Le Cours DME

 

 Le DME  CHAPI CHA PITR TRE E I :G :Gén énér éral alité itéss :

 A - Historique :

Le DME DME ( Di Dist stan ance ce Me Meas asur urin ing g Eq Equi uipm pmen ent) t) ou éq équi uipem pemen entt de mesu mesure re de distance est un système qui mesure la distance entre un interrogateur de bord et une station au sol équipée d’un transpondeur, normalisé par l’OA! depuis "#$#%  BUT :

L’équipement &ournit au pilote d’une &a'on permanente sur son tableau de bord la distance oblique entre l’aion et le point de ré&érence d’une station terrestre % omp o mplé léme ment nt na natu turel rel du O* O* + ce cess deu deu  aide aidess rad radio iona nai iga gati tion onss as asso soci ciées ées &ournissent - l’aion sa position en coordonnées polaires ’est aussi le complément du système d’atterrissage !L. qui permet lorsqu’il est installé aec le radiop/are d’alignement de descente de donner au pilote une indication indic ation perman permanente ente de sa dis distance tance au poi point nt de ccontac ontactt aec llaa pist pistee ce qui constitue un progrès sur les indications discontinues des trois radiobalises de distance (!M, MM, OM)% En complétant le système de guidage ML.,il sera couplé - la station A0imut, située au del- de la piste, dans l’ae%

 

 Principe e !esure e istance : Le principe utilisé pour la mesure de la distance dans le système DME est une etension de la tec/nique *adar qui eploite la durée allée 1 retour d’impulsions radio entre deu points 2 en e&&et l’in&ormation de distance est obtenue - partir  de la mesure - bord de l’aion du temps de propagation aller 3 retour d’une onde électromagnétique 2 Le sc/éma de liaison &ait interenir - bord et au sol un émetteur , un récepteur et deu &réquences 456 + une &réquence d’interrogation 6 !78 !78 et une &réquence de réponse 6*E9% Le temps mesuré 8m est l’interalle de temps entre l’instant d’émission d’un signal d’interrogation et l’instant de réception d’un signal de réponse + 8m : ;t > et ">#> M50% Les &réquences d’interrogation et les &réquences de réponse sont di&&érentes , ceci éite les éc/os parasites , ainsi que les brouillages 2 il eiste donc +

1 9our l’émetteur de bord

-

9our la balise au sol

-

une &réquence 6"d’interrogation

-

une

mCme

&réquence

6"

réception des signau

-

 pour le récepteur de bord

 

-

une &réquence 6; de réponse

-

La mCme &réquence 6; pour la

réception des réponses%

La &réquence F1 sera touours di&&érente de la &réquence

F2 de 63 MHz.

de

 

 Le coa/e : Les signau d’interrogation et de réponse sont constitués par des impulsions  brèes et

groupées

par des paires , ceci a&in d’éiter une con&usion aec

d’autres impulsions (parasites, ou impulsions émises par les radars par eemple ) es paires impulsions sont émises selon le mode F, mode G, mode H et mode I ( c’es c’estt un unee mé mét/ t/od odee de co coda dage ge de dess ém émis issi sion onss DME DME pa parr es espa pace ceme ment nt de dess impulsions d’une mCme paire , qui permet d’utiliser les mCmes &réquences plus une &ois %

 Le Canal DME  Le canal DME (anal d’interrogations 3 réponses) est constitué par +

•

une &réquence d’interrogation + & !

•

une &réquence de réponse + & * 

•

un espacement entre impulsions d’une mCme paire d’interrogation + θ!

•

4n espacement entre impulsions d’une mCme paire de réponses + θ* 

 

 

•

Canal DME ⇔   [f I

f R  R 

!

