Brevet FR2054637A1 — publié le 19710423

La présente invention est relative à un sy'stëme d'attériua-: tion des signaux parasites sur l'écran du tube à rayons cathodiques ou du brouillage à large bande pour système radar du type ;MTI. Plus particulièrement, l'invention concerne des systèmes 5 de radar destinés à détecter des échos provenant de cibles mobiles, telles que des avions ou des navires, en présence de forts/échos provenant d'obstacles .naturels, tels que les prairies, les forêts, les montagnes et la mer, et devant vaincre,'en même -temps le brouillage électromagnétique qui présente, des spectres de fréquences 10 notablement plus larges que celui dès impulsions émises par le radar. Les échos provenant des cibles naturelles sont connus techniquement sous le nom américain de "clutter", que l'on peut traduire par "signaux parasites sur l'écran du tube .à rayons cathodiques"' et que l'on appellera par la suite, signaux parasites. Le 15 dispositif éliminateui" des signaux parasites que lfon utilise à présent est le MTI (initiales d'une expression américaine.-signifiant "indicateur de cibles mobiles". Ce système permet de voir tihe cible en présence de- signaux parasites, en exploitant les variations de phase entre échos successifs. Ainsi les signaux-parasites qui pré-20 sentent des variations de phase très réduites, sont remarquablement atténués. Comme.les échos qui proviennent de cibles naturelles présentent un glissement de puissance remarquable, un système MTI ■ doit, pour être réellement efficace, h.omogénéiser la puissance du signal de sortie. Dans un système MTI cohérent, on obtient'en général 25 cette homogénéisation en introduisant un écrêteur dans la partie à . fréquence intermédiaire du système. Ainsi, pour tous les échos parasites dépassant le niveau d'éerêtage, le signal-de sortie présente une puissance indépendante de la puissance d'entrée. Pour lutter contre le brouillage*, contre ces signaux -50 d'impulsions courtes et analogues à du bruit, on utilise en général ce que l'on appelle le "dicke-îix". Ce système fonctionne dans la section de fréquence intermédiaire» Dans ce cas, la section de fréquence intermédiaire se compose d'un amplificateur à large bande, d'un écrêteur et d'un amplificateur à bande étroite. 35 Le rôle joué par 1'écrêteur consiste à homogénéiser la puissance d'un signal d'entrée quelconque. Pour obtenir, à la sortie de 1'écrêteur, des signaux drune puissance sensiblement constante, le niveau d'ecrêtage est nettement inférieur à la valeur quadratique 70 25782 2 2054637 .moyenne du bruit propre de l'appareil à l'entrée de 1'écrêteur. La bande de fréquence de l'amplificateur, en aval de l'é-erêteur,.est sensiblement égale à la bande occupée par le signal radar émis. Ainsi,r1'action de filtrage- de l'amplificateur réduit 5 notablement _la. puissance de bruit interne et la puissance de brouillage. La puissance.des signaux à détecter n'est pas soumise à traitement, du .fait qu'elle est concentrée dans la bande de l'amplificateur. . -Par conséquent, à la sortie du "dicke-fix", le bruit pro-10 pre du récepteur et le brouillage à large bande auront la même puissance, de sorte que, quelle que.soit la puissance du signal de brouillage à l'entrée du récepteur radar, l'indicateur ne sera pas aveuglé. A présent, l'utilisateur d'un récepteur radar équipé du 15 système "dicke-fix" dans un système MTI présente des inconvénients notables, et on l'évite généralement. En fait," un très faible niveau de limitation à fréquence intermédiaire (c'est-à-dire inférieur à la valeur. ;quadratique moyenne de la tension de bruit) réduirait la puissance de signaux parasites. à un tel niveau que, sur l'indicateur, 20 dans les -zones d.e .signaux parasites, tout signal disparaîtrait. D'un" autre côté, un niveau supérieur à la valeur quadratique moyenne du bruit -rendrait le système peu sûr vis-à-vis des perturbations extérieures. - . ■ La présente invention vise à fournir un récepteur: radar 25 conservant, intactes ,les caractéristiques d '.antiparasitage du MTI , et les caractéristiques d,' anti-brouillage du, "dicke-fix". . ' , On prévoit, selon l'invention, deux limitgurs, ,1'un pour limiter la puissance des signaux parasites., homogénéisant ainsi • leurs résidus, l'autre ayant une action d'écrôtage, de façon à 30 présenter des caractéristiques d'anti-brouillage. Gomme, avant d'rêtre, annulée,; la puissance -des signaux parasites est nett.ement supérieure .