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L'invention concerne des appareils destinés à la
collecte de messages emanant d'une multiplicile de postes
et au traitement desdits messages en vue d'en tirer les
information qu'ils contiennent.
De tels apparreils trouvent utilisation dans une
installation de transmission qui comprend une multiplicite
de balises reparties sur un territoire et émettant des
messages en langage numéerique par modulation de phase d'une
onde porteuse, lesdits messages étant destines à être captés
par un appareil porte par un satellite se déplaçant au-dessus
du territoire, soit pour la mise en memoire des messages
reçus, soit pour leur retransmission.
Les messages émis par les diverses balises parviennent
au satellite d'une manière aléatoire et la fréquence de leur
onde porteuse est inconnue, de sorte que l'appareil comprend
des moyens de balayage en fréquence sur une bande de
frequences à l'intérieur de laquelle sont contenues les
fréquences des ondes porteuses emises ainsi que des
dispositifs de traitement à boucle de phase pour assurer la
demodulation du ou des messages retenus au cours du balayage
ou analyse spectrale.
La presente invention vise divers perfectionnements à
un tel appareil qui permettent d'aboutir à une realisation
simple et economique et d'une grande efficacite.
Les signaux radio recus par la station, par exemple à
bord d'un satellite, doivent être traites au fur et à
mesure de leur arrivée afin de détecter les messages qu'ils
contiennent. En général, à un instant donné la station
reçoit plusieurs desdits signaux. Il est nécessaire alors
d'effectuer une sélection entre ces signaux afin de
minimiser le materiel de traitement à bord de la station
tout en maximisant la collecte des messages parvenant à
cette station. Cette sélection peut être effectuée à
partir d'une analyse de la fréquence et/ou du niveau des
signaux re~us pour chacune des frequences dans une bande
de fréquences predeterminees. Afin de permettre une telle
analyse, il est essentiel que le recepteur des signaux
radio possèd~ un gain qui res~e rigoureusement constant,
~r
.
1143~31)1
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et ceci pendant une période très longue, nota~ment dans le
cas d'un satellite, puisqu'une fois celui-ci lancé, il n'est
plus possible d'intervenir directement pour remplacer des
composants atteints de vieillissement.
L'invention a pour objet un dispositif de contrôle de
gain du récepteur de signaux radio dans une installation
du type précédemment évoqué, qui permet de maintenir le
gain à une valeur constante pendant une période de très
longue durée, tout en ne nécessitant que des moyens très
simples, et notamment en utilisant des données déjà
disponibles à la suite de l'acquisition des signaux reçus
ou en vue de leur traitement.
L'intention prévoit aussi des moyens pour maintenir a
une valeur constante le gain d'un récepteur qui trouvent
une application avantageuse dans le cas d'un récepteur
porté par un satellite destiné à collecter et traiter des
signaux provenant d'une multiplicité de balises réparties
sur un territoire au-dessus duquel se déplace le satellite.
L'invention pallie ici les phénomènes de vieillissement
et trouve une utilisation intéressante dans le cas ou les
mesures de niveau ont une importance pour le traitement de
messages.
Suivant un premier procédé, l'invention prévoit que les
niveaux déterminés par l'appareil de traitement que comprend
l'appareillage due satellite soient transmis vers le sol et,
en cas de variation du niveau moyen des signaux transmis,
une télécommande fait varier le gain du récepteur pour le
maintenir à une valeur conservant à celui-ci la proprié~é
d'amplifier avec le même gain tous les signaux qu'il reçoit,
quelle que soit leur intensité.
Suivant un autre mode d'exécution, le satellite comprend
un moyen pour engendrer un signal de référence de niveau
constant, et l'appliquer à l'entrée du recepteur pour
asservir le gain de celui-ci au signal correspondant
résultant de l'amplification fournie par le récepteur.
Encore un autre~mode d'exécution fait application du
bruit thermique et, selon ce mode, le gain du récepteur est
____ _.
,
~1~L3~01
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corrige selon le niveau du bruit thermique amplifie.
L'invention prevoit a cet egard un stade de fonctionn-
ement pendant lequel le recepteur traite un bruit thermique
à l'exclusion d'un signal recu de l'extérieur.
