FR2688316A1 - Appareil permettant d'etendre la portee d'utilisation d'un radar de surveillance secondaire passif a l'aide d'antennes directives commutees en synchronisme avec le faisceau tournant d'un radar de surveillance secondaire. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un appareil permettant d'étendre la portée d'action d'un système servant à indiquer la position d'un transpondeur à l'intérieur de la zone balayée par le faisceau d'un radar de surveillance secondaire. L'appareil reçoit, à la position de référence où il se trouve, à l'aide d'un premier récepteur (22), des interrogations venant dudit radar de surveillance secondaire et, à l'aide d'un deuxième récepteur (28), les réponses du transpondeur, puis il détermine la position de ce dernier à partir de la relation temporelle entre les interrogations reçues, les réponses reçues et la période de balayage (40) du faisceau tournant. L'appareil comprend plusieurs antennes directives (24) formant un groupement fixe et ayant des diagrammes de rayonnement directifs pointant dans des directions différentes depuis le centre du groupement, ainsi qu'un moyen de commutation (26) qui répond à la position du faisceau tournant du radar de surveillance secondaire en couplant séquentiellement au deuxième récepteur l'antenne dont le diagramme pointe dans le secteur dans lequel le faisceau tournant est alors pointé.

Description

La présente invention concerne un appareil permettant d'étendre la portée

d'utilisation d'un système de localisation radio de véhicules mobiles, par exemple des aéronefs équipés de transpondeurs Plus particulièrement, l'invention

apporte des améliorations au brevet des Etats Unis d'Amérique N 4115771.

Le dispositif présenté dans le brevet cité N 4115 771, que l'on a appelé radar de surveillance secondaire passif (PSSR), utilise les signaux d'interrogation obéissant à des normes internationales qui sont diffusés à une fréquence de 1030 m Hz par la grande antenne directive tournante d'un radar de surveillance secondaire (SSR) proche, ordinairement placé sur le terrain d'un aéroport, et les signaux de réponse émis à une deuxième fréquence, de 1090 M Hz, par les transpondeurs embarqués des aéronefs opérant à l'intérieur des limites de la portée du système, de manière à produire les trajectoires de vol précises des aéronefs, leurs vitesses, leurs altitudes, les composantes de vitesse verticale, les identités de code des répondeurs, et les intervalles de séparation entre aéronefs, tous ces renseignements étant verrouillés sur une base de temps commune Ces données sont disponibles en temps réel et peuvent être mémorisés en vue d'une évaluation ultérieure. Il existe des centaines de SSR en service sur le territoire des Etats Unis d'Amérique, qui, tous, émettent des interrogations entrelacées d'altitude et d'identité sur la fréquence porteuse de 1030 M Hz et qui, tous, reçoivent des réponses sur la fréquence porteuse de 1090 M Hz Toutes les nations adhérant à l'Organisation Internationale de Navigation Civile (ICAO), soit environ 160, respectent les mêmes normes en ce qui concerne les SSR De nombreuses régions, en particulier celles ou le trafic aérien est dense, sont couvertes par les zones de desserte de multiples radars du type SRR se chevauchant Un aéronef se trouvant à son altitude de croisière répond souvent à de nombreux radar, dont certains sont éloignés de plus de 200 milles nautiques L'utilisation d'une fréquence porteuse commune partagée entre des radars se chevauchant est rendue possible par le fait qu'on a attribué aux radars respectifs des périodes différentes de rotation de faisceau et des schémas différents de répétition des interrogations (en rythmes et, ou bien, en séquences) Chaque radar est donc en mesure d'identifier et de traiter les réponses faites à ses propres interrogations, en rejetant les réponses venant d'autres radars Un PSSR peut également classer les réponses des transpondeurs en

les associant à des SRR particuliers.

Le système PSSR n'est ordinairement pas placé sur le terrain d'un aéroport, mais à proximité de celui-ci, typiquement à un mille nautique ou deux d'un radar de surveillance de l'aéroport, ou d'un radar de surveillance secondaire, et il comporte deux antennes une antenne directive fixe à gain élevé fonctionnant à 1030 M Hz et dirigée vers l'antenne du SSR choisi afin de recevoir les signaux d'interrogation émis par ce SSR, et une antenne omnidirectionnelle à 1090 M Hz, qui est utilisée pour recevoir des signaux de transpondeurs en provenance d'aéronefs proches Un PSSR peut également être associé à un radar de surveillance de couloir aérien (ARSR) qui n'est pas placé sur un aéroport, mais émet des signaux de SSR analogues en relation avec les vols de croisière à haute altitude Le système de base peut suivre avec précision jusqu'à 30 aéronefs, ou plus, simultanément en temps réel, et il a été utilisé en même temps qu'un système de contrôle sonore servant à mettre en corrélation de manière très précise des nuisances sonores et des trajectoires de vol avec l'identification d'aéronefs, ce qui permet à un responsable de la lutte contre le bruit de répondre à des plaintes, d'aider à mettre en oeuvre des limitations en matières de bruits, de faire le point sur les violations de couloirs aériens et de contrôler chaque opération de décollage ou datterrissage Un grand nombre de microphones bien disposés mesurent les niveaux de bruits produits par le passage d'aéronefs, lesquels niveaux sont mis en corrélation avec les trajectoires des aéronefs déterminées par le PSSR En ce qui concerne le contrôle sonore et la lutte contre le bruit autour des aéroports, une distance d'environ quinze milles nautiques de l'aéroport est acceptable et peut être couverte à l'aide d'une unique antenne omnidirectionnelle, comprenant à peine plus qu'un dipôle monté à plat, qui reçoit les signaux des transpondeurs à 1090 M Hz. Parmi d'autres applications possibles du système PSSR, il y a le contrôle, par le bureau de régulation de la compagnie aérienne, de ses vols dans un aéroport particulièrement fréquenté, lui permettant de connaître les heures d'arrivée exactes de ses avions et, par conséquent, de faire un planning pour les camions de carburant, la livraison de la nourriture, l'affectation des portes, et autres importantes opérations de régulation qui sont essentielles à un fonctionnement efficace et commercialement valable de cette compagnie aérienne Un tel contrôle s'effectuerait de manière privé, indépendamment de la FAA (Fédéral Aviation Administration) qui, bien qu'elle l'ait en sa possession, ne l'utilise qu'à des fins de contrôle du trafic aérien et ne fournit normalement pas, à la compagnie aérienne,

des informations d'horaires, didentités, de positions, d'arrivées, etc en temps réel.

Toutefois, pour pouvoir être utilisé dans ce but, le système PSSR doit avoir une portée d'environ 50 à 100 milles nautiques, soit notablement plus que les 15 milles des systèmes actuels Le but de l'invention est d'étendre la portée de réception du canal de réception à 1090 M Hz du système PSSR décrit dans le brevet des Etats Unis d'Amérique N 4115771, d'une quantité propre à l'adapter à cette application,

ainsi qu'à d'autres, sans pour autant limiter le nombre d'aéronefs pouvant être suivi.