I

R 

L’espacement L’ espacement entre &réquences porteuses est de " M50%

 Do!aines 'applications :

!l eiste deu types du DME + Le DME=7 + type de DME utilisé pour la naigation en route ou en 0one term termin inal alee 8M 8MA A 2 la lett lettre re 7 (7 (7ar arro roF) F) si sign gni& i&ie ie qu quee le sp spec ectr tree es estt étro étroit it 2 il &onctionne dans la gamme #@; - ";"M50 en ;$; canau selon le mode

X ou le

mode "% La gamme de &réquences allouée au DM DME=7 E=7 +selon le mode G + Ga!!e e (réquences 'interro/ation ">;$ - ""$> M50

Ga!!es e (réquences e réponse 1 #@; - ">;J M50

1 ""$" - ";"M50

coa/e

θ!: ";µs θ :"; :";µs

, * 

La gamme de &réquences allouée au DM DME=7 E=7 +selon le mode H + Ga!!e e (réquence 'interro/ation ">;$ - ">?K M50

Ga!!e e (réquence e réponse ">?? - ""$> M50

Coa/e

θ!: @µs θ :> :>µs

, * 

">?? - ""$> M50

">;$ - ">?K M50

θ!: @µs

 

θ :> :>µs

, * 

 

 DME 0P  +   + !l s’agit d’une ariante, normalisée OA!, du DME conentionnel,

utilisant ;>> canau sur la bande de &réquences DME (#@; - ""$> M50)% Canau1 2343536 

;> canau G

De "?G - $@G DME=9 2 6A

(numéros de canal  pairs) θ!: "?µs θ :"; :";µs θ!: J;µs

, * 

?> canau H

De "KH - $@H De ?>H - ""#H

θ :> :>µs

, * 

;> canau 

DME=9 DME=9 6A !A

θ!: ;Jµs θ :;J :;Jµs θ!: >µs

, * 

DME=9 6A

θ :;J :;Jµs θ!: ;"µs

, * 

?> canau I

DME=9 !A

θ :"$ :"$µs

, * 

DME=9 6A

θ!: ;Kµs θ :"$ :"$µs

, * 

6A + approc/e &inale !A + Approc/e initiale

 

 Principe succinct e (onctionne!ent 

Les signau d’interrogation et de réponse sont très bre&s + impulsions de ,$ microsecondes , largement espacées% La durée des espacements entre les paires d’impulsions (qu’il ne &aut pas con&ondre aec l’espacement entre ; impulsions consécuties d’une paire, en &onction du codage) arie constamment et de &a'on aléatoire %

a7 Tr Trans anspon poneu eurr au sol  !L comprend (oir .c/éma)

 

•

antenne émission 3 réception

•

un dipleeur 

•

un récepteur 456 (6! : @M50)

•

décodeur = codeur (partie de traitement)

•

générateur d’impulsions d’indicati& 

•

émetteur 456

Les signau d’interrogati d’interrogations ons sont captés par le récept récepteur eur de la balise au sol 2 ce récepteur a alors prooquer le déclenc/ement des impulsions de réponse de l’émetteur% ependant , le signal de réponse en raison de l’inertie des circuits, est touours émis aec un certain retard sur le moment de l’arriée du signal d’interrogation% e retard qui représente le temps de transit dans la balise au sol est &ié uni& un i&orm ormém ément ent po pour ur to tous us les les tr tran ansp spon onde deurs urs se selo lon n coda codage ge e eem empl plee po pour ur le

DME#N $ Mode G

*etard systématique

θ!: ";µs :";µs ,θ* :";

$> µs

 

Mode H

*etard systématique

θ!: @µs :>µs ,θ* :>

$@ µs

 

,7.onctionne!e ,7.onct ionne!ent nt e l'ense l'ense!,le !,le e ,or :

L’ensemble Emetteur=*écepteur de bord réglé sur le canal de la balise DME au sol - interroger doit e&&ectuer les opérations suiantes + -

Enoyer des paires d’impulsions d’interrogation - un ryt/me irrégulier,

-

*eceoir les paires d’impulsions de réponse émises par la balise au sol

-

*ec/ *e c/er erc/ c/er er parm parmii les les rép répon onse sess ce cell lles es qu quii co corr rres espo pond nden entt - se sess propre propress interrogations 2 en e&&et, plusieurs aions peuent interroger en mCme temps une balise 2 la balise re'oit toutes les interrogations, répond - c/acune d’elles, et les récepteurs de bord re'oient toutes les réponses, non seulement celles qui leur sont destinées mais également les réponses destinées au autres

