Brevet FR2004398A1 — publié le 19691121

La présente invention concerne les systèmes radars secondaires bien connus, prévus dans les systèmes radars de surveillance utilisés pour contrôler le trafic aérien et présentant cet avantage que les signaux de réponse ne sont pas des échos et que. par conséquent, ils sont sensiblement plus forts que les signaux de réponse produits dans les systèmes @ radars primaires ces signaux de réponse pouvant entre codés pour identifier la source de chacun d'eux. Un système radar secondaire comprend une station terrestre et un certain nombre de transpondeurs ou émetteurs-récepteurs asservis par itpulsione. Les transpondeurs sont montés dans 1er- engins aériens devant être contrôlés et la station terrestre émet des signaux d'interrogation auxquels seuls les transpondeurs se trouvant dans le petit secteur couvert par le faisceau principal émis par l'antenne directionnelle de la station terrestre répondent en renvoyant des signaux de réponse. Chaque transpondeur comprend essentiellement un récepteur, un bloc de commande, un modulateur et un émetteur. ke récepteur reçoit et amplifie les signaux d'interrogation et les transmet au bloc de commande. Ce bloc de commande a deux fonctions principales:- La première consiste à rejeter les impulsions reçues qui ne sont pas conformes à certaines conditions et, plus particulièrement, à rejeter les impulsions dont les caractéristiques indiquent qu'elles émanent d'un lobe latéral plutôt que du faisceau principal provenant de l'antenne émettrice de la station terrestre.La seconde fonction principale de bloc de commande consiste à reconnaître le groupe d'impulsions identifiant un mode particulier de fonctionnement du radar secondaire, comme cela est expliqué ci-après plus en détail. Lorsque le bloc de commande accepte un signal d'interroga tion, il fait produire par le modulateur le signal correct du code de réponse, qui est réémis vers la station terrestre par l'émetteur, habituellement sur une fréquence différente de celle du signal d'interrogation.Pans le cas du Mode 4, le dtinterrogation comprend un code d'information qui est transmis à une machine de traitement de données, laquelle répond. à l'information codée afin de déterminer le code de réponse Le signal d'interrogation prend la forme d'un groupe d'impulsions dont le nombre et l'intervalle sa écartement (c'està- dire l'intervalle d'un front d'onde au suivant) déterminent le mele qui est @n cours d'utilisation dans le radar secon@@ir@. Dans le Hode 4, ce groupe est suivi par un train d'impul@ions qui occupent @@ positions sélectionnées parmi un certain nombre de positions d'impulsions prédéterminées. La combinaison des impulsions réellement transmises dans ce train d'impulsions constitue l'information codée qui est utilisée pour poser une question particulière. N'importe quel engin aérien se trouvant dans le faisceau principal réément alors la réponse appropriée. Dans les débuts des radars secondaires, deux impulsions seulement étáient utilisées, l'une (l'impulsion de commande) étant émise par une antenne non directionnelle et l'autre (impulsion d'interrogation) étant émise par une antenne directionnelle Si le transpondeur se trouve dans le faisceau principal de l'a@- @@@@@ directionnelle, l'impulsion qu'il en reçoit présente une amplitule similaire à celle de l'impulsion de commende proven@nt de l'antenne mon directionnelle. Si le transpondeur @@ trout@ dans un lobe latéral, l'impulsion d'interrogation présente une amplitude sonsiblement inférieure à celle de l'impulsion de commande.C'est en se basant sur ce phénomène que le transpondeur effectue la discrimination entre les interrogations pr@venant du faisceau principel et celles prevenant d'un lobe latéral, et qu'il effectue ainsi ce que l'on démomme le filtrage ou la suppression des lobes latéra@x. Depuis quelques années, il est courant d'employer des systèmes radars secondaires présentant trois impulsions dans le groupe d'interrogation. Les impulsions P1 et P3 sont des impulsions d'interrogation et l'impulsion