Brevet FR2066883A1 — publié le 19710813

La présente invention due à Roland CARRE a pour objet la determination de 16 loi de modulation de phase d'un signal radioélectrique modulé, continu ou impulslonnel, dont la fréquence de la porteuse a été préalablement déterminée L'invention est applicable notamment à la détermination des codes de phase d'une suite d'impulsions codées, par exemple pour l'identification d'impulsions reçues parmi d'autres, de mêmes fréquences porteuse et de récurrence mais de codes de phase différents. Le dispositif d'analyse ae modulation suivant l'invention, comportant une entrée générale à laquelle est appliquée le signal à analyser est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour mesurer la différence de phase entre les deux valeurs du signal à analyser correspondant à des instants espacés de # , t étant choisi petit par rapport à la durée du signal et par rapport à l'inverse de la largeur de bande de son spectre. Cette différence de phase représente à une constante connue près,fonction de #, l'écart entre la phase instantanée du signal et la phase qu'aurait le signal si sa fréquence n'était pas modulée, c' est-à-dire encore sa modulation de fréquence. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et en se reportant aux figures parmi lesquelles : - La figure 1 est le schéma de principe le plus général d'un dispositif d'a nalyse suivant 11 invention. - La figure 2 est le schéma d'un exemple préféré de mise en oeuvre de l'in vention. Les figures 3, 4, 5 et 6 sènt des diagrammes esplicatifs. On suppose connue, ce qui est touJours réalisable, la fréquence por teuse F du du signal S. à analyser appliqué à la borne 1 du dispositif d'analyse de modulation suivant l'invention. A l'instant t a valeur S (t) du signal peut s'écrire S (t) = A (t) cos [2 # Ft + # (t)] où A (t) représente la valeur de l'enveloppe du signal à l'instant t et O (t) la valeur à l'instant t de la phase du signal en fonction du temps qui est superposée àla phase de variation linéaire - 2 # Ft - de la porteuse, Par exemple : @ (t) peut prendre des valeurs diserètes ("émission code En @@@@@ us titre de la forme @ ss dans le cas d'un signal S a làtion fineaire de fréçuence. Le signal appliqué sur la borne 1 est retardé dans le dispositif 2 d'une durée #. . Au même instant t on a donc à la sortie du dispositif 2 un si- gnal de valeur s (t-#) de la forme S (t-#) - A (t-#) cos [2# F (t-#) + # (t- où A A (t- .) représente la valeur de l'enveloppe du signal S à l'instant t-tf et O (to -) est la valeur à l'instant t- # de la modulation de phase du si- gnal. Le dispositif 3 mesure la différence de phase # entre S (t) et S (t- Z). On a donc sur la borne 4 un signal proportionnel à e où O est égal a : 2 # Ft + # (t) - [2#F (t-#) + # (t-#)] = 2#F# + # (t) -# (t-#) soit e = 2 # F # + # # (t=@) avec ceci suppose que aura été choisi suffisamment petit par rapport à la durée du signal S et à l'inverse de la largeur de son spectre. La fréquence instantanée Fi du signal S, égale à F + Fs avec que l'on peut assimiler à est donc proportion nelle à e avec la relation # = 2## F1. L'expression # #' (t-@) est done une fonction du temps qui représente la loi de modulation de fréquence du signal S. Cette fonction peut être soit examinée sur un oscilloseope, soit codée, numériquement sous forme binaire par exemple pour titre mise en mémoire pour une utilisation ultérieure. Le schéma déerit avec référence à la figure 1 est un schéma de principe. Pratiquement pour obtenir une fonction linéaire de la différence de phase e des deux signaux. on doit déterminer au préalable le sinus et le cosinus de 6. La figure 2 est un exemple préféré de mise en oeuvre du schéma de la figure 1, utilisant le principe de mesure de phase suivant le brevet français 1 529 822 Pour obtenir le cosinus et le sinus simultanément, il est nécessaire de déphaser de @@21'undes signaux S (t) et S (t-#). Comme le plus souvent on aura intérêt à abaisser la fréquence du signal S notamment dans le cas d'une écoute radar, il sera plus simple comme représenté figure 2 de déphaser de @/2 l'onde auxiliaire de changement de fréquence fournie par l'oscillateur 51 de fréquence Fr telle que F-Fr @ f, F étant la fréquence de travail des circuits de mesure, par exemple la fréquence intermédiaire des récep- urs radar, La borne est donc ici couplée aux deux mélangeurs 53 et 54, qui reoivent l'onde de l'oscillateur 51, le premier après déphasage de @@/2 en 51, le second directement. Les mélangeurs 53 et 54 sont suivis des filtres de bende 55 et 56. A Linstant t on a donc à la sortie des filtres 55 et 56 respectivement les signaux sl = A (t) sin 2# ft + (t) + 52 - A (t) cos 2- ft + # (t) + où Q0 est une constante due à la phase initiale de l'oscillateur 51. Les filtres sont suivis d'amplificateurs - limiteurs ou plus généralement de dispositifs transformant les signaux en signaux carrés positifs ou négatifs de même niveau constant, 57 et 58 respectivement, les dispositif s de détermination de cos e et sin ê étant des détecteurs amplitude-phase 31 et 32, constitué chacun d'un multiplicateur 311, 321 respectivement suivi d'un filtre passe-bas 312, 322. La sortie du limiteur 58 est couplée à l'une des entrées du multiplia teur 321 et à la ligne 2 de retard tu elle même couplée à la seconde entrée du multiplicateur 321, et à l'une