-

Mesurerr le temps écoulé entre le départ de c/aque interro Mesure interrogatio gation, n, et l’arri l’arriée ée de la réponse%

-

*etranc/er le retard systématique représentant le temps de transit au sol%

-

Diiser par ; puisque les signau ont parcouru un aller aion =sol et un retour  sol =aion,

-

Mult Mu ltip ipli lier er pa parr la i ite tess ssee de pr prop opag agat atio ion n de dess onde ondess radi radioé oéle lect ctri riqu ques es (>>%>>>m=.) pour obtenir une aleur de distance (t   : D)

-

8rans&ormer cette aleur en tension qui actionnera un indicateur permettant l’a&&ic/age de la distance entre l’aion et la balise en (7M)%

 

 Principe e rec*erc*e et e poursuite

 7ous aons u que plusieurs aions pouaient interroger une balise en mCme temps, que la balise répondait - tous les aions et que c/aque aion receait non seulement les impulsions de réponse correspondant - ses propres interrogations, mais également les impulsions de réponse destinées au autres interrogateurs donc c/aque aion doit donc sélectionner parmi toutes les impulsions de réponse celles qui lui sont destinées% ette sélection se &ait au moyen d’un système de rec/erc/e stroboscopique% Les interalles de temps entre les départs successi&s des paires d’impulsions d’interrogation sont ariables% Dans le récepteur de bord, les interalles de temps entre les réceptions successies des paires d’impulsions de réponse seront donc également ariables% 9ar contre, les retards successi&s - la réception des réponses au interrogations émis ém ises es pa parr un a aio ion n seron serontt id iden enti tiqu ques es (ent (entre re é inte interr rrog ogat atio ions ns,, - raiso raison n de "$>pp=s, le déplacement de l’aion est minime)% omm o mmee c/ c/aq aque ue a aio ion n eno enoie ie ses ses pa pair ires es d’ d’im impu puls lsio ions ns d’int d’inter erro roga gati tion on - un ryt/me ariable aec des interalles de temps irréguliers, il sera possible, en comparant les diers retards - l’arriée, de retrouer ceu qui correspondent au interrogations de c/aque aion et qui eu, doient aoir une mCme aleur% Ainsi , l’aion A enoie des impulsions d’interrogation A"A;AAJA$NN

 

Less a Le aio ions ns B et  en eno oie ient nt ég égal alem emen entt leur leurss impu impuls lsio ions ns d’ d’in inte terr rrog ogat atio ion n B""B;;BBJJB$$ suiant un ryt/me irrégulier%

 

La balise au sol répond - toutes ces inter interrogati rogations ons et c/aque aion re'oit tout toutes es les réponses% L’aion A recera donc + -

La %&'(n)* A+1 a'%,) -n */') a1

-

-

La %&'(n)* 0+1 a'%,) -n */') 1

-

La %&'(n)* A+2 a'%,) -n */') a2

-

La %&'(n)* 0+2 a'%,) -n */') 2

-

La %&'(n)* A+3 a'%,) -n */') a3

-

La %&'(n)* C+3 a'%,) -n */') 3

-

La %&'(n)* 0+3 a'%,) -n */') 3 

-

-

etcNNNNNNNNNNNNN%

 