P2 est une impulsion de commande. Dans un lobe principal, les impulsions P1 et P3 présentent des amplitudes sensiblement supérieures à celles de l'impulsiom P2. Dans un lobe latéral, les impulsions P1 et P3 @@t une amplitude qui n'est pas @upérieur@ à celle de l'impulsion P2. Que l'on utilise deux ou trois impulsions, l'@@t@rvalle particulier existant entre les impulsions du groupe est spécifié pour chaque mode. Plus récemment, les spécifications militaires concernant les systèmes radars secondaires ont été étendues pour couvrir les systèmes du Mode 4, dans lequel un groupe imitial permettant d'identifier le mode consiste en quatre impulsions séparées par @tervalles de 2 microsecondes et présent@r @ne largeur @@@@@@ @@ @@ros@@@@@@ @@s quetre @@ @@@ @@@@ suivies par une impulsion de suppression des lobes latéraux. Dans un système tonctionnnnt selon le Mode 4 ces cinq impulsions peuvent être suivies par des impulsions additionnelles dont le nombre peut s'élever jusqu'à 32, ces impulsions pouvant n'être séparées que par 2 microsecondes et étant porteuses des informations d'interrogation codées. La présente invention concerne plus particulièrement le bloc de commande du transpondeur. Les blocs de commande connus, qui sont utilisés pour traiter les Modes civils Â, B, C et D, ainsi que les Modes militaires 1 2 et 3, conviennent peu au traitement du Mode 4. Le bloc de commande décrit ci-après est conçu particulièrement pour traiter le Mode 4 mais il peut également être adaptéç moyennant certaines modifications nécessai res, aux différentes largeurs et intervalles d'impulsions des modes précédents, de façon à traiter également ces autres modes. Les blocs de commande des transpondeurs connus des radars secondaires reconnaissent ou identifient l'intervalle correct entre les impulsions d'un mode donné en donnant à l'une des impulsions du groupe d'impulsions initial un retard correspondant & une certaine partie de l'intervalle qui la sépare de 1' impul- sion suivante et en vérifiant ensuite s'il existe une coinciden- ce entre cette impulsion suivante et l'impulsion retardée. Anté rieurement, ce résultat était obtenu en utilisant des lignes à retard à prises, mais celles-ci sont encombrantes. Plus récemmBna les lignes à retard à prises ont été remplacées par des registres à décalage équivalents.Le nombre des étages nécessaires dans un registre à décalage capable de traiter le Mode 4 est cependant trop important et conduit à un cotit excessif. L'invention est matérialisée dans un bloc de commande faisant partie d'un transpondeur de radar ar secondaire, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit qui, en réponse à une première impulsion faisant partie d'un-groupe d'impulsions reçu, produit effectivement un groupe d'impulsions de comparaison présentant les largeurs et les intervalles correspondant à un mode donné, un circuit destiné à comparer le groupe reçu avec le groupe de comparaison de façon à produire des impulsions d'erreur lorsque ces deux groupes ne sont pas en coincidence exacte, un circuit permettant d'intégrer les impulsions d'erreur et un circuit à seuil qui, lorsque les valeurs des impulsions d'erreur intégrées dépars sent un niveau prédéterminé, effectue la réjection du signal d'interrogation. Cependant, que le groupe des impulsions d'interrogation soit simple ou complexe, un problème relativement important consiste à produire le groupe des impulsions de comparaison correspondantes, et ce groupe peut abrs être conditionné en même temps que le groupe reçu pour effectuer la comparaison mentionnée précédemment. Un simple circuit d'intégration du type RC peut être connecté à la sortie des circuits conditionneurs et, lorsque le signal apparaissant aux bornes du condensêteur d'intégration dé- passe le niveau de seuil, cela indique que le groupe reçu ne satisfait pas aux exigences du mode considéré. