'horloge 26 ait reçu le dernier top d'horloge, il remet a zéro le compteur 24 et ramène l'atténuateur 16 au maximum.Then the processor 30 stores all the values of the amplitude of the received field signal corresponding to the set of scanning cycles carried out. After the clock detector 26 has received the last clock signal, it resets the counter 24 to zero and returns the attenuator 16 to the maximum.

Le processeur 30 calcule alors, pour chaque cycle, le minimum m et fait ensuite la moyenne de la pluralité de minimums ainsi obtenus. I1 calcule enfin la valeur du déphasage naturel 9 à partir du déphasage fictif e m correspondant à ladite valeur moyenne des minimums m, pour en déduire l'angle c précité. The processor 30 then calculates, for each cycle, the minimum m and then averages the plurality of minimums thus obtained. I1 finally calculates the value of the natural phase shift 9 from the fictitious phase shift e m corresponding to said average value of the minima m, to deduce the above-mentioned angle c.

Le support d'antennes 6 à quatre antennes périphériques 1 à 4 decrit ci-dessus constitue un compromis intéressant, mais un nombre d'antennes inférieur ou supérieur peut être envisagé. En principe, plus le nombre d'antennes périphériques sera grand1 plus la mesure effectuée par le radiogoniomètre sera bonne. Le nombre d'antennes périphériques étant égal a n, celles-ci devront de préférence être décalées angulairement les unes par rapport aux autres autour de l'antenne centrale d'une valeur égale à 360 , et les signaux reçus par ces antennes periphériquesndevront de préférence être additionnés en un signal somme après déphasage de chacun d'eux par rapport au précédent d'une valeur de 3600.Les antennes péri phériques seront de preferencendisposees sur sur un cercle dont le diamètre est égal à 0,385 J , l'antenne récep- trice centrale étant disposée au centre de ce cercle. The antenna support 6 with four peripheral antennas 1 to 4 described above constitutes an interesting compromise, but a number of antennas lower or higher can be envisaged. In principle, the greater the number of peripheral antennas1, the better the measurement made by the direction-finder. The number of peripheral antennas being equal to one, these should preferably be offset angularly with respect to each other around the central antenna by a value equal to 360, and the signals received by these peripheral antennas should preferably be summed in a sum signal after phase shift of each of them with respect to the previous one with a value of 3600. The peripheral antennas will preferably be placed on a circle whose diameter is equal to 0.385 J, the central receiving antenna being placed in the center of this circle.

On notera que l'égalité recherchee entre les amplitudes du signal sg de l'antenne centrale et du signal somme S sera d'autant plus facile a obtenir que le nombre d'antennes périphériques sera grand et que la symétrie entre les deux voies A et B sera meilleure. Le fait d'utiliser quatre dephaseurs 14, 15, 19, 20 d'amplitude 900 répartis sur les deux voies A et B, au lieu d'utiliser un seul dephaseur classique d'amplitude 3600 disposé sur une voie, contribue directement à l'obtention de cette symétrie. It will be noted that the equality sought between the amplitudes of the signal sg of the central antenna and of the sum signal S will be all the easier to obtain the larger the number of peripheral antennas and the symmetry between the two channels A and B will be better. The fact of using four phase-shifters 14, 15, 19, 20 of amplitude 900 distributed over the two channels A and B, instead of using a single conventional phase-shifter of amplitude 3600 arranged on one channel, contributes directly to the obtaining this symmetry.

On rappelle ci-après quelques avantages de l'invention - le choix d'un systeme d'antennes simple et peu encombrant; - l'absence de partie mécanique en mouvement; - l'utilisation d'une seule voie de réception conventionnelle; - l'auto-adaptation de niveau du signal entre le récepteur
et le processeur, offrant une grande dynamique et permet
tant une détection correcte du minimum quelle que soit
la distance du radiogoniomètre à l'antenne émettrice
en l'absence d'une telle auto-adaptation, le signal varie
trop peu a grandé distance et il est trop saturé à faible
distance; - la possibilité de reconnaitre et d'enregistrer un signal
d'émission pulsée en un temps très bref (300 ms); - le traitement numérique du signal. Some advantages of the invention are recalled below - the choice of a simple and space-saving antenna system; - the absence of a moving mechanical part; - the use of a single conventional reception channel; - signal level self-adaptation between the receiver
and the processor, offering great dynamics and allows
both correct detection of the minimum whatever
the distance from the direction finder to the transmitting antenna
in the absence of such self-adaptation, the signal varies
too little has grown large and is too saturated at low
distance; - the possibility of recognizing and recording a signal
pulsed transmission in a very short time (300 ms); - digital signal processing.