Le dispositi& de rec/erc/e de l’aion A sera alors utilisé pour distinguer parmi tou oute tess les les impu puls lsiions ons re'u re'ues es ce cell lles es qu quii corr corres espo pond nden entt - se sess pro ropr pres es interrogations% elles 3ci sont en e&&et re'ues aec un retard &ie, ou très peu ariable aria ble + a", a;,a,aJNNN%%etc NNNNalors que tous les autres retards sont tr très ès a ari riab able less pu puis isqu qu’i ’ils ls so sont nt &o &onc ncti tion on d’ d’im impu puls lsio ions ns émis émises es su surr un ry ryt/ t/me me irrégulier + b",b;,b, c,cJNNNN Le processus de rec/erc/e nécessaire pour eaminer toute la gamme des retards demande deman de ; -  seconde secondes% s% 9endant ce temp tempss de rec/erc/e , l’émette l’émetteur ur de l’aio l’aion n interroge - un ryt/me d’eniron "$> paires d’impulsions par seconde% Lorsqu Lor squee le dispo disposit siti& i& de rec/ rec/erc/ erc/ee a tro troué ué la séri sériee de  bonnes bonnes réponses réponses P, l’indicati l’ind ication on de dista distance nce est a&& a&&ic/ée, ic/ée, et comme il n’y a plus lieu d’e&& d’e&&ectuer ectuer des rec/erc/es parmi les diers retards, le système se cale en poursuite% L’émetteur  de bord n’interroge plus alors qu’- un ryt/me de ;$ - > paires d’impulsions par  se seco cond nde, e, et le réc récep epte teur ur se co cont nten ente te de réa réaus uste terr lent lentem emen entt l’in l’indi dica cati tion on de distance au &ur et - mesure du déplacement de l’aion% Les circuits mesureurs de temps ont une mémoire d’une di0aine de secondes% En absence des signau pendant cette période, l’indication de distance est conserée sans nuire - la précision% ette mémoire oue notamment pendant le temps de passage des signau morses de l’indicati& de la station%

 

 "élection 8une station DME 

Q

4ne station DME est caractérisée par +

R un point de ré&érence sur la carte%

R un canal DME cSest1-1dire deu &réquences 456 dSut dSutil ilis isat atio ion% n%

On séle sélect ctio ionn nnera era et on a&& a&&ic ic/e /era ra la

&réquence 56 7A (O*=!L.) qui lui est associée%

%

R un indicati& + trois lettres identi&ient le  transpondeur 

sol et  son sontt émi émises ses pér périod iodiqu iqueme ement nt sous sous &orm &ormee de points points et de  trai traits ts en

(*

/(%)* international% A bord de l’aion, le c/oi du canal de &onctionnement de l’ensemble E=*  correspondant au canal de la balise au sol - interroger, s’e&&ectue au moyen d’un commutateur - 126 positi  positions ons (mod (modee G) qui règl règlee en mCm mCmee temps la &réq &réquence uence

F1 de l’émetteur qui enoie les interrogations, et la &réquence F2 du récepteur qui capte les signau les signau de réponse% Le pilote consultera la table des  aides radio P ou la carte de radionaigation oT sont &igurés les numéros des canau de &onctionnement des balises DME au sol

 

.$RMAT DU "IG#AL Le problème du DME est de c/oisir le meilleur compromis entre  plusieurs contraintes contradictoires qui sont + précision, portée, occupation spectrale%

4 La précision eige une impulsion - temps de montée rapide, donc spectre large% R La portée maimum - assurer eige lSémission dSune puissance su&&isante%

R LSémission dSune puissance importante aec une bande large pollue les canau oisins%

Les normes OA! concernant le spectre du signal émis spéci&ient la puis puissa sanc ncee ap appa pare rent ntee ma maim imum um qu quee lSon lSon pe peut ut rayo rayonne nnerr dans dans les les ba band ndes es oisines par une aleur absolue en atts La norme est identique pour l* DME=9 et l* DME=7%

Les solutions adoptées sont les suiantes + a7 DME0#  Q 6r 6ron ontt de mo mont ntée ée rrel elat ati iem emen entt len lentt (; (;,$ ,$ Us) Us)

Q

6o 6orm rmee de lSimpu lSimpuls lsio ion ndemandée perm permet etta tant nt ra rayon yonne la pui puiss ssan ce néc néces essa sair iree pou pour  r  assurer la couerture en de serice ner enr routeV P%ance