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La fig. 1 est une vue-représentation schématique des élé mens s d'un bloc de commande suivant l'invention. La fig. 2 est une représentation schématique de la partie du bloc de commande correspondant à la reconnaissance ou à l.i- dentification du groupe d'impulsions. La fig. 2a est un diagramme des formes d'onde utilisées, qui explique le fonctionnement du bloc visible sur la fig. 2. Si l'on se réfère à la fig. 1, le signal d'interrogation appliqué au bloc de commande et provenant du récepteur apparut sur une borne Â qui est connectée à un bloc de traitement vidéo 10 ne transmettant à une ligne de sortie C que les impulsions qui satisfont aux exigences spécifiées pour le Mode 4 concernant la largeur et l'amplitude relative des impulsions. Les impulsions de sortie apparaissant sur la ligne C sont appliquées à un circuit logique de suppression 14 qui est utilisé pour supprimer le fonctionnement de divers circuits pendant certaines phases du fonctionnement et, plus particulièrement, lorsqu'un groupe a été correctement reconnu ou identifié. Noria,- lement, les impulsions apparaissant sur la ligne C sont transmi- ses par le circuit logique de suppression 14 à une ligne D qui alimente l'entrée d'un circuit 16 de reconnaissance ou fication des groupes. Ce circuit contrôle si les impulsions du groupe présentent les intervalles corrects et, si tel est le cas, un signal est transmis par l'intermédiaire d'un circuit d'attaque 18 à une borne de déclenchement F.Cette borne est connectée à la machine à calculer et la prépare à répondre au signal d'interrogation qui est transmis depuis le circuit logique de supprossion 14, par l'intermédiaire d'un circuite d'attaque 20, jusqu'à une borne vidéo à impulsions pilotes E. La machine à calculer répond aux impulsions ainsi obtenues sur la borne E et provoque, si l'interrogation est correctement posée, la réémission, vers la station terrestre d'une réponse codée convenable. On notera que, dans cette phase, la machine à calculer, comme le récepteur, le modulateur et l'émetteur, peuvent se présenter sous des formes connues, telles que celles que l'on trouve dans les systèmes radars secondaires existants. Par conséquent, les autres dispositifs essentiels du transpondeur, qui ne sont pas directement concernés par la présente invention, ne sont pas décrits ici. L'inverse du signal disponible sur la borne de déclenchement F est présent sur une ligne d'interdiction ou d'inhibition G qui fournit un signal d'entrée appliqué au circuit logique de suppression 14. Dans le fonctionnement normal du circuit logique de suppression 14, lorsque le signal d'inhibition apparaissant sur la ligne G devisent faux, le circuit logique 14 applique un signal de démarrage ou de départ, par l'intermédiaire d'une borne K, a un compteur 24 qui fonctionne pendant une périede ou un intervalle de suppression prédéterminé et qui applique ensuite une impúlsion de réponse au circuit logique 14, par l'intermédiaire d'une borne L, pour mettre fin i l'intervalle de suppression. Le circuit 16 de reconnaissance ou d'identification des groupes est visible sur la fig. 2 4 il comprend un oscillateur formant horloge ou rythmeur 98 qui commande une chaîne de circuits bistables 100 i 106. Pour des impulsions d'interrogation présentant une largeur de 2 microsecondes, l'oscillateur 98 devrait avoir une fréquence nominale de 16 @Hz. Les circuits bistables 100 à 106 divisont successivement la fréquence par 2 et le signal de sortie du circuits bistable 104 a une fréquence de 0,5 MHz. Le circuit bistable 104 est attaqué par le signal de sortie inversé de l'étage 103 à 1 de sorte que l'impulsion fournie par l'étage 104 est totalement indépendante du flanc existant nécessairement de l'impulsion provenant de l'étage 103. Les signaux de sortie provenant de l'oscillateur formant horloge et des circuits bistables sont représentés dans la fige 2a, les signaux de sortit des circuits bistables étant désignés par les mêmes références num@riques q@ les circuits bistables eux-mêmes. Les forme@ @'ondes 103 et 104 sont appliqués ensonble à un circuit d'i@@ersection-négation 110 et la fonction d'entrée conbinée apparaissant au niveau de ce conditionneur 