à celle du br.uit, pour effectuer une forte limitation du bruit sans limiter les signaux parasites, il est nécessaire que ... le limiteur puissant se :prouve après l'annula.te.ur du MTI. 35 • La description, détaillée qui va suivre et le dessin annexé, donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif, feront bien com-, prendre .comment lr.invention .peut être réalisée:. Sur le dessin annexé, . la figure unique, est un diagramme fonctionnel du système d'atténua 70 25782 3 2054637 tion des signaux parasites ou du brouillage à large bande pour systèmes radar du type MTI. Comme le montre la figure, le signal A provenant d'un amplificateur à fréquence intermédiaire 1 doit traverser un premier 5 écrêteur 2 d'où il passe à un comparâteur de phase 3 où il est comparé à un signal•produit par un oscillateur'cohérent. Du comparateur de phase 3, le signal est envoyé à un annu-lateur MTI désigné par la référence 4. le signal B sortant" te signal E provenant de l'amplificateur 7 est envoyé à 15 un détecteur non polarisé ou d'amplitude 8, dont la sortie F est envoyée à un intégrateur 9 produisant un signal G devant être affiché ou soumis à un traitement ultérieur. Comme le montre la figure, le"dicke-fix" 5 se trouve en aval du MTI cohérent 4, c'est-à-dire dans la partie video du système. 20 Comme le détecteur 3 est un détecteur cohérent, la bande video du signal n'est qu'une translation de la bande de fréquences intermédiaires, sans déformation. Par conséquent, la capacité d'antibrouillage du"dicke-fix" video est identique à celle de dicke-fix" à fréquence intermédiaire. 25 Pour obtenir de bonnes caractéristiques d'anti-brouillage, il suffira d'écrêter à'10 dB en dessous de la puissance moyenne du système. II. suffira, par conséquent, d'examiner, si cette limitation influence les résidus de signaux parasites. L1 écrêteur 2 est disposé de façon que les puissances de 30 signaux parasités et de bruit soient sensiblement égales après intégration (point G"). .Comme l'intégration est plus efficace avec les signaux parasites qu'avec le bruit, au point E, la puissance de bruit est supérieure de quelques .dB à celle des' signaux parasites. De plus, le spectre des signaux parasites est semblable à celui du 35 signal émis, de sorte que le filtre à bande étroite n'a pas d'effet sur les signaux parasites. Il est alors possible d'établir qu'en D^ la puissance des signaux parasites est nettement inférieure à la puissance de bruit. 70 25782 4 2054637 En- considérant un rapport IKb de l'ordre de 10 à 13 dB et l'effet de l'intégration, on peut penser que la puissance de bruit est supérieure d'environ 15 bD à la puissance des signaux parasites. Comme au point D, la puissance de bruit est strictement liée au ni-5 veau de lrécrêteur 6, on peut conclure que les signaux parasites sont inférieurs d'environ 15 dB au niveau de l'écrêteur, et n'en subit pratiquement pas l'influence. Par conséquent, dans les différentes conditions de fonctionnement, le système se comporte comme suit : . • 10 a) Bruit Lerseuil du premier écrêteur 1 est" suffisamment élevé pour ne pas intervenir. Le bruit est, parc conséquent, fortement limité par le second écrêteur qui fournit ainsi les caractéristiques CFAR (taux de fausse alarme constant) au système. Il faut noter que, 15 pour la cohérence de la détection, même si le premier écrêteur écrête, le comportement du système reste pratiquement sans modification. b) Signaux parasites Les signaux parasites sont écrêtés par l'écrêteur 1, tandis 20 que le résidu sortant de l'annulateur 4 a un niveau tel que seules les pointes peuvent être partiellement écrêtées. c) Signal + .bruit Le .système se comporte comme un "dike-fix" à fréquence intermédiaire, introduisant ainsi une certaine dégradation du rapport 25 signal/bruit. Cette dégradation est de l'ordre de un à 2 dB. Il faut ajouter à cette dégradation, les pertes dues à la présence du MTI. • d) Signal + signaux parasites En ce qui concerne les signaux parasites, l'écrêteur 6 conserve une bonne dynamique. Par conséquent, pour des rapports 30 signal/signaux parasites très intéressants, les pertes sont inexistantes . e) Brouillages 1. Bruit à large bande Après le comparateur de phase 3 et le soustracteur 4, il 35 apparaît un bruit gaussien. Du fait de la présence de l'écrêteur puissant, le système reste CEAR (à taux de fausses alarmes constant) indépendamment de la puissance d'entrée. 