[Œ œm~mrnillTImIJm
10 ero f= 1MHz
pourrait vraisemblement réduire.
D'ailleurs, à 0,9 fois l'affichage maximal, tout semble normal.
Résistance de sortie
En réduisant progressivement la résistance de charge du généra-teur, on constate que la tension de sortie décroît (figure 12) progres-sivement dès que Re
>
500n.
CONTRÔLE DES PERFORMANCES DU GÉNÉRATEURSQI0EURELCO
Fréquence Tension Taux de Fréquence Précision
affichée se sortie distorsion réelle d'affichage
(Hz) (V) . (0/0) (Hz) (%)
10 b1,035 0,38 9,4 - 8
20 1.018 0,22 19,7 - 1,5
50 1.017 0,115 48,4 - 1,2
100 1,014 0,085 103 +3
100 1,0109 0,1 100
°
200 1,0107, 0,072 208 +4 1
500 1,006 0,075 504 + 0,8
100O 1,0115 0,075 1072 + 7,2
100O 1,0272 0,055 978 - 2,2
200O 1,008 0,05 2015 + 0,75
5000 1,002 0,054 4902 - 1,96
10000 1,0042 0,075 10454 + 4,54
,
10000 1,0057 0,05 10000
°
20000 1,018 0,052 20580 + 2,9
50000 1,014 0,062 49990 - 0,02
100 000 0.965 0,075 106510 + 6,5
100000 0,965 1,45 100 225 + 0,225
200000 0,95
-
201580 + 0,79500000 0,95
-
506280 + 0,121000000 0,93
-
1032360 + 3,2CONDITIONS DE MESURES:
-
Tension affichée: 1 V-
Contrôle de l'étalonnage à 50 kHz (retouche faite à la main). Accord précis sur le trait du cadran-
Mise à la terre du châssis-
Ne dérive pas dans le temps 1Page 178 . NO 1473
Fig. 14. -Contrôle du signal rectangulai-re avec un oscilloscope de 23 ns de temps de montée: les tensions indi-quées sont mesurées à vide.
Pour
Re =
56 !2 la tension dispo-nible baisse de moitié: c'est donc la résistance interne du généra-teur.Il peut aussi ajouter que la dis-torsion de bouge absolument pas.
Dérive en fonction du secteur La figure 13 montre que la ten-sion disponible ne change guère dans la. plage de 180 à 260 V (à
±
5%
près). Cest une performan-ce qu'il convient de souligner. Là encore, la distorsion, et la fré-quence, changent peu ou prou.Essai en rectangulaire
En régime rectangulaire, le gé-nérateur AF se comporte honora·
blement: voir figure 14. Un dé-passement apparaît néanmoins lorsque le potentiomètre de ni·
veau, non compensé par principe, est dans une position intermédiai·
re. Ce dépassement dis parait lors·
que le réglage de niveau est au
maximum. '
Le rapport cyclique est étonna·
ment bçm puisque rigoureuse·
ment égal à 50 %. Enfil1", le témps de montée sélève à 42 ns ce qui est meilleur que èprévu.
CONCLUSIONS Le générateur AF testé ~on,
tre, par ses performances, qu'il es digne de figurer aussi bien dan~
les laboratoires que dans les sta tions d'essais ou de dépannage.
Le distorsiomètre, après avoi bien compris Ile mode opératoin des réglages, s'avère des plus inié ressant. Il est regrettable, toute fois, que l'on ne puisse pas récu pérer la tension « harrnonique » EURELCOcontacté, pense qu-Ia transformation se fera dans le prochaines séries:
Roger Ch; HOUZl Professeur à l'Ee'
Bibliographie: documents El RELCO
FONCTIONNEMENT DE L'ENSEMBLE On s'attend à trouver un écho correspondant à .une cible située à environ 53 km (on l'a vu sur le tube cathodique représenté sur la Fig. 9). On bascule l'interrupt~ur
double KI - K2 sur la position
« manuel» (en pointillé) et l'on actionne la clef KJ dans le sens voulu pour amener le compteur CI à afficher un nombre voisin de 5 300 (ce qui correspond à 5 300 unités de distance de 10 m, soit à 53000 m).