Selon encore un autre mode d'exécution, on utilise les
informations de niveau qui sont fournies par l'analyseur de
spectre et lesdites informations font l'objet d'un traite-
ment statistique en vue de la comparaison avec des valeurs
préalablement calculées ou resultant d'informations
intérieures.
Une telle réalisation est particulièrement intéressante
lors-que la gestion utilisée fournit les informations de
niveau en valeur numérique.
Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple,
on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels:
- la figure 1 est un schéma relatif à une forme de réalisa-
38(;)~
tion;
- la figure 2 est un schéma relatif à une autre ~orme de
réalisation;
- la figure 3 est un schema relatif à une autre forme de
réalisation;
- la figure 4 est un schéma relatif à une autre forme de
réalisation;
- la figure 5 est un schéma relatif à une autre for~e de
réalisation;
- la figure 6 est un schéma relatif à une autre forme de
réalisation.
~n récepteur radioelectrique 201 (figure 1~ destine à fournir des
signaux à un analyseur de spectre et à des dispositifs de traitement,
a une entrée 202 sur laquelle sont appliques les signaux captes par une
antenne 203. Sa sortie 204 se divise en deux branches, l'une 205 qui
constitue l'entree d'un dispositif 206 de mesure de niveau et de
fréquence des signaux re,cus, et l'autre 207 à partir de laquelle sont
dérivées les voies 2081 ... 208 aboutissant à des dispositifs de traite-
ment 2091 ... 209~.
La constitution du récepteur 201, dont la sortie est à fréquence
unique, est particuli~erement simple.
On se réfère maintenant à la figure 2. Les signaux provenant d'un
récepteur radioélectrique parviennent à une entree 211, laquelle est
appliquee par un circuit 212 à l'entree 213 d'un melangeur 214. La
seconde entree 215 dudit melangeur est reliee par un circuit 216 à
une boucle fermee 217 comprenant un oscillateur 218, dont la fréquence
est contrôlée par une tension appliquée à son entrée 219, ainsi qu'un
filtre de bande 221, un diviseur de fréquence 222, programmable par
degrés proches l'un de l'autre sous l'effet d'une commande de programm-
ation 223 appliquée par un circuit 224. La boucle 217 comprend également
un comparateur de phases 225 dont une entrée 226 fait partie de la boucle
et dont une autre entrée 227 applique au comparateur de phases 225 une
fréquence ultrastable fournie par un oscillateur ultrastable 228 avec
intervention d'un diviseur de fréquence 229 introduisant un facteur
de division fixe.
Le balayage en fréquences est commandé par l'intervention du
diviseur programmable 222.
La valeur de la fréquence appliquée à l'entrée 215 du melan-
.,:
.
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geur 214 ne dépend pas des conditions de vieillissement d'un oscil-
lateur, puisque la précision est celle de l'oscillateur ultrastable
228, laquelle est conservée précisément par l'asservissement fourni
par la boucle fermée 217.
La sortie 231 du mélangeur 214 se divise suivant un certain
nombre de voies 2321 ... 232 dans chacune desquelles est disposé,
à la suite d'un amplificateur 233, un filtre 234, le nombre de voies,
donc le nombre de filtres dépendant de la largeur de bande de fréquences
balayée par le synthétiseur comparée à la largeur totale du spectre
à balayer.
Chaque filtre 234 est suivi d'un détecteur 235 suivi d'un filtre
236 et les voies 232 sont échantillonées par un commutateur 237 d'un
multiplexeur 238 commandé par un circuit 230 provenant d'un séquenceur
239 relié par un circuit 240 à l'oscillateur ultrastable 228. Le circuit
241 relié au commutateur 237 forme l'entrée d'un convertisseur analogique/
numérique 242 dont la sortie 243 est appliquée par un circuit 244 à une
unité de commande 245 reliée également au séquenceur 239 par un circuit
246.
A la sortie 247 de l'unité de commande 245 sont présents en
succession des couples de valeurs de niveau N et de fréquence F qui
constituent l'information recherchée par le balayage du spectre.
Ces infonmations peuvent ~tre utilisées pour l'ajustement en
fréquence, à tout instant, d'un dispositif 248 de traitement des si-
gnaux provenant de l'entrée 211 et qui sont acheminés, par un circuit
. 249, et qui ont la même fréquence que les signaux appliqués à l'entrée
213 de l'analyseur spectral.