Selon l'invention, on remplace l'antenne omnidirectionnelle à 1090 M Hz du PSSR par un groupement fixe d'antennes directives disposées suivant un cercle et pointées dans des directions différentes de façon que leurs diagrammes de rayonnement semblent tous émaner du centre du cercle Par exemple, le groupement peut être constitué de six antennes du type à réflecteur dièdre présentant chacune un diagramme de rayonnement directif en forme de poire étroite qui couvre un secteur azimutal de 60, coupé en deux par l'axe de sa direction En réponse aux signaux d'interrogation reçus de l'antenne à balayage du SSR et en fonction de la distance et de la direction connues du SSR, le PSSR détermine de façon continue l'angle de visée exact du faisceau de balayage du SSR

et se verrouille sur la rotation du faisceau du SSR en commutant automati-

quement sur l'antenne directive du groupement qui est pointée sur le secteur dans lequel le faisceau du SSR est alors pointé Lorsque le faisceau du SSR quitte un secteur et entre dans le secteur immédiatement adjacent, le PSSR se rend compte du fait que le faisceau d'interrogation du SSR est alors en train de pointer dans un secteur différent et commute automatiquement sur l'antenne directive qui est pointée sur le secteur immédiatement adjacent, et ainsi de suite, jusqu'à achèvement du balayage du faisceau du SSR, après quoi le processus se répète La commutation sur les secteurs respectifs du PSSR proche s'effectue en synchronisme avec les angles respectivement associés de visée, ou pointage, du faisceau du SSR Puisque seuls les aéronefs se trouvant à l'intérieur du faisceau du SSR sont interrogés, une antenne directive à gain élevé du PSSR est toujours pointée dans la direction appropriée pour recevoir les signaux de réponse des

transpondeurs, de sorte qu'on étend la portée de réception utile du PSSR.

Selon un autre mode de réalisation possible, qui se révèle utile dans les cas o le SSR et le PSSR sont, pour une raison ou une autre, largement séparés, par exemple par des dizaines de milles, ce qui amène l'axe du faisceau de balayage du SSR à s'étendre sur plus d'un seul secteur du groupement d'antennes du PSSR lorsque celui-ci pointe dans certaines directions, les antennes du groupement d'antennes sont commutées séquentiellement, à des instants déterminés de façon continue à partir de la direction de pointage instantanée du faisceau du SSR associé et à partir de la relation géométrique existant entre le SSR et le PSSR et entre le faisceau tournant du SSR et le diagramme de rayonnement du groupement d'antennes du PSSR, pendant le temps qu'il faut pour qu'une impulsion d'interrogation, à partir de son émission, se propage le long du faisceau étroit du PSSR et atteigne la ligne de séparation des premier et deuxième secteurs rencontrés, celle des deuxième et troisième secteurs, etc, si bien qu'il y a toujours une antenne directive à gain élevé qui pointe dans la direction appropriée pour recevoir des signaux de réponse de la part d'un transpondeur intercepté par le

faisceau de balayage interrogateur du SSR.

La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise

à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels:

la figure 1 est un dessin géométrique servant à expliquer le fonction-

nement du système PSSR décrit dans le brevet cité N 4 115 771; la figure 2 est une vue en plan de dessus d'un groupement d'antennes directives et de leurs diagrammes de rayonnement; les figures 3 à 8 sont de dessins géométriques servant à expliquer le fonctionnement d'un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 9 est un schéma fonctionnel qui montre un premier mode de réalisation de l'invention; les figures 10 A à 10 D et la figure 11 sont des dessins géométriques servant à expliquer le fonctionnement d'un deuxième mode de réalisation de l'invention; et la figure 12 est un schéma fonctionnel montrant un deuxième mode de

réalisation de l'invention.

On se reporte à la figure 1 Le système décrit dans le brevet cité n 4115 771 simule, en un emplacement V, un service sensiblement équivalent à celui d'un SSR local placé à une distance D en ce qu'il reçoit l'interrogation venant du SSR réel et les réponses de transpondeurs à celui-ci La position d'un aéronef équipé d'un transpondeur, se trouvant dans le voisinage général de V, l'emplacement du PSSR, est représentée par T; R est la distance et B est le gisement de V à T; A est la différence d'azimut et X est la différence de distance entre V et T, mesurées depuis le SSR Les relations temporelles entre les signaux reçus et la distance D et la direction Z connues du SSR fournissent toutes les informations nécessaires à l'affichage de la position du transpondeur par rapport à un emplacement de référence, par exemple celui d'un petit aéroport se trouvant à une certaine distance du SSR ou d'un emplacement proche du terrain d'un aéroport

principal, mais ne se trouvant pas sur celui-ci.

En ce qui concerne le fonctionnement du système de la figure 1, le transpondeur aéroporté produit une impulsion de déclenchement de réponse sous l'effet de chaque paire d'impulsions d'interrogation reçue lorsque le faisceau du radar de balayage passe sur l'aéronef L'interrogation normalisée est constituée de deux impulsions d'une demi-microseconde, Pl et P 3, séparées d'intervalles spécifiés, sur une porteuse à 1030 MI Hz; un intervalle de séparation entre impulsions valant 8 Us, (ce que l'on appelle le mode A) demande l'identité de l'aéronef, et un intervalle de séparation entre impulsions de 21 us (mode C) demande son altitude Une série d'environ 20 semblables paires d'impulsions est reçue pendant chaque balayage, à intervalles de 2 à 5 ms Chaque impulsion de déclenchement de réponse fait commencer l'émission d'une réponse par le

transpondeur, sur une porteuse à 1090 M Hz.

La réponse comporte une impulsion initiale et une autre impulsion, appelée impulsion de trame, qui la suit à 20,3 j Is L'intervalle entre chaque paire d'impulsions de trame contient un certain nombre de sousintervalles discrets, dans chacun desquels une impulsion peut ou non être émise, en fonction de

l'information qui doit être contenue dans la réponse Douze semblables sous-

intervalles sont disponibles, ce qui offre la possibilité de prévoir l'un quelconque de 4096 groupes de codes binaires, représentant chacun un ou plusieurs éléments d'information, par exemple l'identité, l'altitude barométrique, un signal de détresse, etc Le groupe de code de réponse voulu peut être introduit par l'opérateur à bord

de l'aéronef, ou bien, dans certains cas, automatiquement, ou semiautomati-

quement, par exemple par enfoncement d'un bouton Comme précédemment indiqué, un groupe de code de réponse représentant l'identité est automatiquement émis en réponse aux impulsions d'interrogation Pl et P 3 séparés de 8 Us, et un groupe de code de réponse représentant l'altitude est envoyé en réponse à des

impulsions d'interrogation séparées de 21 pus.

Alors que la description précédente constitue une vue d'ensemble

susceptible de donner la possibilité de comprendre l'invention, on pourra trouver

une description détaillée dans le brevet des Etats Unis d'Amérique n' 3 626 411,

intitulé "Proximity Indicator Systems Using Transponders".

Le temps qui sépare la réception, au point V, d'une interrogation et la réception d'une réponse de transpondeur à cette dernière établit la position de ce transpondeur T comme se trouvant quelque part sur une ellipse particulière E dont

un foyer se trouve sur le SSR et l'autre foyer à l'emplacement du récepteur, c'est-