Claims

1. Radio direction finder, characterized in that it comprises - a central receiving antenna (5); - a plurality of peripheral receiving antennas (1 to

distributed around the central antenna; - a first adder (10 to 12) arranged to add in a sum signal (S) electrical signals received by the peripheral receiving antennas (1 to 4) in response to a wavelength signal (2) emitted by an antenna remote transmitter (8); - a phase shifter (14, 15, 19, 20) arranged to produce a phase shift (6p) between said sum signal (S) and a signal (s5) received by the central receiving antenna (5); - a second adder (17) arranged to add into a resulting signal (R) the sum signal (S) and the signal (s) of the central receiving antenna (5) after phase shift; - a receiver (31) arranged to process the resulting signal (R) and deliver a received field signal; - a processor, connected to an output of the receiver (31) via an analog / digital converter (33), and arranged for

- controlling the phase shifter (14, 15, 19, 20) so that it produces half a phase shift cycle in which the phase shift () varies from 0 to 3600;

- memorize all the values of the amplitude of the field signal received during said phase shift cycle;

- calculating a minimum (m) of the amplitude of the field signal received during said phase shift cycle; and

- calculate, from said minimum (m), an angle t) made by the direction of the signal received by the receiving antennas (1 to 5) relative to a fixed reference line.

2. RadiogoniomPtre according to claim 1, which comprises a number (n) of peripheral receiving antennas arranged on a circle so as to be angularly offset with respect to each other by a value equal to 3600,

n said central receiving antenna (5) being placed in the center of the circle, a second phase shifter (10 to 12) being provided upstream of said first adder to phase each of the signals (S1 to Sn) received by the peripheral receiving antennas by a value equal to 3600 compared to the previous one.

not

3. direction finder according to claim 2, wherein the diameter of said circle has a length (1) substantially equal to 0.4 times the wavelength (>) of the signal emitted by the transmitting antenna (8).

4. A direction finder according to any preceding claim, which comprises a peak detector (34) arranged to detect the peak value of the field signal received during a phase shift cycle, said analog / digital converter (33) being arranged to adjust its sensitivity as a function of said peak value,

5.Radiogoniometer according to any one of the preceding claims, which comprises an attenuator (22) disposed between the second adder (17) and the receiver 31) and a low-pass filter (32) disposed between the receiver (31) and F : vertisse'r anaicgioua / digital (33), the processor (30) being arranged to control the attenuator (22) and the low-pass filter (32) according to a reference value equal to the maximum amplitude that the receiver (31) is capable of delivering.

6. A direction finder according to any one of the preceding claims, which comprises a second attenuator (16) disposed between the first (10 to 12) and second (17) adders, the processor (30) being arranged to activate said second attenuator (16 ) until he has identified said transmitting antenna (B).

7. A direction finder according to any one of the preceding claims, wherein said processor is arranged to - perform for each of said stored values of the am

fullness of the received field signal, a sum of several

values around this value; - select the value around which said sum is

minimum, which constitutes an estimated minimum (m); - make a sum (2) due several values located near

and below the estimated minimum (me), a sum> 2) of

several values located near and above the minimum

estimated (me), and calculate the difference (t 2 of these sums; - calculate other differences of sums in the same way

around several other values located around the

estimated minimum (me); and - select the value around which the difference in sums (dZ)) is minimum, which constitutes said minimum

(m). i

8. A direction finder according to any one of the preceding claims, in which

- The processor (30) is arranged to supply a succession of clock ticks to a counter (24) delivering the rank of each clock top received to a digital / analog converter (25);

- Two identical phase shifters are provided (14, 15; 19.20) arranged to respectively phase the sum signal (S) and the signal (s5) of the central receiving antenna (5); and

- the digital / analog converter (25) is arranged to control said phase shifters so that one (14,15) produces a succession of phase shift cycles in which the phase shift varies from 0 to 180D while the other (19, 20) produces a succession of phase shift cycles in which the phase shift varies from 1800 to 00.

9. A direction finder according to claim 8, in which the counter (24) is arranged to operate alternately in "counter" mode during a phase shift cycle and in "down counter" mode during the following cycle.