Dès le début du comptage, l'impulsion radar a été émise et l'onde va vers la cible. Supposons que cette dernière soit un peu plus loin que la distance estimée de 53 km, le compteur CI passera par la valeur 5 300 au temps to' avant le retour de l'écho.
Ce dernier, à la sortie du récep-teur, est retardé d'une durée T, égale à la largeur des signaux de MS I et MS2 par la ligne à retard LAR. Donc, comme l'écho radar est arrivé au récepteur un peu après to (la cible est un peu plus loin que 53 km), on trouve, à la
l~1
sortie de LAR, un écho retardé qui arrive un peu après l'instant to + T.
Si l'écart n'est pas trop grand, le discriminateur distance donne une indication de correction, sur sa sortie S +. Comme on a, après avoir affiché 5 300 sur CI par la clef K 3' basculé KI - K2 sur la position ci automatique»; il y a correction de l'indication conte-nue dans CI' qui passe, par exem-ple, à 5 345, si le discriminateur distance a envoyé 45 impulsions sur sa sortie S +.
Autrement dit, la distance de 53,45 km constitue une meilleure approximation de l'éloignement de la cible.
A la récurrence suivante, l'impulsion de coïncidence va se produire à un instant t'o un peu plus retardé par rapport à l'émis-sion de l'onde. Si la distance de la cible n'a pas trop changé, l'écho arrivera à un instant très proche de t'o' L'écho retardé par LAR arrivera donc très près de l'instant t'o + T, soit presque « à cheval»
sur les signaux de MS I et MS2•
S'il est exactement « à cheval»
sur ces deux signaux, c'est-à-dire qu'il déborde autant sur le signal de MS , (au moment du début ci~
(suite voir nO 1469)
l'écho) que sur celUI de M:S2 tlors de la fin de l'écho), c'est que la dis·
tance exacte a été trouvée.
Si la correction n'est pas par-faite, par exemple si le discrimina·
teur distance indique que l'écho retard de T arrive à déborder un peu plus sur le signal de MS I que sur celui de MS2 (la cible est un peu plus près que 53,45 km), le discriminateur distance envoie quelques impulsions sur sa sor-tie S -, par exemple, il en envoie 3, faisant passer l'indication de CI à 5 342 et il se peut que cette dis-tance soit rigoureuse. Même si la distance cible-radar varie (ce qui est normal quand on envoie les ondes du radar sur un avion) d'une récurrence à l'autre, le fonc-tionnement du discriminateur dis-tance va corriger en permanence le contenu du compteur CI' pour y afficher régulièrement la valeur vraie de la distance. De toutes façons, pendant une récurrence de radar, soit 5 ms, même un ay.ion volant à mach 3 (trois fois la vitesse du son, ou 1 020 mis ou 3 672 km/h) ne dépasse guère 5 m de déplacement. Pour une fusée astronautique, la vitesse maximale fltteinte est de Mach 34, soit
envi-TOn Il,5 km/s, soit moins de 60 m en 5 ms.
L'APPROCHE MANUELLE ET LA PRISE EN POURSUITE DISTANCE On a vu que, pour que la dis-tance affichée sur CI soit la vraie distance radar-cible, il faut que l'écho arrive, après passage dans la ligne à retard LAR, « à cheval»
sur les signaux de MSI et MS2 • Le circuit « ou» 01 de la figure 1 0 donne un signal de lar-geur 2 T, que l'on envoie au tube cathodique où les échos sont affi-chés. On matérialise le moment d'arrivée de ce signal de durée 2 T d'une façon adéquate, par exemple en rendant momentanément plus brillant le spot du tube.
On examine ce tube et l'on voit dessus (Fig. Il) l'impulsion d'émission Em, de 1'« herbe»
(trace du souffle du récepteur), une
cc zone surbrillante» (correspon-dant à l'instant du signal de sortie du circuit cc ou » 01) et des échos, Echo , et Ech02 par exemple.
Si l'on suppose que c'est le pre-mier écho qui est celui de la cible que l'on veut poursuivre (on en connait approximativement la
dis-NO 1473· Page 179
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tance par l'échelle électronique,
Entre chaque récurrence radar, le contenu du compteur CI' est surbrillante avec une grande sou-plesse de manœuvre, vite ou lente-ment suivant qu'elle est loin ou
On pourrait d'ailleurs réaliser un affichage plus fin de la cir-cuits intégrés, qui sont capables de fonctionner à 150 MHz. direction R-C (radar-cible) avec la direction R H, H étant la la cible en faisant bouger l'antenne jusqu'à ce que l'écho passe par une amplitude maximale:
l'antenne serait alors pointée sur la cible.
