Brevet FR2108168A1 — publié le 19720519

L'invention a pour objet un radar. Dans de nombreux radars, on utilise une antenne mobile pour le déplacement du faisceau d'énergie byperiréquence et/ou la recherche d'une cible ou analogue. On a déjà proposé d'équiper un radar poursuivant un but analogue p & une antenne fixe mais comprenant une niultiplicité d'éléments émetteurs et/ou récepteurs de rayonnement présentant à un instant donné des conditions électriques différentes, et cela sous la commande, par exemple, d'un programme d'ordinateur, ou bien, à la réception, en raison de leurs positions relatives différentes par rapport à la cible. La construction d'un tel radar est relativement compliquée. Selon la présente invention, les difiérences de conditîoa électrique caractéristiques de la transmission radar proviennent ou de manifestent avec intervention de vibrations micro-acoustiques d'un milieu de transmission à faces d'entrée et de sortie équipées de transducteurs. La coopération des trasducteurs d'entrée avec les transduc teoTs de sortie, par l'intermédiaire du milieu de transmission des vibrations micro-acoustiques, tout en conservant le caractère discret favorable 1' l'accouplement avec une antenne de radar à éléments modulaires, permet une souplesse de contrôle incomparablement plus grande en raison, notamment, de multiplicité des combinaisons possibles entre un transducteur d'une face et des transducteurs de X1w:tre face. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé, dans lequel : - la figure 1 est un schéma d'un appareil d'émission radar selon l'invention ; -la figure 2 est un schéma d'un appareil de réception radar selon l'invention ; -la figure 3 est un schéma relatif à un appareil radar emetteur et récepteur selon l'invention ; -la figure 4 est un schéma d'une partie de l'appareil montré par la figure 3 ; - les figures 3 et 6 sont des diagrammes. On se réfère d'abord à la figure 1, relative à un appareil d'émission radar selon l'invention. L'appareil comprend un générateur 10 d'oscillations électriques hyperfréquence dont la sortie 11 se divise en une multiplicité de voies parallèles 121, 122, etc.-. 12n Sur chacune des voies 12 est prévu un modulateur 13, avantageusement à bande latérale unique, qui reçoit la modulation par une voie 14 relie à l'un des transducteurs 15 d'une multiplicité de transducteurs 151-15n présents sur la face de sortie 16 d'un dispositif processeur 17. Ce aernier comprend un . 2t est attaqué par une voie 22 qui est une sortie d'un dispositif distributeur ou répartiteur 23, comprenant une seule en re 24 où sont Wnpliquées des oscillations moyenne fréquence fournies par un oscillateur 25; le distributeur 23 est propre à éta blir entre son entrée 24 et ses sorties 22 des liaisons qui se modifient avec le temps suivant une loi déterminée, d'ailleurs ajustable, la liaison pouvant, à un instant donné, intéresser une ou plusieurs Ces voies de sortie 22. Le oscillations hyperfréquence de la bande latérale unique fournies par le modulateur 13 sont appliquées par la voie 26 à un amplificatuer de puissance 27, lui-même relié à un élément d'antenne 28, l'ensemble des éléments d'antenne 281-28n formant l'antenne 29 de l'émetteur radar. un instant donné, la condition électrique d'un transducteur de sortie, par exemple le transducteur 15i, dépend de la répartition, sur la face d'entrée 19 du processeur 17, des transducteurs excités és 21 de ladite face, le nornbre et/ou le/ou les rangs de la loi imposée par le distributeur 23, l' intervention du milieu 18 assurant pour le transducteur 1 5i une sommation des effets des transducteurs 21 excités. La loi de distribution imposée par le répartiteur 23 est choi ,ie sour. cu'à tout in tant les élément s modulaires 28 de l'antenne 29 rayonnent une énergie électrique dont la phase et l'amplitude sont telles que l'ensemble du faisceau rayonné par l'antenne 29 présente les caracteristiques souhaitées tant en ce qui concerne sa position que sa forme. Ces caractéristiques peuvent d'ailleurs être modifées très simplement, par ajustement du distributeur. Si, par exemple, le répartiteur assure 1 liaison entre l'en- trée 24 et une seule des sorties 22, on trouve sur chacune des voies 14 des signaux de mdme amplitude et le déphasage entre deux voies 14 adjacentes a la même valeur, qui dépend du rang ae la sortie 22 opératoire. Les modulateurs à bande latérale unique 13 conservant les phases, les déphasages entre les éléments modulaires 28 de l'antenne. 