à-dire en V Le temps qui sépare le pointage de l'axe du faisceau principal du SSR (lequel tourne en sens horaire) sur le transpondeur T et le pointage sur l'emplacement V du récepteur constitue une mesure de l'angle azimutal existant entre eux, tel qu'on le voit du SSR, ce qui établit le point de l'ellipse E correspondant à la position du transpondeur T Les positions planes de l'aéronef équipé du transpondeur qui est présent au voisinage de l'emplacement V du récepteur, lesquelles peuvent être complètement déterminées à partir des quantités connues D et Z, des quantités mesurées A et, soit l'intervalle de temps entre chaque réponse du transpondeur et l'interrogation correspondante venant du SSR et reçue en V, peuvent être affichées en coordonnées elliptiques et radiales du SSR, mais, de préférence, elles sont affichées en coordonnées polaires centrées sur l'emplacement du récepteur Jusqu'ici, on avait utilisé une antenne directive pour recevoir les interrogations venant du SSR et une antenne omnidirectionnelle à gain faible pour recevoir les réponses du transpondeur à 1090 M Uz Le gain limité de l'antenne omnidirectionnelle limitait la portée utile et la couverture du système à environ quinze milles nautiques, ce qui est trop court pour certaines applications importantes. Selon l'invention, on étend la sensibilité et la portée de réception du canal à 1090 M Hz du PSSR jusqu'à 60 milles, ou plus, en remplaçant l'antenne omnidirectionnelle à 1090 M Hz, habituellement employée, par un groupement de plusieurs antennes directives, dont le nombre est typiquement 6 ou 8, qui sont disposées de façon à pointer dans différentes directions depuis le centre d'un cercle, et en commutant séquentiellement en service les différentes antennes en synchronisme avec la rotation de l'antenne à balayage du SSR La figure 2 est une vue en plan d'un groupement de six antennes qui sont uniformément réparties

autour d'un cercle et sont mécaniquement portées par un mât 10 orienté vertica-

lement à l'aide de bras de support respectifs 12 Chacune des antennes, qui sont numérotées de I à VI, peut être une antenne dièdre relativement simple et peu coûteuse qui comprend un réflecteur R et un radiateur dipolaire DR orienté, par rapport à son bras de support 12, de façon que l'axe de pointage de son diagramme de rayonnement sensiblement en forme de poire coïncide avec l'axe du bras de support Les axes de pointage de diagrammes de rayonnement adjacents sont écartés les uns des autres de 60 et les diagrammes sont en chevauchement au niveau de leurs points à 3 d B Des moyens de commutation, non représentés sur la figure 2, mais qui seront décrits ultérieurement en relation avec la figure 9, sont portés par le mât, au voisinage immédiat des antennes élémentaires, de façon à faire séquentiellement commuter les différentes antennes en service et hors service,

dans le sens horaire.

On va maintenant montrer, sur les figures 3 à 8, comment et quand les différentes antennes commutent en service, puis hors service, chacune de ces figures 3 à 8 montrant deux positions de rotation du faisceau de balayage d'un radar SSR, la position du SSR par rapport au PSSR et le diagramme de rayonnement de l'un, différent, des six antennes élémentaires constituant le groupement représenté sur la figure 2 Sur la figure 3, le faisceau du SSR, qui possède typiquement une largeur angulaire de 3, est représenté comme tournant dans le sens horaire sur un intervalle angulaire de 60 ', depuis un angle de pointage instantané de 330 jusqu'à une position o l'angle de pointage se trouve à 30 '; la période de rotation du faisceau du SSR étant typiquement de 4 800 ms, on voit qu'il faut 800 ms au faisceau pour tourner de la position 330 à la position 30- Ces deux positions du faisceau du SSR sont indiquées en superposition au diagramme de rayonnement en forme de poire de l'antenne I du groupement du PSSR, dont le site est écarté de celui du SSR, lequel a une direction de pointage de 0 ' Ainsi, le faisceau de balayage passe par la partie à gain élevé du diagramme de rayonnement fixe de l'antenne I, et, si l'antenne I est en service, elle recevra la réponse du transpondeur de n'importe quel aéronef pouvant se trouver à l'intérieur du secteur de 60 interrogé par le faisceau de balayage du SSR Puisque la position exacte du SSR, la période de rotation de son antenne et sa caractéristique de répétition d'impulsions sont connues et sont mesurées de façon continue par le PSSR, le PSSR peut identifier avec précision n'importe quelle cible susceptible de

se trouver à l'intérieur du diagramme en forme de secteur large.

Lorsque le faisceau de balayage du SSR atteint la direction de pointage ', l'antenne I du PSSR commute hors service, et l'antenne II, dont la direction de pointage est 60 ', comme représenté sur la figure 4, commute en service (par l'intermédiaire d'un moyen qui va être décrit) si bien que, lorsque le faisceau du SSR traverse le secteur de 60 suivant, compris entre 30 ' et 90, il parcourt la partie à gain élevé du diagramme de rayonnement de celle-ci Par conséquent, l'antenne Il permet au SSR de détecter, d'identifier et de suivre n'importe quelle cible susceptible d'apparaître dans les limites de la portée étendue de son diagramme de rayonnement. Puisque la commutation des signaux à 1090 M Hz émis par le SSR peut avoir lieu en 0,5 lus, il est possible d'utiliser ces signaux, synchronisés sur le faisceau du SSR, pour réaliser la commutation d'une antenne directive à la suivante dans le groupement du PSSR, de manière sensiblement instantanée, sans aucune perte d'informations, lorsque le faisceau de balayage du SSR entre dans un secteur de 60 suivant La distance D entre les foyers de l'ellipse E, l'angle azimutal A mesuré par rapport à la ligne reliant le PSSR et le SSR, et le temps exact d'arrivée, au PSSR, du signal d'interrogation du SSR et des signaux de réponse émanant de toutes les cibles comprises à l'intérieur du faisceau du SSR étant connus, et puisqu'une portée utile d'environ 100 milles ou plus pour un aéronef se trouvant à des angles d'élévation au-dessus d'environ 1,0 constitue l'objectif, les impulsions P 3 du faisceau du SSR, retardées de 1800,us par exemple, ce qui équivaut à milles (un signal radar bidirectif met 12 ps pour parcourir 1 mille nautique) servent à déclencher la commutation Ceci assure que la commutation d'une antenne du PSSR à la suivante se produirait même si une cible quelconque, comme il peut s'en trouver à une grande distance (au-delà de 100 milles) était en train de répondre, et qu'il n'y aura pas de commutation entre antennes pour des cibles présentes dans la distance comprise entre O et 100 milles, de manière à ainsi empêcher l'interruption des trajectoires de cibles plus proches en train de s'approcher La mise en oeuvre d'un système permettant de réaliser la commutation d'une antenne à la suivante au moment correct précis est présenté sur la figure 9,

qui va maintenant être décrite.

Pour continuer la séquence, on peut dire que la figure 5 montre les angles de pointage instantanés du faisceau du SSR au début et à la fin de la période nécessaire pour balayer un secteur de 60, entre 90 ' et 120 ', en superposition avec le diagramme de rayonnement de l'antenne III, dont l'axe de directivité pointe sur 120 ' Sur la figure 6, l'antenne IV, une foie commutée en service, couvre un secteur de balayage du faisceau de balayage allant de 150 ' à 210 ', et, puisque son axe de directivité partage sensiblement en deux le secteur de balayage, le diagramme de rayonnement est plus large que le secteur et, par conséquent, procure un gain supérieur sur toute l'étendue du secteur Les conditions sont légèrement moins favorables lorsque l'antenne V a été commutée en service du fait de la rotation du faisceau du SSR de 210 ' à 270 ', puisque, comme représenté sur la figure 7, le secteur de balayage est relativement non symétrique par rapport à la direction de pointage de l'antenne fixe, faisant 240 ' Toutefois, l'antenne assure un gain suffisant selon sur l'ensemble du secteur de façon à lui permettre de recevoir de manière fiable des réponses de transpondeurs provenant d'aéronefs situés à l'intérieur du secteur à des distances de 100 milles ou plus Comme on peut le voir sur la figure 8, lorsque l'antenne VI est commutée en service par le faisceau de balayage pénétrant dans le secteur de 270 à 330, le secteur balayé est de nouveau plus symétrique par rapport à l'axe de direction de l'antenne fixe Lorsque le faisceau de balayage atteint la direction de pointage de 330, ce qui se produit 4800 ys après la position de départ indiquée sur la figure 3, le cycle précédemment

décrit se répète.