Une telle méthode n'est pas à conseiller. D'abord, elle ne serait pas automatique. Ensuite, quand une fonction passe par son maxi-mum, elle devient peu « sensible»
à l'action de la variable (les mathématiciens traduisent cela en disant que la dérivée de la fonc-tion s'annule).
Par exemple, si l'on veut accor-der un récepteur à modulation de fréquence sur l'émission cherchée, il serait relativement contre-indi-qué de faire appel à un indicateur d'accord qui montrerait simple-ment l'amplitude de l'onde reçue commande automatique de fré-quence).
Donc, si l'antenne est exacte-ment pointée de telle sorte que la cible se trouve dans la direction où le gain d'antenne est maximal, en dépointant légèrement l'antenne, on n'aura qu'une varia-tion relativement faible de l'ampli-tude de l'écho. ensuite abandonnée parce que
« archaïque », puis ... redécouverte.
La directivité de l'émission, comme de la réception, était assu-rée par l'emploi d'un réseau de doublets, émettant ensemble, répartis sur une assez grande
réseaux étant un peu décalés l'un par rapport à l'autre.
Pour expliquer le fonctionne-ment d'une façon plus claire, nous supposerons qu'il s'agit unique-ment de maintenir .l'antenne poin-tée en gisement vers la cible.
Les deux récepteurs, utilisant chacun un réseau de doublets, ont alors des diagrammes d'antenQes tels que ceux que représente i la
figure 13. !
Le premier récepteur, RI' ayant sa direction de maximum de sensibilité en OX, a un diagramme de directivité de son antenne tracé
C'est dansj.a,.f!!rection OZ, bis-sectrice de XOY, que les deux récepteurs ont la même sensibilité, un peu réduite par rapport à la sensibilité maximale qu'ils présen-tent dans la direction OX pour RI et OY pour R2.
On s'arrange, par des astuces de lignes à retard, à afficher sur un OY, correspondant au maximum de sensibilité de R2' les échos la direction OZ que les deux échos seront égaux sur le tube (Fig.
16 b). Un servant, examinant en permanence le tube cathodique, agira sur la commande en gise-ment des groupes d'antennes pour maintenir toujours les échos au doublets avait la forme d'une sorte de Té de dessinateur, la grande branche du Té étant toujours hori-zontale, mobile autour d'un axe vertical, et servant au pointage en gisement. La petite branche du Té, mobile autour d'un axe horizontal parallèle à la grande branche, utilisait une technique nouvelle.
Son antenne d'émission était constituée par un réflecteur para-bolique, renvoyant dans une direc-tion déterminée les ondes issues primaire tournait rapidement (environ 30 tours par seconde) autour de l'axe du réflecteur, la source étant légèrement en dehors de cet axe. La rotation était obte-nue par un moteur qui entraînait le coaxial amenant les oscillations hyperfréquences au doublet. Ce coaxial était muni d'un joint tour-nant permettant à la partie avant de tourner sur elle-même, la partie arrière restant fixe (dans la mesure ou le réflecteur le restait).
Le faisceau était donc émis avec un « balayage » en cône, l'axe du cône étant celui du réflecteur para-bolique. deux récepteurs différents, on avait, en quelque sorte, une antenne unique « commutée »
alternativement à gauche et à droite (pour ne parler que du poin-tage en gisement). La phase des tensions dé l'alternateur
rensei-gnait à chaque instant sur la posi-tion instantanée de l'antenne.
Pour une cible située exacte-ment dans l'axe du réflecteur. le
« dépointage » (d'ailleurs petit) du faisceau par rapport à la direction radar-cible restait donc constant, ce qui se traduisait par un écho d'amplitude constante: tous les 13 échos reçus pendant un tour de ampli-tude: ceux qui correspondaient aux moments ou le faisceau était valable pour un dépointage en site.
En fin de compte, par comparai-son de la modulation en amplitude des échos lors de la rotation du servomoteurs commandant la rotation de tout le réflecteur en gisement et en site, permettaient l'asservissement de l'axe du radar (axe du réflecteur parabolique) vers la cible.