% *espect des spéci&ications spectrales OA!% ,7 DME0P 

Augmentation de la précision grWce - un &ront de montée beaucoup plus raide% Malgré une augmentation très sensible de la largeur de bande, les eigences spectrales OA! sont satis&aites par le &ait dSune puissance rayonnée plus &aible associée - une portée réduite%

 

 Les i((érentes caractéristiques caractéristiques e l8en9eloppe e l8i!pulsion encore appelée si/nal 9iéo sont é(inies par l8$ACI :

A

Amplitude Amplitude crCte de lSimpulsion

ι

Durée de lSimpulsion interalle de temps entre le point mi1amplitude (>,$A 2 point b) du bord aant de lSeneloppe de lSimpulsion et le point mi1amplitude du bord arrière (>,$A 2 point &)

tm

temp tempss de mo mont ntée ée de lSim lSimpu puls lsio ion n + inte intera rall llee de temp tempss entr entree l*  point dSamplitude >,">A et >,#>A du bord aant de lSeneloppe de lSimpulsion (points a et c)

td

t mp mp

temps de descente de lSimpulsion + interalle de temps entre le point dSamplitude >,#>A et >,">A du bord arrière de lSeneloppe de lSimpulsion (points e et g) temps temps de m mont ontée ée pa parti rtiell ellee + inter interal alle le de de tem temps ps ent entre re le poin pointt dS dSamp amplit litude ude >,>$A et le point dSamplitude >,>A sur la bord aant de lSeneloppe de lSimpulsion

Origine irtuelle +  point oT la droite (i/)% >,A >,A 1 >,>$A coupe lSae dSamplitude nulle

 

 - #$MBRE D8IMPUL"I$#" EMI"E" 

 Capacité u sst;!e 9lusieurs  clients P interrogateurs posent la mCme question + quelle est ma distance X Le transpondeur sol doit répondre - tous et les traitera séquentiellement l’un après l’autre %

 

La participation actie du transpondeur qui nSa pas une capacité de réponse in&inie &ait du DME un système saturable% LSOA! recommande que le transpondeur doit Ctre capable de traiter ">> aérone&s

FRÉQUENCE DE RÉPÉTITION DES IMPULSIONS D+INTERRO5ATIONS se secondes condes Q temps de ttraail raail m maim aimum um $ seconde secondess Q durée d du u point + >," - >,"@ s Q durée d du u trai traitt +  points Q durée de lS lSinter interalle alle + du durée rée du poin pointt

Entre l*) temps * traail, l*) impulsions * %&'(n)*) )*%(n émises% En DME=9 mode 6 6A, A, les paires dSimpulsi dSimpulsions ons * réponses ont  priorité par rapport au paires dSidenti&ication% dSidenti&ication%

Te!ps !ort u récepteur u transponeur  Sest une période dSinterruption du récepteur destinée + Q

- llee p prot rotég éger er pe pend ndan antt lSé lSémi miss ssio ion nd des es rép répon onse ses, s,

Q

- llui ui éi éiter ter de rép répond ondre re - des éc/ éc/os os rrésu ésulta ltant nt de multit multitra raets ets%%

(lSéquipement de bord ne saurait pas reconna[tre la réponse au signal direct et la réponse - lSéc/o)%

e temps mort ne dépassera pas @> µs après quSune interrogation acceptable ait été décodée%

 

$rre e priorité pour é!ettre ompte tenu * * qui '%&,* l* %an)'(n*-% ( %*)'**% l*) priorités dSémission suiantes +

"%

émission de lSindicati& 

;%

réponse au aions

%

réponse aau u m mo oniteurs

J%

émission de rem remplissa ssage

 

9E*6O*MA7E. 9ortéee + la portée est limité 9orté limitéee non seulemen seulementt par la puissance des émetteurs et la sensibilité des récepteurs, mais aussi par des considérations de isibilité directe en &onction principalement de l’altitude de l’aion% On peut néanmoins indiquer  une aleur de ;>> M%7 (K> \ms) comme portée maimum% 9récision + auses d’erreur + !nstrumentales + ariation du retard systématique du transpondeur  .ystème de mesure de l’equipen

-