On passe maintenant à la figure 9, qui est un schéma fonctionnel de l'appareil, présent à l'endroit du PSSR, qui permet d'effectuer la commutation séquentielle des antennes fixes en synchronisme avec la rotation de l'antenne du SRR Une antenne 20 reçoit des signaux d'interrogation à 1030 M Hz en provenance du radar SSR proche, qui se trouve typiquement à une distance de 1 à 3 milles du site du PSSR, et couple celui-ci à un récepteur 22 fonctionnant à 1030 M Hz Les signaux de réponse des transpondeurs se trouvant dans les limites de la portée du SSR ne sont, à tout instant, reçus que par une seule des six antennes directives du groupement représenté sur la figure 2, indiqué en 24, et sont appliqués, via un commutateur 26, à un récepteur 28 fonctionnant à 1090 M Hz Le commutateur de radiofréquence 26 à six positions est porté par un mât 10 se trouvant à proximité immédiate des antennes élémentaires, la position qui est fermée à un moment donné déterminant laquelle des six antennes délivre un signal de réponse de transpondeur au récepteur 28 Les signaux reçus par les récepteurs 22 et 28 sont appliqués à un processeur 30 du PSSR, qui est conçu selon la figure 1 du brevet cité N 4 115 771, lequel détermine les relations temporelles entre les interrogations reçues et les signaux de réponse et fournit l'information nécessaire à l'affichage, sur l'afficheur 32 du PSSR, des positions d'un ou plusieurs transpondeurs par rapport au site du PSSR, de préférence en coordonnées polaires

centrées sur le site.

Le processeur 30 comporte un décodeur d'interrogations 32 et un sélecteur 33 de caractéristique de répétition d'impulsions (PRC), qui détermine si le mode d'interrogation est A ou C ainsi que le positionnement temporel précis de chaque impulsion P 3 de la paire d'interrogations qui est propagée le long du

faisceau étroit du radar SSR Un générateur 34 produit des impulsions en synchro-

nisme avec les interrogations venant du SSR lorsque celles-ci sont reçues et il continue à le faire lorsqu'elles ne le sont pas Dans un bloc 36, un retard de 1800 Yus est ajouté à la position temporelle des impulsions P 3 du radar SSR afin d'assurer que la commutation d'une antenne réceptrice directive à la suivante ne se produit

que lorsque les cibles éventuellement présentes sont au-delà de 150 milles, c'est-

à-dire pendant un "temps mort", dans un système destiné à couvrir une portée de

milles seulement; le bloc 36 est destiné à représenter le fait que la commuta-

tion ne peut pas avoir lieu pendant des périodes de réception en provenance de transpondeurs présents dans les limites d'une portée inférieure à 100 milles, et il introduit un retard 36 a dans chacun des trajets de commutation afin d'assurer que

les cibles présentes dans l'intervalle de O à 100 milles ne sont pas perturbées.

Dans le processeur 30 du PSSR, se trouvent également les informations relatives à la période de rotation de l'antenne de balayage du SSR, comme représenté par le bloc 40, à partir desquelles informations on peut facilement calculer l'angle de pointage instantanée du faisceau (bloc 42) On sait que, si le faisceau effectue une révolution toutes les quatre secondes, par exemple, on peut mesurer la période de rotation avec une précision de 1 ms et déterminer l'angle de pointage avec une précision de 0,25- Cette information d'angle de pointage est appliquée aux entrées de six générateurs de signaux de commutation 44, 46, 48, 50, 52 et 54, qui ont chacun pour fonction de produire un signal de commutation pendant le temps nécessaire pour que le faisceau du SSR balaye un secteur respectif de 60 e Par exemple, le générateur de signal 44 produit un signal de commutation qui ferme le commutateur SW-1 lorsque l'angle instantané de pointage du faisceau du SSR est 330 et ouvre le commutateur SW-1 lorsque l'angle de pointage vaut 30 ' Le commutateur SW-1 se ferme pendant la durée de 800 us qui est nécessaire pour que le faisceau du SSR parcoure ce secteur de 60 ' et

il connecte l'antenne I du groupement (figure 2) sur le récepteur à 1080 M Hz.

L'antenne I reste connectée au récepteur jusqu'à ce que le faisceau du SRR pointe sur la direction de 30, après quoi le commutateur SW-1 s'ouvre et le commutateur SW-2 se ferme et connecte l'antenne Il au récepteur 28, et ainsi de suite, jusqu'à ce que le faisceau du SRR ait tourné de 360, après quoi le cycle se répète La commutation a lieu à l'aide de la synchronisation PRC lorsque l'impulsion P 3 a traversé la distance maximale, ce qui évite de perturber des données de cibles A un instant quelconque, un seul commutateur est fermé, de sorte que, en effet, les différents faisceaux de réception à 1090 M Hz suivent le faisceau tournant du SRR, en effectuant les sauts nécessaires de manière synchrone, de façon à donner au PSSR, pour un coût réduit, un plus gain et une couverture d'une plus grande portée

que dans le système de la technique antérieure.

On réalise aisément le but recherché, qui est d'avoir une portée étendue, en utilisant des antennes à réflecteur dièdre, lesquelles sont relativement peu coûteuses et faciles à fabriquer et à installer, peuventavoir typiquement un il gain de 10 à 15 d B, plus approprié à l'extension de la portée du groupement jusqu'à milles, aux altitudes des avions à réaction, dans toutes les directions, et peuvent avoir une grande ouverture verticale leur donnant un gain vertical considérable. Alors que le groupement décrit possède six antennes directives ayant toutes le même diagramme de rayonnement, on comprendra qu'il est possible d'utiliser un groupement comprenant un plus petit ou un plus grand nombre d'antennes élémentaires, ou bien que certains des éléments du groupement peuvent avoir des gains et, ou bien, des diagrammes de rayonnement différents, permettant d'adapter le groupement à un environnement géographique particulier, ceci sans sortir du concept de l'invention consistant à faire commuter les antennes en service

et hors service avec la rotation du faisceau du SRR.

Il apparaît clairement, d'après la description du système précédent, o

le SSR et le PSSR sont séparés d'une distance relativement petite, typiquement de 1 à 2 milles environ, que le faisceau de balayage du SSR reste à l'intérieur du diagramme de rayonnement de l'antenne couvrant un secteur donné, de sorte que la commutation d'une antenne à l'antenne immédiatement adjacente peut s'effectuer en synchronisme angulaire avec la rotation du faisceau SSR Toutefois, lorsque il est nécessaire de séparer le PSSR du SSR de distances supérieures, par exemple quelques dizaines de milles nautiques, la commutation synchrone du groupement d'antennes fixes se trouvant à l'emplacement du PSSR peut amener à des pertes de cibles prises dans le faisceau du SSR, puisqu'il arrive souvent que le faisceau total

du SSR se trouvant à l'extérieur d'une portée de 100 milles ne s'étende pas seule-

ment à l'intérieur du secteur correspondant à une seule antenne La relation existant entre le faisceau de balayage du SRR et le diagramme de rayonnement d'un

