Goniométrie - TDOA (Time Difference Of Arrival)

- LA CHASSE AU RENARD (amateur)
Par F1IEY - Jean-Luc

Il s’agit de trouver un émetteur caché dans la nature (le renard), il émet généralement en CW dans une bande radioamateur avec quelques centaines de mW .

Les systèmes les plus souvent utilisés sont :

1 -Un récepteur muni d’une antenne directive et d’un atténuateur.

2 -Un système TDOA (Time Difference Of Arrival).

3 -Un système HOMING (qui fonctionne en AM).

C’est le système TDOA qui va être expliqué car il est très simple à construire et fonctionne avec un simple récepteur FM.

Exemple de réalisation amateur

F1IEY

F1IEY

Le système se compose d’un circuit électronique qui commute alternativement deux antennes à une cadence d’environ 1000 HZ (non critique). Les signaux recueillis par les antennes sont dirigés sur l’entrée antenne d’un récepteur FM.

Le boîtier devra être blindé.

Les antennes sont des simples dipôles ½ ondes, leur espacement sera d’environ ¼ d’onde.

COMMENT CA FONCTIONNE ?

Schéma électronique

Le schéma comporte 2 sous ensembles :

1) Le générateur d’impulsions :

Le NE555 produit les signaux carrés Ue. La fréquence est fixée par les deux résistances 4K7, 82K et le condensateur de 10n.

Les signaux carrés sont transformés en impulsions alternativesUs par un circuit dérivateur formé par le condensateur de 10µF et la résistance « R ». Dans la réalité cette résistance est celle placé dans le circuit d’antenne (680 Ohms).

2) Le commutateur à diodes avec ses 2 antennes :

Il est alimenté par les impulsions alternatives Us

Sur l’impulsion positive la diode de gauche entre en conduction, les signaux de l’antenne N°1 arrivent au récepteur, la diode de droite est bloquée.

Sur l’impulsion négative la diode de droite entre en conduction, les signaux de l’antenne N°2 arrivent au récepteur, la diode de gauche est bloquée.

Les deux antennes sont donc commutées alternativement à environ 1000 HZ.

Lorsque les deux antennes sont placées perpendiculairement à la source d’émission, l’onde arrive avec la même phase sur chacune d’entre elles.

Conséquence : Le récepteur ne verra pas la différence au passage d’une antenne à l’autre, l’onde sera reçue sans altération, exactement comme si on avait une seule antenne sur le récepteur.

Lorsque les deux antennes ne sont pas placées perpendiculairement à la source d’émission, l’onde n’arrive pas avec la même phase sur chacune d’entre elles. Une antenne recevra le signal avant l’autre.

Conséquence : Le récepteur verra un signal modulé en phase à 1000 HZ (la phase change à chaque fois qu’on passe d’une antenne à l’autre).

L’onde reçue sera « entachée » d’un signal BF à 1000HZ.

Pour rappel : le démodulateur d’un récepteur FM démodule parfaitement la modulation de phase, il ne fait pas la différence.

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L’utilisation

Faite tourner les antennes jusqu’à trouver l’annulation du signal à 1000HZ, la balise se trouve alors dans une direction perpendiculaire aux antennes.

Avantage et inconvénient

J pas besoin d’atténuateur, on travaille par annulation de signal, c’est très précis. Peu importe la puissance de l’émetteur.

J Le CAG du récepteur ne nous gêne pas.

L Dans cette version simplifiée il n’y a pas de levée de doute, il faut faire plusieurs mesures pour être certain d’être dans la bonne direction. On peut y remédier en ajoutant un peu d’électronique et un galvanomètre à zéro central (méthode WB2HOL), ça fera l’objet d’une prochaine présentation…

Pour ceux qui veulent en savoir plus, allez faire un tour sur le site de WB2HOL :

http://theleggios.net/wb2hol/projects/rdf/tdoa1.htm

Prototype fait par F1IEY

73s – Jean-Luc – F1IEY