Ce principe fut repris, avec de nombreuses améliorations, sur le radar COT / AL de la Compagnie Française Thomson Houston, vers les années 1950. Ce radar fut réa-lisé à plusieurs centaines d'exem-plaires, toujours en service actuel·
lement. approximative) avait un avantage certain: avec une seule impulsion
Cet avantage est perdu dans les radars à balayage conique: il faut plusieurs tours de balayage pour déterminer l'erreur de pointage.
Or, comme on le verra plus loin,
On retrouva donc les qualités de cet ancêtre en le remettant au goût du jour sous forme de radar dit
« monopulse ».
11 comporte essentiellement une source primaire à quatre cornets adjacents, émettant ensemble, situés près du foyer d'un réflecteur parabolique, par exemple. Vû la concordance de phase à l'émission entre les quatre cornets, tout se
Par des jeux de ces assemblages de guides à l'architecture fort compliquée que l'on appelle des
« Tés magiques », on réalise un
« signal somme » qui correspond à la somme des énergies reçues dans les quatre cornets, ainsi que deux signaux « différence ». Le premier, dit « différence gisement », est une onde hyperfréquence dont l'ampli-tude est proportionnelle à la diffé·
rence des amplitudes reçues par le cornet de droite et le cornet dé (en supposant toutefois que l'écart n'est pas trop grand). traitent l'infonriation contenue dans les trois signaux hyperfré-quence reçus, on peut, après un pointage approximatif de l'antenne, faire de 1'« écartomé-trie» (mesure des écarts) en une seule impulsion.
NO 1473· Page 181
Photo 2. - Console 0 éraûonnelle Ir VEGA» Thomson CSF.
Page 182 . NO 1473
Ce fait est particulièrement inté-ressant dans les radars dont l'antenne est du type « à balayage électronique ». En gros, disons que l'on concentre le faisceau au moyen d'un réseau de sources pri-maiies, entre lesquelles on peut faire varier, comme on le désire, le dèphasage par des systèmes déphaseurs à ferrite, commandés par des champs magnétiques ou tout autre système. Il est alors possible d'envoyer une impulsion dans une direction donnée, puis, un millième de seconde plus tard, d'en envoyer une autre dans une direction tout à fait différente, à plus de trente ou même quarante degrés d'angle de la première, mais connue avec la même préci-sion. Bien entendu; tout système mécanique serait hors d'état de réaliser une telle performance: on ne déplace pas en un millième de seconde une antenne qui peut peser plus de dix tonnes!
LA DÉSIGNATION Les radars à faisceau très fin arrivent difficilement à trouver par eux-mêmes une cible: l'explora-tion de tout l'espace autour du radar serait bien trop long avec un tel faisceau. Autant vaudrait de se mettre à peindre un mur avec un pinceau à quelques poils! Tout le monde sait que, pour gagner du te"'iips, on utilise un « rouleau ».
,
C'est ce que l'on tera pour Oesl-gner au radar à faisceau fin la cible qu'il doit prendre en pour-suite. On commence donc par uti-liser un radar de très grande puis-sance, avec une très grande antenne, dont la directivité en gisement est très bonne alors que la directivité en site est intention-nellement réduite.
Le diagramme en gisement d'une telle antenne sera, par exem-ple, celui de la figure 17 (a), vu en projection sur un plan horizontal, alors que le diagramme de site est celui de la figure 17 (b), tracé dans un plan vertical. On remarque que le diagramme de site est dissymé-trique: il est inutile d'envoyer des ondes à site négatif (vers le so1), alors que les avions cherchés sont à site éventuellement faible, mais positif.
On arrive à réaliser de tels diac grammes par l'emploi d'une antenne qui est très grande quand on la regarde d'en haut (en projec-tion horizontale), mais dont la hauteur est réduite et dont les
sources primaires sont spéciale-ment étudiées.
Cette antenne, placée tout de même pas trop près du sol, tourne d'un mouvement régulier autour d'un axe vertical, un tour durant de 1 à 20 s suivant les types. On en voit dans tous les aéroports.
Pour utiliser au mieux les indi-cations des échos reçus par cette antenne, on utilise une méthode ingemeuse: la représentation
« cartographique» du type
« P.P.!. »
«(
Plane Position Indica-tor » = Indicateur de position dans le plan).Elle est réalisée ainsi (Fig. 18).