groupement d'antennes fixes situé à l'emplacement d'un PSSR éloigné est graphi-

quement représenté sur les figures 10 A, 10 B, 10 C et 10 D, qui montrent ensemble, la rotation du faisceau du SSR par tranches angulaires, relativement aux axes de directivité d'un groupement fixe de 8 antennes directives distinctes Sur toutes ces figures, des secteurs de 45, numérotés de 1 à 8, qui sont centrés sur le site du PSSR et répartis autour de celui-ci, représentent les diagrammes de réception des huit antennes distinctes ayant des faisceaux d'une largeur d'environ 45 à -3 d B, et, sur chaque figure, on voit le faisceau de balayage du SSR s'écarter angulairement de plus en plus de la ligne de visée reliant le SSR et le PSSR, les quatre positions étant relativement représentées par une ligne en trait continu, une ligne en trait interrompu, une lignes en trait mixte et une ligne en trait interrompu long, dans cet ordre D'une figure à la suivante, quatre positions du faisceau du SSR sont représentées par les quatorze premières lettres de l'alphabet, à savoir de A à D sur la figure 1 OA; de E à H sur la figure 10 B; de I à L sur la figure 1 OC; et M et N sur la figure 10 D. On se reporte à la figure 10 A Pour atteindre la position A, le faisceau du SSR balaye un angle de 60, depuis la ligne de visée reliant le SSR et le PSSR, qui sera considérée dans la discussion suivante comme constituant la position de référence à 0 Une fois arrivé dans la position A, le faisceau du SSR, qui a une largeur d'environ 3 à 4, se trouve entièrement à l'intérieur du secteur de réception de 45 de l'antenne N 1 Lorsque le faisceau poursuit son balayage jusqu'à la position B, laquelle se trouve à environ 90 de la position de référence à 0, si l'on suppose que la longueur totale de la ligne en trait interrompu vaut environ milles et si l'on se souvient que les impulsions P 3 venant du SSR se propagent le long du faisceau à la vitesse de la lumière de façon à parcourir un mille nautique en 6 fs, le temps t qui s'écoule pour qu'une impulsion P 3 arrive à la position indiquée représente environ 70 milles nautiques, et l'espace parcouru entre les deux impulsions P 3 représentées le long de la ligne en trait interrompu étant de à 140 milles On voit que, lorsqu'il est à la position B, le faisceau du SSR se trouve à l'intérieur du secteur de réception de l'antenne ne 1 jusqu'à une portée d'environ 70 milles, et recouvre le secteur de réception de l'antenne N 2 sur sa portée allant de 70 à 140 milles Ainsi, pour suivre et ne pas perdre les cibles, il faut que l'antenne N 1 soit commutée hors service et que l'antenne N 2 soit commutée en service au moment o le faisceau du SSR entre dans le secteur de réception de l'antenne N 2; le moment précis de la commutation peut être déterminé à partir du temps de propagation de l'impulsion P 3, du SSR au bord postérieur du secteur N 1, qui vaut environ, dans le présent exemple: 70 milles x 6 lÀs/mille = 420 us Le processeur se trouvant à l'emplacement du PSSR, puisqu'il connaît l'instant d'émission de l'émission P 3 par le SSR ainsi que la direction de pointage instantanée du faisceau par rapport à la référence 0 ', détermine que l'antenne N 1 doit rester en service pendant 420 js, puis que la commutation doit se faire instantanément sur l'antenne nô 2 pendant les 600,us suivantes, ou une durée de cet ordre, (soit au total 1040,us ou plus, à partir du moment o l'impulsion P 3 a été émise par le SSR) afin qu'il lui soit possible de recevoir des réponses de la part de transpondeurs se trouvant à l'intérieur du secteur 2 jusqu'à une portée d'environ 175 milles Etant donné que le faisceau du SSR a une largeur d'environ 3 et effectue une révolution, sur 360-, en une durée d'environ quatre secondes et que le faisceau "reste" sur un aéronef pendant environ 1 % de la durée de la rotation, soit 50 ms environ, pendant lesquelles le SSR émet environ vingt impulsions P 3, respectivement séparées d'environ 2500 tus, dans une salve, le transpondeur de l'aéronef répond à chaque paire P 1-P 3, soit environ vingt fois pendant la salve.

On notera que, lorsque le faisceau du SSR balaye un angle supplémen-

taire de 20-, jusqu'à la position C, il passe du secteur N 1 au secteur N 2 avec une portée inférieure à ce quelle était dans la position B, soit environ 50 milles au lieu de 70 milles environ, mais, comme dans la position B, il se trouve à l'intérieur du secteur N 2 jusqu'à sa portée maximale Ainsi, le PSSR doit commuter de l'antenne n 1 2 lorsque l'impulsion P 3 a parcouru 50 milles, soit environ 300 us à la suite de l'émission d'une impulsion P 3 donnée par le SSR Il est maintenant évident que l'instant auquel l'antenne N 2 commute en service est une fonction continûment variable de l'angle de pointage du faisceau du SSR, que le PSSR connaît de manière très détaillée, et de sa relation géographique avec les secteurs de réception du groupement d'antennes Connaissant l'information relative au pointage, la période de répétition d'impulsions du SSR et sa relation avec les secteurs et la distance entre le SSR et le PSSR, le système peut aisément déterminer, par un calcul géométrique direct, combien de secteurs de réception le faisceau du SSR

recouvre pour n'importe quelle position donnée.

Après avoir tourné jusqu'à la position D, pour laquelle l'angle de pointage est 130, le faisceau SSR étroit s'étend sur les secteurs de réception des antennes né 1, nô 2 et N 3, et l'impulsion P 3 émise par le SSR ne se déplace que de milles environ ( 240,us après l'émission) pour arriver sur le bord antérieur du secteur N 2, et, alors, l'antenne né 2 est commutée en service A ce moment, l'antenne N 2 "écoute" les cibles qui peuvent être interceptées par le faisceau du

SSR dans les limites d'une portée d'environ 40 milles à environ 110 milles (c'est-

à-dire 70 milles de plus), après quoi le faisceau pénètre dans le diagramme de réception de l'antenne N 3 et l'antenne N 3 est alors commutée en service Ainsi, l'antenne N 2 est en service pendant la durée allant de 240 us à 660 us, après quoi l'antenne nô 3 est commutée en service et continue d"'écouter" jusqu'à 1800 ps, soit

la distance maximale présentant de l'intérêt.

S'il on se reporte maintenant à la figure 10 B, on voit que le faisceau du SSR, se trouvant à la position E, vise suivant 145 et recouvre les secteurs des

antennes N 1, 2 et 3, pour entrer dans le secteur 4 au-delà de la portée intéressante.

Ainsi, l'antenne N 3 ne sera pas commutée hors service puisque son axe de directivité vise de façon générale la même direction que l'angle de pointage

courant du faisceau.

Lorsque le faisceau arrive à la position F (angle de pointage de 165 ", il passe sur les secteurs de réception adjacents de quatre des huit antennes constituant le groupement du PSSR Par exemple, si trois aéronefs sont simultanément présents dans le faisceau, le premier à 20 milles du SSR, le deuxième à environ milles et le troisième à environ 90 milles, la réponse du premier sera reçue par l'antenne N 1, puisque la transition du secteur N 1 au secteur N 2 se produit à environ 30 milles ( 180 U Is) du SSR, la réponse du deuxième sera reçue par l'antenne N 3, dont le diagramme de réception couvre une durée, le long du faisceau, qui va de 240 pus à 360 pus (c'est-à-dire de 40 à 60 milles), et la réponse du troisième sera reçue par l'antenne N 4, dont le secteur de réception est orienté par rapport au faisceau de façon à recevoir des signaux pendant la durée, suivant le faisceau, de 360 ps à par exemple 1800 Ius c'est-à-dire de 60 milles jusqu'à la distance intéressante maximale Ainsi, à partir du moment o une impulsion P 3 quitte le SSR, chacune des quatre antennes s'est trouvée, à un certain moment, commutée en

service, à des instants qui sont déterminés par la vitesse de propagation de l'impul-

sion P 3 le long du faisceau dans le secteur 1 jusqu'au secteur 2, au secteur 3 et au secteur 4, si bien que, dans le PSSR, sont reçues de manière fiable les réponses de toutes les cibles interrogées par le faisceau Le temps de commutation exact peut varier légèrement (par exemple de + 25 Us) d'un balayage à l'autre, pour ainsi éviter toute perte de cible, même dans des secteurs étroits qui pourrait être perdus en

raison de temps de commutation cohérents.