70 25782 5 2054637 2. Impulsions à large bande Si elles ont une puissance importante, indépendamment du fait qu'elles sont ou non synchrones (c'est-à-dire que l'annulateur exerce une influence ou non), ces impulsions seront d'abord écrê-5 tées, puis réduites au niveau du bruit par le filtre à bande étroite 5. Filtre à bande - étroite ' . I - Si ces dernières sont dans la bande étroite du système, le brouillagè est complet. II - Si ces impulsions sont en dehors de la bande.étroite 10 mais dans la bande large, même en n'engendrant pas de fausses alarmes, ces impulsions supprimeront le signal ; cela ne se produirait pas dans un récepteur linéaire dont la bande est appropriée .pour le signal. Bien que l'ensemble décrit représente l'application la 15 plus appropriée d'un "dicke-fix" video, il est cependant clair que ce type de1'dicke-fix" peut être appliqué chaque fois qu'il faut des caractéristiques de taux de fausse alarme constant. On peut, par conséquent, l'appliquer.dans n'importe quel type de MTI. Il faut noter que, lorsqu'on l'utilise dans un MTI 20 à détection non cohérente, il introduit 'des pertes supérieures -à celles décrites plus haut. - Comme il est évident pour l'homme de l'.art, les caractéris tiques d'anti-brouillage du système "selon l'invention ne dépendent pas du type considéré de MTI utilisé. • ' - • - 25 II va de soi que l^.on peut apporter de- nombreuses varian- l tes au mode de réalisation décrit à titre d'exemple^ôn limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. - . _ 70 25782 6 2054637 REVENDICAÎIOMS t.- Système d'atténuation du brouillage à large bande pour système radar MTI, caractérisé en ce qu'il comprend, montés en série : î un amplificateur linéaire en fréquence video présentant une bande de réponse beaucoup plus large que celle relative aux signaux de radar 5 utiles ; un ecrêteur puissant ayant un seuil de limitation inférieur à la valeur quadratique moyenne de la tension de bruit d'entrée 't et un second amplificateur à fréquences video dont la bande de réponse est adaptée à la bande de fréquences occupée par les signaux de radar utiles. 10 2.- Système "d'atténuation du brouillage à large bande pour système radar MTI" collèrent, caractérisé en ce qu'il comprend, en série : un ensemble d'étages d'amplification à fréquence intermédiaire monté pour amplifier les signaux reçus -par l'antenne radar après leur.consersion en une fréquence intermédiaire ; un premier écrêteur 15 situé à la sortie de l'ensemble d'étages intermédiaires, dont le niveau d'écrêtage permet de maintenir constante la puissance de signal sortant de 1'ecrêteur ; uii détecteur cohérentpour ramener le signal à fréquence intermédiaire à la fréquence video ; un annulateur MTI du type cohérent ; un premier amplificateur linéaire à fréquence video 20 dont la bande de réponse est nettement plus élevée que celle relative avec les signaux de radar utiles ; un ecrêteur puissant dont le seuil de limitation est inférieur à la valeur quadratique moyenne de la tension de bruit d'entrée, et uiï second amplificateur linéaire à fréquence video dont la bande de réponse est adaptée à la bande 25 occupée par les signàux de radar utiles. 3.- Système d'atténuation du brouillage à large bande pour système (te radar MTI non cohérent, caractérisé en ce qu'il comprend, ~ en série : un amplificateur à fréquence intermédiaire hautement dynamique ; un écrêteur relié à la sortie dudit amplificateur à fré-30 quence intermédiaire ; un annulateur MTI ; un amplificateur linéaire à fréquences video dont la largeur de bande est nettement supérieure à celle relative aux signaux de radar utiles ; un ecrêteur puissant dont le seuil d'écrêtage est inférieur à la valeur quadratique moyenne de la tension d'entrée de bruit ; et un second amplificateur 35 linéaire video dont la bande de réponse est adaptée à la bande de fréquence occupée par les signaux utiles.