On a constate que, en remplaçant l'oscillateur peézo-electrique du
type VCXO, necessitant une commande provenant d'un convertisseur
numérique/analogique et faisant partie d'une boucle ouverte, par un
synthétiseur de frequences intervenant sur le mélangeur par l'intermé-
diaire d'une boucle fermee comprenant un oscillateur du type VCO,
c'est-à-dire non piezo-electrique, comme on vient de la décrire, on
pouvait, toutes choses égales d'ailleurs, augmenter considerablement
la vitesse de balayage, dans un rapport pouvant aller de 1 à 4.
Il est egalement possible d'assurer ainsi le balayage d'une plage
de frequences plus large en faisant appel à un synthétiseur de
fréquences et non pas à un oscillateur local à boucle ouverte, co~me
1~4~80~
classique jusqu'ici.
Dans l'appareil de mesure de niveau et de fréquence montré sur la
figure 3, les signaux captés par l'antenne 251 sont appliqués à l'entrée
252 d'un récepteur 253. La sortie 254 du récepteur est reliée à l'entrée
255 d'un appareil d'analyse spectrale 256 dont la sortie 257 est reliée
à l'entrée 258 d'une unité de commande 259. Celle-ci fournit à sa sortie
261 une information de niveau et à sa sortie 262 une information de
fréquence. Une dêrivation 263 de la sortie 254 du recepteur 253 se divise
suivant un certain nombre de voies 2641 ... 264 dont chacune aboutit à
l'entree 265 d'un dispositif de traitement 266 et les sorties 2671
267 desdits dispositifs aboutissent à un dispositif de regroupement des
informations ou multiplexeur 268. La sortie 269 dudit dispositif est
reliée à l'entrée 271 d'un dispositif de calcul 272 qui delivre à sa
sortie 273 un "niveau moyen attribué" ou NA qui correspond à la moyenne
de n messages traités. La valeur moyenne est transférée dans une mémoi-
re ou registre tampon 274 et la valeur moyenne des n messages suivants
est calculée. La valeur mise en mémoire est comparée, dans un compara-
teur 275, à une valeur moyenne de référence de niveaux attribués fournie
par un dispositif 276. Le résultat de la comparaison, présent à la
sortie 277 du comparateur 275, est traité par un convertisseur numerique/
analogique 278 et, après amplification dans un amplificateur 279, est
introduit à l'entrée 281 du récepteur 253 de contrôle du gain de ce
récepteur.
L'invention prévoit également, en plus du convertisseur 278 et de
2S l'amplificateur 279, un dispositif sommateur 282 permettant, par
l'application sur son entrée 283 d'une tension de polarisation,
l'exécution de tests.
On se réfère maintenant à la figure 4. Le signal d'entree d'une
boucle de phase faisant partie d'un dispositif de traitement de signaux
modulés en phase est appliqué à l'entrée 301 d'un premier mélangeur 302
faisant partie de la boucle de phase 300. La frequence du signal
appliqué à l'entrée 301 est relativement faible.
Dans le cas de signaux de fréquence elevée captes par un recepteur,
ledit récepteur comprend un changeur de fréquence pour amener le signal
appliqué à l'entrée 301 à une valeur de l'ordre de la dizaine ou de la
centaine de kHz.
La boucle de phase 300 comprend un amplificateur 303, un
.~
~L4380~
filtre 304, qui est un filtre du type RC, c'est-à-dire a résistance et
condensateur, un limiteur 305, un comparateur de phases 306, au-
quel est appliquée sur une entrée 307 une fréquence de référence, qui
peut être fournie par un oscillateur ultrastable que comprend
l'appareil. La boucle 300 se poursuit par un filtre de boucle 308 et
un commutateur 309 est interposé entre la sortie 311 du comparateur
306 et l'entrée 312 du filtre de boucle 308. La boucle comprend un
oscillateur à contrôle par tension 313, en principe d'un type non
piézo-électrique, dont la sortie 314 est reliée à la seconde entrée
315 du premier melangeur 302 par un circuit 316 qui comprend un
troisième mélangeur 317. Sur l'entrée 318 de ce dernier est appliquée
la sortie 319 d'un synthetiseur de frequences 321 relie par un circuit
322 à une unite de commande et à l'entree 323 duquel est appliquee une
frequence de reference provenant de l'oscillateur ultrastable.