110 est représentée par la forme d'onde 108 visible sur la fig. 2a. Cette forme d'onde constitue le groupe des impulsions de comparaison, celles-ci présentant une largeur de 0,5 microseconde et étant séparées par un intervalle de 2 microsecondes. On notera que la forme d'onde 108 n'existe pas réellement mais qu'elle est présente grâce à l'application simultanée des formes d'o@des 103 et 104 aux deux entrées du conditionneur 110. Le groupe d'interrogation existant sur la ligne D est également appliqué au conditionneur 110. Le signal de sortie de ce conditionneur 110 est représenté par la même référence numérique sur la fig. 2a ; il consiste en de petites impulsions lorsq@@ des impulsions du groupe de comparaison et du groupe d'interregation ne coïncident pas. Les impulsions provenant du conditionneur 110 sont intégrées par un circuit intégrateur 112 du type RC et, si le signal de sortie du circuit intégrateur croît suffisamment, le fonctionnement du circuit de reconnaissance ou d'identification des groupes s'arrête et, par conséquent, l'interrogation n'est pas acceptée. Le fonctionnement du circuit d'identification des groupes est commandé par un circuit bistable 114 qui, normalement, prépositionne tous les circuits bistables 100 à 106. La pr@mière impulsion reçue sur la ligne D pré-positionne le circuit bistable 114 et supprime le signal de pré-positionnement appliqué aux circuits bistables 110 à 106. En fonction de ce qui précède, le compteur constitué par ces circuits bistables peut fonctionner de façon à produire les formes d'ondes étudiées précédemment. Si le signal apparaissant dans le circuit d'intégration 112 croît suffisamment, le circuit bistable 114 est effacé ou ramené à son état de repes et l'entréé de pré-positionnement des circuits bistables 100 à 106 est réexcitée. Si l'on se réfère de nouveau à la forme d'onde 110 visible sur la fig. 2a, les petites impulsions produites du fait du déphasage ou du décalage des positions des deux premières impulsions de la forme d'onde D n'ont pas une valeur s@ffisante pour effacer ou ramener à son état de repos le circuit bistable 114, à cause du seuil prévu pour l'entrée d'effacemant de ce circuit bistable. La troisième impulsion représentée dans la forme d'onde D est correctement positionnée, et il est évident qu'aucun effa cernent n'a lieu dans ce cas. Cependant, dans ltexemple~représen- té, la quatrième impulsion de la forme d'onde D est absente et, par conséquent, une impulsion de sortie de la forme d'onde 110 apparat et présente une durée totale de 0,5 microseconde.Cette durée est-plus que suffisante pour provoquer la croissance du signal de sortie du circuit intégrateur 112 jusqu'à une valeur suffisante pour effacer le circuit bistable 114. La constante de temps du circuit intégrateur 112 est in térieure à la largeur des impulsions, c'est-à-dire inférieure à 0X5 Microseconde. Le circuit intégrateur se décharge complètement entre les impulsions successives séparées par 2 microsecondes. Dans le cas d'une interrogation devant être acceptée, le circuit bistable 114 doit rester pré-positionné jusqu'à ce que quatre impulsions aient été émises par le circuit bistable 104. Ces impulsions sont comptées par les circuits bistables restants 105 et 106. Ce comptage est obtenu indirectement par le comptage effectué par l'étage 104 du fait que, s'il se produit une erreur par excès, ceci arrête le système avant que le signal 104 ne puisse rostre. Les circuits bistables 105 et 106 sont excités à partir des signaux de sortie inversés des circuits bistables précédents, de sorte qu'en effectuant un conditionnement des si gnaux 105 et 106 pour reconnaître s'ils sont tous deux vrais, la quatrième impulsion successive 104 peut être acheminée jus- qu'à une sortie en vue de commencer le déclenchement. L'acheminement est effectué par un conditionneur d'intersection-négation 116 dont la sortie constitue le signal d'inhibition apparaissant sur la ligne G.Ce signal de sortie est appliqué également à l'entrée d'horloge ou de rythme du circuit bistable 114 