Le fait que le faisceau du SSR passe par 190 pour arriver à la position G amène une situation symétrique (image dans un miroir) de celle qui avait été obtenue lorsqu'il se trouvait dans la position F précédemment décrite, en ce que l'antenne N 8 est commutée en service la première, puis l'antenne N 7, puis l'antenne N 6, et finalement l'antenne N 5 De la même façon, dans la position H ( 215), le faisceau recouvre quatre secteurs et les antennes 8, 7, 6 et 5 sont

commutées en service et hors service suivant la même séquence.

On se reporte maintenant à la figure 10 C On voit que le faisceau a tourné de 220 ' par rapport à la position de référence, pour atteindre la position I dans laquelle seules les antennes 8, 7 et 6 doivent être commutées, puisque le

faisceau coïncide sensiblement avec la direction de pointage de l'antenne N 6.

Lorsque la rotation se poursuit, d'un angle supplémentaire de 33, pour atteindre la position J, le faisceau ne recouvre que les secteurs 8 et 7, de sorte qu'il ne faut réaliser la commutation que de deux antennes seulement Les positions K et L, se trouvant respectivement à 275 et 310 ', sont sensiblement les compléments des positions B et C, représentées sur la figure 10 A La position K demande la commutation de l'antenne 8 à l'antenne 7, mais, dans la position L, seule l'antenne 8 sera commutée en service, puisque le faisceau est sensiblement parallèle à l'axe

de pointage de l'antenne fixe.

La figure 10 D montre le faisceau à la position angulaire 340 (position MI), pour laquelle il n'occupe que le secteur 8, et à la position angulaire (position N), pour laquelle il n'occupe que le secteur 1 De façon intéressante, du fait de l'écartement géographique relatif du PSSR et du SSR, seule l'antenne

n 8 est employée sur l'arc de balayage d'environ 50 ' qui va de 310 à 360 '.

On va maintenant résumer les principes de fonctionnement de l'invention en relation avec la figure 11, qui montre le faisceau du SSR en une position correspondant à la position D de la figure 10 A, c'est-à-dire pour un angle de pointage de 130, o une impulsion P 3, se propageant depuis le SSR le long du faisceau étroit du SSR à la vitesse de la lumière, traverse d'abord le secteur 1, puis le secteur 2, et enfin le secteur 3, dans lequel il intercepte et interroge un aéronef Le transpondeur se trouvant dans l'aéronef envoie au PSSR, sur une porteuse à 1090 M Hz, sa réponse, qui donne l'altitude, l'identité et d'autres informations en réponse à l'impulsion P 3, plus spécialement au positionnement temporel P 1-P 3 des impulsions Pl et P 3 d'une interrogation Dans le domaine de l'aviation civile, on n'utilise que des écartements P 1-P 3 de 21 us, o la réponse est l'altitude, et de 21 us, o la réponse est l'identité de l'aéronef interrogé Comme précédemment discuté, le PSSR mesure le temps d'arrivée (TAO), c'est-à- dire le temps qu'il faut à une impulsion P 3 également utilisée dans le PSSR pour effectuer le trajet à 1030 M Hz afin de déclencher le transpondeur de l'aéronef, et au signal de réponse du transpondeur pour être reçu, dans le PSSR, sur le canal à 1090 M Hz Le PSSR mesure les TOA des cibles indépendamment de celle des huit antennes qui a reçue

l'émission à 1090 M Hz en provenance de la cible.

On utilise une échelle différente de celle de la figure 10 A pour mieux illustrer les principes de fonctionnement, de sorte que le faisceau représenté sur la figure 11 est divisé en segments d'une longueur de 20 milles ( 120 js) et possède une portée de 140 milles Une impulsion P 3 émise par le SSR et se propageant le long du faisceau commence par mettre en service l'antenne N 1, puis, à environ 30 milles ( 180 us), cette antenne est mise hors service et l'antenne N 2 est commutée en service pendant la durée de propagation du faisceau qui va de 180 us à 360 lus (de 30 milles à 60 milles), après quoi l'antenne N 3 est commutée en service pendant le temps de propagation du faisceau qui va de 360,us à 840, us (dans cet exemple), ce qui correspond à une distance de 60 milles à 140 milles Il faut comprendre que les échelles de distance et de temps indiquées sont destinées à illustrer les principes de l'invention et ne doivent pas être prises dans un sens exact

ou limitatif.

Le faisceau du ASR-SSR effectue le balayage dans le sens horaire, typiquement en faisant une révolution toutes les quatre secondes; par conséquent, le faisceau balaye chacun des secteurs de 45 représentant le diagramme de

rayonnement d'une antenne fixe respective du groupement du PSSR en 500 ms.

L'angle de pointage exact du faisceau est connu, à tout moment, du PSSR, comme la période de répétition d'impulsions (PRP) du radar SSR, si bien qu'on dispose de l"'instant de départ" de P 3 pour calculer les moments o la commutation entre antennes doit se produire Si l'on suppose, dans le cadre de cette discussion, que la distance D entre le PSSR et le SSR est de 30 milles, soit un temps de transmission de 180 us, alors, en considérant les combinaisons successives de positionnements temporels des impulsions P 3 du SSR, on peut établir avec précision la combinaison PRP dans la mémoire de calcul du processeur du PSSR Alors que la combinaison emmagasinée dans le PSSR possède le même "temps de départ" que le SSR, un "prédéclenchement" est prévu dans le SSR pour tenir compte du temps de transit des impulsions P 3 du SSR au PSSR, soit, dans cet exemple, 180 IÀs Ainsi, le prédéclenchement produit dans le PSSR 180 /us avant l'émission réelle de l'impulsion P 3 par le SSR Le temps de prédéclenchement est calculé dans le logiciel de calcul qui existe dans le PSSR, pour chaque combinaison de répétition d'impulsions du SSR Une période de répétition d'impulsions typique de 400 impulsions P 3 par seconde et une période de rotation du faisceau de 4 secondes signifient que 1600 PRP se produisent et 1600 calculs du prédéclenchement ont lieu dans chaque rotation du faisceau On a vu, sur les figures 10 A à 10 D, les temps de commutation continûment variables par rapport au

temps d'émission de l'impulsions P 3 par le SSR, comme déterminé dans le PSSR.

La figure 12 est un schéma fonctionnel de l'appareil du PSSR, avec lequel on va décrire la commutation séquentielle de trois des huit antennes particulières d'un groupement 62 installé dans le site du PSSR, en synchronisme avec la rotation du faisceau étroit 64 d'un SSR placé à 30 milles, suivant une ligne de visée (LOS), du PSSR et la position du faisceau, comme représentée sur la figure 11 Une antenne directive 66 à gain très élevé, qui est pointée vers le SSR, reçoit des impulsions d'interrogation sur une porteuse à 1030 M Hz et les applique à un récepteur 68 à 1030 M Hz Les signaux de réponse venant des transpondeurs qui se trouvent dans les limites de la portée du SSR sont reçus par l'une des huit antennes du groupement 62, pouvant chacune être un réflecteur dièdre possédant un diagramme de rayonnement en forme de secteur étroit L'antenne du groupement qui, à un instant donné quelconque, reçoit le signal de réponse est déterminée par un commutateur de radiofréquence, schématiquement représenté sous la forme d'un commutateur rotatif 70, dont les contacts fixes 70 a sont respectivement connectés au dipôle (ou un autre type de radiateur) d'une antenne de type dièdre respective, et qui peut séquentiellement commuter en moins d'une microseconde Le groupement d'antennes 62 et le commutateur 70 sont montés ensemble sur un mât (non représenté) à proximité immédiate l'un de l'autre, de manière à minimiser le retard du signal, le mât étant suffisamment haut pour donner une ligne de visée nette vis-à-vis de toutes les cibles potentielles Tous les retards envisageables sont corrigés dans le logiciel du processeur Les signaux de réponse reçus par l'antenne instantanément active sont appliqués via le commutateur à un récepteur 72 à 1090 M Hz Les signaux reçus par les récepteurs 68 et 72 sont traités dans un processeur 74 du PSSR, de la manière enseignée dans le brevet cité ne 4 115 771, de façon à présenter sur un écran d'affichage 76, de préférence en coordonnés polaires, les positions d'un ou plusieurs transpondeurs

par rapport au site du PSSR.