Un circuit de derivation 324 peut être rendu operatoire par le
commutateur 309 pour former une boucle 325 comprenant non seulement le
filtre de boucle 308 et l'oscillateur 313, mais également un comparateur
326 dont l'entree 327 est reliée à la sortie 314 de l'oscillateur 313
et la sortie 328 reliee, par l'intermediaire d'un amplificateur 329,
à l'entree 312 du filtre de boucle 300 lorsque le communtateur 309 est
dans la position montree en trait pointille.
Lorsque le commutateur 309 est dans la position montree en trait
plein, la boucle de phase 300 est propre à assurer l'acquisition en
phases et la demodulation, le message transporte par le signal applique
à l'entree 301 etant disponible sur la sortie 331 de la boucle.
Lorsque le commutateur 309 est amene dans la position montrée en
trait pointille, la frequence de reference appliquee à l'entree 332 du
comparateur 326 remet, s'il y a lieu, l'oscillateur 313 dans la
condition qui correspond au fonctionnement ultérieur de la boucle de
phase 300.
On se réfère maintenant à la figure 5. Dans cette forme de
realisaeion, apparentee à celle qu'on vient de decrire, l'oscilla-
teur 335, faisant partie d'une boucle de phase 336, joue egalement
le rôle d'oscillateur du synthetiseur de frequences 321 ~figure 4). Il
fait partie non seulement de la boucle de phase 336 mais egalement
d'une boucle 337 comprenan~ un diviseur programmable 338, dont
~38~1
l'entrée 339 est reliee à l~nite de commande et dont la sortie 341
( est reliee à l'entree 342 d'un comparateur de phases 343, sur la seconde
entrée 344 duquel est appliquée une fréquence de référence issue de
l'oscillateur ultras~able. La boucle 337 comprend en outre une mémoire
346 reliée à la sortie 345 du comparateur de phases 343 par un commut-
ateur 347 actionné, comme schématisé en 348, à partir de l'unité de
commande. La sortie 349 de la mémoire 346 est reliée à l'entrée 351
d'un sommateur 352 interposé entre le filtre de boucle 308 et
l'oscillateur 335.
Lorsque le commutateur 347 est dans la position montrée en trait
plein, la boucle de phase fonctionne de la même manière que la boucle
de phase de la forme de réalisation précédente, pour faire apparaître
à la sortie 331 les informations portées par le message.
Lorsque le commutateur 347 est dsns la position montrée en trait
pointillé, la mémoire 346 emmagasine la valeur de tension qui dans la
condition suivante, ou le commutateur 247 est ramené dans la position
montrée en trait plein, est propre a remettre la boucle de phase 336
dans sa condition opératoire.
Dans cette forme de réalisation, un oscillateur autonome pour le
synthétiseur de frequences est evite.
On se refere maintenant à la figure 6. Dans cette forme de
realisation, l'entree 361 d'un mélangeur 362 reçoit un signal qui peut
être à frequence elevee quelconque fournie par un recepteur du type
habituel dans un appareil prevu pour la collecte et le traitement sur
un satellite d'info.rmations provenant d'une multiplicite de balises.
Une transposition de frequence est assuree par le melangeur 362
qui reçoit sur sa seconde entree 363 la sortie d'un synthetiseur de
frequences 364 commandé par son entrée 365 a partir de l'unité de
commande. Une fréquence de référence est appliquée a une seconde entree
366 et provient d'un oscillateur ultrastable. Apres traversèe d'un
filtre 367, le signal a frequence transposée, present sur la sortie 36~3
dudit filtre, est acheminé vers une boucle de phase 369 qui peut être
du type montre sur la figure 4 ou du type montré sur la figure 5.
Cette realisation permet d'utiliser les montages montrés sur les
figures 4 et 5 lorsque la bande dans laquelle se trouvent les signaux
est large, l'utilisation d'~un synthétiseur permettant d'obtenir en
sortie une bande de fréquences plus étroite.
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