et le flanc arrière croissant d/e l'impulsion transmise par le conditionneur 116 effile le circuit bistable 114 de sorte que le système cesse de fonctionner lorsque le déclenchement est achevé. Le signal de sortie provenant du conditionneur 116 est inversé par un conditionneur d'intersection-négation 118 et est appliqué, par l'intermédiaire du circuit d'attaque 18, à la borne de déclenchement F. Par conséquent, si le groupe de quatre impulsions d'interrogation existe de façon correcte, le signal apparaissant sur la borne F déclenche la machine à calculer de façon qu'elle traite les impulsions qu'elle reçoit par l'intermédiaire de la ligne E (piu. 1). I1 est évident que ces impulsions comprennent les quatre impulsions de mode qui seront suivies par une cinquième impulsion si l'interrogation est effectuée par l'intermédiaire d'un lobe latéral. La machine à calculer provoque la suppression des lobes latéraux du fait quelle est programmée pour effectuer la réjection d'une interrogation comprenant cinq impulsions successives séparées par des intervalles de 2 microsecondes. Des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1. Bloc de commande faisant partie d'un transpondeur de radar secondaire, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit (100-104) qui, en réponse à une première impulsion faisant partie d'un groupe d'impulsions reçu, produit effectivement un groupe d'impulsions de comparaison présentant des largeurs et des intervalles correspondant à un mode donné, un circuit (110) destiné à comparer le groupe reçu avec le groupe de comparaison de façon à produirs des impulsions d'erreur lorsque ces deux groupes ne sont pas en coïncidence exacte, un circuit (112) permettant d'intégrer les impulsions d'erreur et un circuit à seuil (114) qui, lorsque les valeurs des impulsions d'erreur intégrées dépassent un niveau prédéterminé, effectue la réjection du signal d'interrogation. 2. Bloc die commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une chaîne de circuits bistables (101104) qui divisent de façon répétitive la fréquence d'un oscillateur (98) et un conditionneur (110) qui, en réponse a la fois aux signaux de sortie de plusieurs eircuits bistables et aux impulsions du groupe reçu, produit les impulsions d'erreur. 3. Bloc de commande suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'un circuit bistable de commande (114) fonctionne dans un premier état de façon à prépositionner les circuits bistables de la chaîne (101-104) et dans un second état de façon à permettre aux circuits bistables de la chaîne d'effectuer un comptage en réponse aux signaux de l'oscillateur (98), le circuit bistable de commande (114) étant un circuit qui, en réponse à la première impulsion d'un groupe reçu, bascule dans son second état @t qui, en réponse au signal du circuit d'intégration (112) bascule dans son premier état lorsque les impulsions d'erreur intégrées dépassent une valeur prédéterminée. 4. Bloc de commande suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs circuits bistables supplémentaires (105, 106) agencés pour compter les impulsions provenant du dernier circuit bistable (104) de la chaîne, et e condition neur de sortic- (116 qui en réponse à fin état particulier des circuits bistables supplémentaires, fournit us signal de sortie déclenchant l'émission d'une réponse à l'interrogation. 5. Circuit de commande suivant les revendications 3 et caractérisé en ce que le circuit bistable de commande (114) répond également au signal de s@rtie en basculant dans son @r@- mier état. 6. Blos de commande suivant la revendication 4 ou 5@ o@r@ térisé en ce que le conditionneur de sortie (116) répond également au signal du dernier circuit bistable (114) de la chaîne en ne fournissant le signal de sortie que lorsque ce d@rnier circuit bistable est positionné dans un état autre que c@lui correspondant à la production effective du groupe des impulsions de comparaison. 7. Bloc de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le circuit d'intégration (112) est un circuit du type RC.