Parmi les informations traitées par le processeur 74 et délivrées par celui-ci, se trouvent: le temps associé à l'impulsion P 3, sous forme décodée ou créée, représenté par le bloc 78; la position de rotation d'un faisceau SSR ayant (par exemple) une période de rotation d'un certain nombre de secondes, représentée par le bloc 80; et la combinaison PRP du SSR, qui peut être fixe ou en escalier, représentée par le bloc 82 Le positionnement temporel des impulsions P 3 du SSR, comme mesuré dans le PSSR, est représenté dans le bloc 83 sous la forme de 3 impulsions séparées de 3000 ps exactement, si l'on suppose une période de

répétition d'impulsions fixe de 3000 I Us, par exemple Un temps de prédéclen-

chement de 180 j Is, correspondant à la séparation de 30 milles entre le SSR et le PSSR, qui est représenté par le bloc 86, est produit pour chaque impulsion P 3 de manière à produire la combinaison représentée dans le bloc 88, o un temps de prédéclenchement précède chaque impulsion P 3 de 180 us Comme représenté par le bloc 90, le temps de prédéclenchement est choisi de façon à produire, dans le PSSR, le positionnement temporel de l'impulsion P 3 du SSR, comme indiqué dans le bloc 92 En d'autres termes, le PSSR sait, en temps d'horloge d'ordinateur, lorsqu'une impulsion P 3 a quitté le SSR pour se propager le long de son faisceau de balayage étroit 64 Ces informations de positionnement temporel, associées à des informations de rotation du faisceau, venant du bloc 80, et à des informations de combinaison PRP, venant du bloc 82, servant à calculer les temps de commutation d'une antenne fixe à la suivante dans la séquence décrite en relation avec les figures 10 A à 10 D Ce calcul, effectué par le logiciel de l'ordinateur du PSSR représenté par le bloc 94 sous l'étiquette "calculs géométriques de temps de commutation", pour les conditions particulières représentées sur la figure 11, fournit trois mesures de temps adjacentes calculées à partir de l'instant o l'impulsion T 3 a été émise par le SSR de O à 180 us, comme représenté par le bloc 96, le temps qu'il faut à l'impulsion P 3 pour traverser le secteur N 1 de la figure 11; de 180 js à 360,us, le temps qu'il faut à l'impulsion P 2 pour traverser le secteur nr 2 de la figure 11 (bloc 98); et de 360 IÀs à 1 000 Ius ou plus, (bloc 100), le temps qu'il faut à l'impulsion P 3 pour traverser le secteur N 3 et sortir de la portée intéressante i existe des durées maximales pour que l'impulsion P 3 traverse les secteurs, et qui varient avec l'angle de pointage du faisceau 64 du SSR, comme

précédemment discuté.

L'unité 96 de positionnement temporel produit un signal de sortie à t = 0, c'est-à-dire à l'instant o l'impulsion P 3 est émise par le SSR, ce qui active un commutateur schématiquement représenté en 102, lequel active à son tour le commutateur 70 afin de mettre en service l'antenne N 1 et de la maintenir en service pendant les 180,us nécessaires pour que l'impulsion P 3 traverse le secteur n 1 (figure 11), après quoi le commutateur 102 s'ouvre, l'antenne N 1 est mise hors service, et l'unité de positionnement temporel 98 produit un signal de sortie qui ferme un commutateur 104, lequel active le commutateur rotatif 70 afin de mettre l'antenne N 2 en service pendant la durée de 180 /us qui est nécessaire pour que l'impulsion traverse ce secteur N 2 Une fois écoulé le temps de 360 IUS, le commutateur 2 s'ouvre de manière à mettre l'antenne N 2 hors service, et un signal de sortie venant de l'unité de positionnement temporel 100 ferme un commutateur 106, lequel, via une ligne 110, active le commutateur de radiofréquence 70 afin de

mettre l'antenne N 3 en service.

Ainsi, les différentes antennes du groupement 62 sont séquentiellement commutées, de façon automatique, en fonction de la position de rotation du faisceau du SSR, de la distance D et du nombre d'antennes du groupement, ce qui assure une réception optimale, dans le PSSR, des signaux de réponse provenant d'un aéronef quelconque interrogé par le faisceau tournant, dans toutes les

directions de pointage.

Alors que les principes de l'invention ont été décrits dans le cadre de deux types différents de dispositions relatives du PSSR par rapport au SSR, à savoir, dans le premier cas, relativement proches l'un de l'autre et, dans l'autre cas, séparés de quelques dizaines de milles, avec des groupements d'antennes différents, à savoir un groupement de six antennes dans le premier cas et un groupement de huit antennes dans l'autre, et sous l'hypothèse de certaines relations de positionnement temporel, on comprendra qu'il s'agit d'exemples visant à

illustrer seulement l'invention et non à en constituer une limitation.

Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir de

l'appareil dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et

nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 Appareil permettant d'étendre la portée d'utilisation d'un système servant à indiquer la position d'un transpondeur par rapport à une position de référence se trouvant en un emplacement connu à l'intérieur de la zone de desserte balayée par le faisceau tournant d'un radar de surveillance secondaire (SSR), par réception, à l'aide d'un premier récepteur ( 22; 68) se trouvant à ladite position de référence, des interrogations venant dudit radar de surveillance secondaire, réception, à l'aide d'un deuxième récepteur ( 28; 72) se trouvant à ladite position de référence, des réponses du transpondeur sollicitées par lesdites interrogations, et détermination de la position du transpondeur à partir de la relation temporelle qui existe entre lesdites interrogations reçues, les réponses sollicitées par celles-ci et la période de balayage ( 40; 80) dudit faisceau tournant, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend, à ladite position de référence:

plusieurs antennes directives ( 24; 62) disposées suivant un grou-

pement circulaire fixe et possédant des diagrammes de rayonnement directifs pointait dans des directions différentes depuis le centre dudit groupement, chaque dit diagramme couvrant un secteur circulaire respectif, et des moyens comportant des moyens de commutation ( 26; 70) qui répondent à la position de rotation dudit faisceau tournant du radar de surveillance secondaire en couplant séquentiellement, audit deuxième récepteur, l'antenne dudit groupement dont le diagramme de rayonnement est pointé sur le secteur dans lequel le faisceau tournant est alors pointé, ce qui augmente le gain des signaux de réponse reçus par ledit deuxième récepteur et étend, de façon correspondante, la distance depuis laquelle les réponses du transpondeur peuvent être reçues à ladite

position de référence.