des entrées du multiplicateur 311 dont l'autre entrée est couplée au limiteur 57. Si on désigne par cosr [x zip et sinr [x g x étant une variable quelconque, les fonctions représentatives des signaux carrés obtenus aux sorties des dispositifs 57 et 58, on a aux entrées des multiplicateurs d'une part le siganl Ao cosr L2 n f (t-s) + # (t-@ ) + Les signaux appliqués aux entrées des multiplicateurs étant des formes sus-indiquées, on à la sortie des détecteurs 31 et 32 non pas les fonctions sinus et cosinus mais des fonctions qui seront dites "pseude sinus" sine et "pseudo cosinus Lcos? g décrites en détail dans le brevet français cité, constituées de portions de fonctions substantiellement linéaires et ayant les mêmes Zéro et les mêmes maximum et minimum que les fonctions sinus et cosinus respectivement. Le circuit logique 33 élabore à partir de ces fonctions. comme décrit dans le brevet cité, un signal proportionnel à ó. A titre de rappel on a représenté figure 3 les fonctions sin]e ou pseudo sinus et [cos] e ou pseudocosinus en trait continu, et en trait discontinu la fonction de sortie U recueillie en X, constituée de fonctions linéaires des précédentes conformément au tableau suivant : Signe de [cos] + - + Signe de [sin] + + ou fonction de sortie à un # [sin] # [2-[sin]] # [4-[sin]] facteur constant près Bien entendu la fonction de sortie peut par exemple pour améliorer la linéarité, être simulée par une fonction plus complexe de [sin] et de [cos] comme décrit dans le brevet cité. L'ensemble des circuits 57, 58 et 31, 32, 33 constitue le dispositif de mesure de phase représente globalement en 3 figure 1. Les figures 4 et 5 représentent en fonction du temps des exemples de signaux de sortie t) recueillis en 4, respectivement dans le cas d'une modulation linéaire et dans le cas d'une modulation dite "en toit" c'est-à-dire composée des fonctions linéaires de pentes opposées ; l'angle e étant mesuré à 2 # près, le signal de sortie U représenté en trait plein est au plus égal a' 2. La fonction e est alors celle représentée en traits discontinus, et sa variation reproduit celle de la fréquence instantanée de signal 6. La figure 6 permet de suiure su un exemple particulier la reeonstitu- tion d'un code de phase à laide du signal ê e dans cet exemple0 les varia- tions de hase étant discrètes, un signal U différent de 2 # F # apparaît à chaque changement de valeur des codes. la durée de ce signal étant égale au retard # On reconstitue les valeurs effectives de + (t) en additionnant les différents e mesurés ; on a supposé que l'on a un code à quatre valeurs ; la courbe supérieure représente les e mesurés en fonctions du temps et la courbe inférieure les valeurs de 9 (t) à une constante près. L'analyseur de phases suivant l'invention suppose connue la fréquence porteuse F. Celle-ci peut ttre déterminée par tous moyens connus et notas, ment au moyen de filtres de bande placésen amont de la borne 1. il peut entre complété par un dispositif connu d'analyse de l'enveloppe du eignal pour restituer l'information d'ampkitude. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentes uniquement à titre d'exemple. Notamment le dispositif fournissant un signal proportionnel à la différence de phase entre le signal et le même signal retardé pourra autre réalisé de toute façon connue. REVENDICATION5 1. Dispositif d'analyse de modulation de la phase d'un signal radio- électrique continu ou non, dont la fréquence porteuse a été préalablement déterminée, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour mesurer la diffé- rence de phase entre les deux valeurs du signal à analyser correspondant à des instants espacés de #, # étant choisi petit par rapport à la durée du signal et par rapport à l'inverse de la largeur de bande de son spectre. 2. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens comportent un dispositif retardateur de t ayant son entrée couplée à l'entrée du dispositif, et un circuit de mesure de phase, fournissant un si- zonal proportionnel à la différence de phase entre les signaux appliqués à ses deux entrées respeetiveent couplées à ladite entrée du dispositif et à la sortie dudit dispositif retardateur. 3. Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que ledit eireuit comporte au moîne un multiplicateur a deux entrées dont l'une est cou flée à la sortie du dispositif retardateur et l'vitre à l'entrée du dispositif, suivi d'un filtre passe-bas. 4. Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que ledit circuit comporte deux multiplicateurs à deux entrées ayant chacun une de ses entrées couplées à la sortie dudit dispositif retardateur, suivis de filtre passe-bas respectifs et un circuit logique couplé aux sorties desdits filtres passe-bas, et en ce que les autres entrées des multiplicateurs sont couplées à l'entrée du dispositif, un déphaseur de #/2 étant prévu entre ladite entrée et l'un des multiplicateurs. 5. Dispositif suivant la revendication 4 caractérisé en ce que des moyens sont insérés entre l'entrée du du dispositif d'une part et les multiplicateurs et le dispositif à retard d'autre part pour changer la fréquence du signal appllqué à ces éléments. 6. Dispositifs suivant lune des revendications 2 à 5 caractérisé en ce qu'il comp0orte des moyens pour ampl@fier et limiter à un même niveau les signaux appliqués aux multiplicateurs.