En même temps que l'antenne, on fait tourner une paire de bobines de déviation BI - B2 • La direc-tion BI - B2 reste constamment perpendiculaire à la direction OX d'émission de l'antenne O.
Ces bobines tournent autour du col C d'un tube cathodique. La déviation du spot de ce tube se fait donc à angle droit du champ magnétique des bobines, soit dans la direction CB, parallèle à la direction d'émission à chaque ins-tant
Pour chaque émission, le spot part du centre du tube (c'est un tube rond) à l'instant de l'émis-sion, puis il va vers le bord avec une vitesse constante, obtenue en envoyant aux bobines un courant qui çroÎt suivant une loi en dents
d~ scie.
Les échos ISSUS ou récepteur sont appliqués à la . grille de commande de luminosité (ou Wehnelt) du tube cathodique, pour rendre le spot plus brillant quand un écho arrive au récepteur.
Donc, quand l'antenne, lors de sa rotation, passe par la direction où il y a un objet générateur d'écho, on voit apparaître un point brillant sur le tube cathodique. Ce point est situé, par rapport au cen-tre du tube, dans la direction où se trouve l'objet en question. Il est d'autant plus loin de ce centre que le temps d'aller et retour de l'onde est grand; donc que l'objet est loin du radar.
On utilise un tube cathodique à écran fluorescent à grande persis-tance; on voit alors apparaître, sur l'écran, une « carte géographique »
des échos, permettant de repérer ceux-ci en direction (gisement) et distance. En réalité, l'image est faite d'une série de traits diver-gents du centre comme les rayons d'une roue, mais il y a tellement d'émissions dans un tour d'antenne que l'image semble presque continue. Pour mieux
r===--_J ·
climpulsion en fonction du temps, pendant cette impulsion elle-même.localiser les échos, on envoie, mélangés aux signaux du récep-teur, des tops d'échelle de temps comme dans le cas de la figure 9.
Les points brillants correspon-dants dessinent des cercles concentriques, un tous les 10 km . par exemple.
Quand on examine une telle
« carte radar», on reconnait immédiatement des échos prove-nant d'objets connus et identifiés.
On reconnait aussi les échos issus d'objets mobiles, parce que leur image ne se trouve pas à la même place à chaque tour de l'antenne.
On peut facilement, sur le pointillé correspondant (un point par tour tout apparaît en lumineux sur fond sombre.
Au centre, un point brillant iné-vitable, dû au point de départ de tous les balayages radiaux. On voit d'ailleurs les dernières traces de balayages, inscrites depuis peu de temps, en plus lumineux que les autres, dont la phosphorescence donne une lumière plus faible.
Les cercles correspondent à des marqueurs, par exemple tous les 5 km.
L'écho A est celui d'un nuage, relativement flou mais immobile.
L'écho B est celui d'un bâtiment fixe, par exemple une tour bien un endroit différent, les points cor-respondants aux derniers tours étant plus lumineux. L'espacement des points est moyen. L'écho D, en revanche, est celui d'un objet se déplaçant rapidement: les points tracés à chaque tour sont relative-ment éloignés les uns des autres.
En E, on voit l'écho d'une struc-ture fixe, comme une ligne de che-min de fer ou une ligne haute ten-sion. L'écho F correspond à un . objet en déplacement lent: les
dif-férents points sont rapprochés les uns des autres.
LE PROCESSUS D'« ACQUISITION»
Supposons que l'opérateur, voyant le tube cathodique qui sè présente comme sur la figure 19, veuille prendre en poursuite
auto-~atigue la cible qui correspond· à a un faisceau parfaitement focalisé en site et relativement plus large en gisement. C'est, en quelque sorte, le complément du radar panoramique dont nous avons in-diqué, sur la figure 17, le dia-gramme d'antenne.
Ce radar, à l'opérateur duquel on a communiqué la distance approximative de l'écho C, ayant son antenne pointée approximati~
vement en gisement vers la cible en question, fait basculer un peu l'antenne, vers le bas puis vers le haut, pour localiser la cible dans
vement en gisement vers la cible en question, fait basculer un peu l'antenne, vers le bas puis vers le haut, pour localiser la cible dans