2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, à ladite position de référence, un moyen de traitement ( 30) servant à traiter les informations reçues de la part desdits premier et deuxième récepteurs afin de déterminer la position d'un transpondeur par rapport à ladite position de référence, et en ce que lesdits moyens de commutation comprennent: (a) plusieurs commutateurs de radiofréquence ( 1 à 6), à raison d'un pour chaque dite antenne, qui sont connectés audit groupement fixe, et qui, chacun, lorsqu'ils sont activés, couplent une antenne respective audit deuxième récepteur; (b) un moyen ( 42) comportant ledit moyen de traitement ( 30) qui sert à déterminer l'angle de pointage instantané dudit faisceau tournant du radar de surveillance secondaire, et (c) des moyens ( 44 à 54) qui répondent à l'angle de pointage instantané du faisceau dudit radar de surveillance secondaire en activant séquentiellement lesdits commutateurs de radiofréquence en synchronisme avec la rotation du

faisceau du radar de surveillance secondaire.

3 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque antenne dudit groupement est une antenne à réflecteur dièdre possédant un

diagramme de rayonnement directif en forme de poire.

4 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque antenne dudit groupement est une antenne à réflecteur dièdre possédant un

diagramme de rayonnement directif en forme de poire.

Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'activation comportent un moyen retardateur ( 32 à 36) servant à retarder d'un intervalle de temps prédéterminé l'activation de chacun desdits commutateurs de radiofréquence à la suite du passage de l'angle de pointage du faisceau du radar de surveillance secondaire du secteur dans lequel il était pointé en dernier au secteur immédiatement adjacent, de manière à empêcher la perturbation de réponses d'un transducteur qui aurait pu être placé sur la ligne imaginaire séparant lesdits secteurs à l'intérieur de la portée prédéterminée dudit radar de surveillance secondaire.

6 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la durée dudit intervalle de temps prédéterminé est le temps qu'il faut pour qu'une impulsion d'interrogation donnée parcoure la distance correspondant à ladite portée prédéterminée. 7 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens d'activation comportent des moyens retardateurs séparés ( 36 a) pour chacun desdits commutateurs de radiofréquence et comportent en outre des

moyens séparés (SW-1 à SW-6) respectivement combinés auxdits moyens retar-

dateurs afin de mettre respectivement en service ou hors service un commutateur de radiofréquence respectif au début et à la fin, respectivement, de l'intervalle de temps nécessaire pour que le faisceau du radar de surveillance secondaire balaye

un secteur respectif.

8 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit radar de surveillance secondaire est séparé de ladite position de référence par une distance notable, qui amène le faisceau tournant du radar de surveillance secondaire, pour certains angles de pointage, à s'étendre au-dessus de deux desdits secteurs, ou plus de deux, et en ce que lesdits moyens de commutation séquentielle comprennent en outre un moyen ( 94) qui répond à la combinaison de répétition des impulsions ( 82) apparaissant dans les interrogations reçues de la part dudit radar de surveillance secondaire et à la direction de pointage instantanée du faisceau tournant du radar de surveillance secondaire en calculant des temps de commutation en fonction des

durées qu'il faut, dans la disposition géométrique du faisceau du radar de surveil-

lance secondaire et des diagrammes de rayonnement des antennes dudit groupement fixe, pour qu'une impulsion d'interrogation donnée du radar de surveillance secondaire, depuis son émission par ledit radar de surveillance secondaire et dans sa propagation le long dudit faisceau, atteigne une première ligne imaginaire séparant le secteur dans lequel ladite impulsion est entrée en premier vis-à-vis de son secteur immédiatement adjacent, pour qu'elle parcoure, suivant la direction dudit faisceau, la distance de ladite première ligne imaginaire à une deuxième ligne imaginaire séparant ledit secteur immédiatement adjacent de son secteur adjacent suivant, et ainsi de suite, et en faisant commuter en service, aux temps de commutation ainsi calculés, l'antenne dudit groupement fixe qui

couvre le secteur dans lequel ladite impulsion d'interrogation donnée entre alors.

9 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte, à ladite position de référence, un premier récepteur ( 68) destiné à recevoir des interrogations de la part dudit radar de surveillance secondaire, un deuxième récepteur ( 72) destiné à recevoir des réponses de la part d'un transpondeur, et un processeur ( 74) servant à traiter les informations reçues par lesdits premier et deuxième récepteurs, et en ce que lesdits moyens de commutation séquentielle comprennent en outre: plusieurs commutateurs de radiofréquence ( 70 a) connectés audit groupement fixe d'antenne, à raison d'un pour chaque antenne ( 1 à 8), qui, chacun, lorsqu'ils sont activés, couplent une antenne respective audit deuxième récepteur, et un moyen qui répond auxdits temps de commutation calculés en activant séquentiellement lesdits commutateurs de radiofréquence ( 70 a) en fonction de la direction de pointage du faisceau du radar de surveillance secondaire. Appareil permettant d'étendre la portée d'utilisation d'un système servant à indiquer la position d'un transpondeur par rapport à une position de référence se trouvant en un emplacement connu à l'intérieur de la zone de desserte balayée par le faisceau tournant d'un radar de surveillance secondaire, par réception sur un premier récepteur, se trouvant à ladite position de référence, d'interrogations venant dudit radar de surveillance secondaire, réception, sur un

deuxième récepteur, de réponses venant du transpondeur, traitement des infor-

mations reçues par lesdits premier et deuxième récepteurs, et détermination de la position du transpondeur à partir de la relation temporelle qui existe entre lesdites interrogations et réponses reçues et la période de balayage dudit faisceau tournant, l'appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend, à ladite position de référence: plusieurs antennes directives disposées dans un groupement circulaire fixe qui ont chacune un diagramme de rayonnement directif pointant dans une direction différente depuis le centre dudit groupement et qui couvrent chacune un secteur angulaire respectif, ladite position de référence étant séparée dudit radar de surveillance secondaire par une distance qui amène ledit faisceau tournant du radar de surveillance secondaire à s'étendre parfois au-dessus de deux desdits secteurs, ou plus de deux; plusieurs commutateurs de radiofréquence qui sont chacun connectés à une antenne respective dudit groupement et qui, chacune, lorsqu'elles sont activées, couplent une antenne respective audit deuxième récepteur un moyen qui répond à la combinaison de répétition des impulsions existant dans les interrogations reçues de la part dudit radar de surveillance secondaire et à la direction de pointage instantanée dudit faisceau tournant du radar

de surveillance secondaire en calculant lequel desdits commutateurs de radio-

fréquence doit être activé, et à quel moment il doit l'être, en fonction du temps qu'il faut, dans la disposition géométrique du faisceau tournant du radar de surveillance secondaire et des diagrammes de rayonnement des antennes dudit groupement, pour qu'une impulsion d'interrogation donnée du radar de surveillance secondaire, après qu'elle a été émise par ledit radar de surveillance secondaire, atteigne une première ligne imaginaire séparant le secteur dans lequel ladite impulsion est entrée en premier du secteur qui lui est immédiatement adjacent dans la direction de rotation dudit faisceau, pour qu'elle parcoure, le long dudit faisceau, la distance de ladite première ligne imaginaire à une deuxième ligne imaginaire séparant ledit secteur immédiatement adjacent du secteur qui lui est ensuite adjacent, et en activant, auxdits temps calculés, le commutateur de radiofréquence approprié de façon qu'il connecte ledit deuxième récepteur à l'antenne dudit groupement qui couvre le secteur dans lequel ladite impulsion d'interrogation donnée se propageant

le long du faisceau du radar de surveillance secondaire entre alors.

11 Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que le moyen de calcul des temps d'activation des commutateurs comprend en outre un moyen permettant d'altérer le positionnement temporel des impulsions d'interrogation reçues par ledit récepteur d'une quantité qui correspond au temps de propagation de l'impulsion entre ledit radar de surveillance secondaire et ladite position de référence.