29 sont les mêmes que ceux présentes sur les voies 14. En faisant varier le nombre et/ou le/ou les rangs de la ou des sorties excitées 22 du répartiteur 23, le faisceau rayonné par l'an- tonnr 29 est déplacé. On obtient un balayage de l'espace suivant une loi désirée par une commande convenable introduite par le répartiteur 23. On se réfère mainantenant à la figure 2 relative à un appareil de réception radar selon 1' invention L ' antenne radar 31 , en prin- cipe stationnaire, est constituée par une multiplicité d'éléments modulaires 321-32n relaisé, chacun à chacun, par des voies 331-33n à des transducteuers 341-34n équipant une face 35 d'un processeur 36 comprenant un milieu 37 de transmission de vibrations micro-acous- tiques. La face opposée 38 du processeur 36 comprend des transducteurs 391-39n dont chacun est relié par une voie 411-41n à dispositif ue distribution ou de répartition 42. Celui-ci assure, à un ins- tant déterminé, une liaison électrioue antre, d'une part certaines des voies 41, d'autre part la sortie 43, la liaison ainsi établie variant suivant une loi prédéterminée. La voie 43 aboutit a un recepteur proprement dit 47. Sur chacune aes voies 5, est prévu un mélangeur 44 qui reçoit sur son autre entrée 45 les oscillations fourmies par un oscillateur local unique 46 engendrant des oscillations éléctriques cie haute fréquence. La condition électrique des éléments 32 de l'antenne 31 dépend, pour chacun, de son emplacement par rapport aux fronts d'ondes de l'énergie incidente, l'amplitude et la phase appliquées aux trals- ducteurs 34 étant ainsi caractéristiques des positions desdits éléments modulaires par rapport auxdits fronts. Chacun des transducteurs 39 de la face opposée 38 a une condition (Lui dépend des conditions électriques de tous les transducteurs 34. En choisissant par le dispositif de distribution 42 U11 nombre et un rang convena- bles des transducteurs 38 opératoires sur le récepteur 47, on peut rendre perceptible pour celui-ci toute caractéristique géométrique du faisceau d'énergie rayonnante capté par l'antenne 31. On se réfère maintenant aux figures 3 et 4 relatives à un appareil radar émetteur et récepteur. il comprend un- processeur unique 50 (figure 3) à deux faces opposées 51 et 52, dont chacune est équipée par une multiplicité de transd-ucteurs, respectivement 531-53n, 541-54n. L'antenne 55, en principe stationnaire, est cons tituée pr -une multlplîcité d'éléments iaenti-ues 561-56n reliés chacun à chacun aux transducteurs 541-54n par un diapositif de "tête" haute fréquence, respectivement 571-57n. Un générateur haute fréquence 58 a une sortie 59 (figure 4) appliquée à un modulateur 61 , avantageusement à bande latérale uni oue, que comporte chaque tête 57, et une seconde sortie 62 appli- auée à un mél,all;e-ur 63. L'autre entrée 64 du modulateur 61 est reliée à une voie 65 issue au transducteur 54 auquel correspond ladite tête par l'intermédiaire d'un duplexeur 66.Sur la sortie 67 du modulateur 61 est interposé un amplificateur de puissance 68 relié à l'élément d'antenne 56 par l'intermédiaire d'un circulateur 69. Ledit élément d'antenne 56 est relié, par l'intermédiaire dudit circulateur 69, au mélangeur 63 par l'intermédiaire d'un limi sur 7û, et la sortie 71 du mélangeur 63 est reliée à la voie 65 par l'intermédiaire du duplexeur 66. Les transducteurs 53 sont reliés par des voies 72 (figure 3) aune multiplicité de bornes ou analogues 731-73n présentes sur une face 74 d'un dispositif de distribution ou de répartition 75 dont l'ausre ce 76 présente une borne unique 77. Celle-ci est reliée par une voie 78 à un duplexeur 79 relié d'une part par une voie 80 a un oscillateur moyenne fréquence 81, et d'autre part à un récepteur proprement dit 82. Un tel appareil joue le rôle d'un appareil d'émission, comme selon la figure 1, et d'un appareil de réception, comme selon la figure 2. En émission, le signal moyenne fréquence présent sur chaque voie 65 est appliqué au modulateur 61 recevant par ailleurs le signal haute fréquence du générateur hyperfréquence 58. Le niveau du signal résultant est élevé dans l'amplificateur 68 et le signal d'emmision parvient à l'élément modulaire 56 à travers le circulateur 69. S3n réception, le signal capté par un élément modulaire 56 traverse le circulateur 69 qui l'aiguille vers le mélangeur 63. Le limit-ur 70 protège le mélangeur 63 contre les fuites ue l'émission. Le mélangeur 63 reçoit par ailleurs le signal hétérodyne issu du générateur hyperfréquence 58; à la sortie 71 est présent un signal à moyenne fréquence qui est aiguillé vers le processeur 50 par le duplexeur 66. Les signaux moyenne fréauence issus de chaque mélangeur 63 sont ainsi appliqués respectivement aux transducteurs 54 du processeur micro-acoustique 50 qui forme ainsi sur les transducteurs 53 ce qu'on peut considérer comme étant limage des objets éclairés et localisés en direction (gisement et/ou site). On prévoit un dispositif de modulateur-distance 83 sur la voie 80 reliant l'oscillateur 81 au duplexeur 79, lequel assure le couplage émission-réception. Une voie 84, issue de l'oscillateur 81, fournit la référence Doppler à un dispositif 85 attaqué d'autre part par la sortie 86 du récepteur 82. L'effet Doppler peut être mis en évidence par une détection cohérente en moyenne fréquence. L'excitation d'un transducteur quelconque, -pour autant qu'elle existe, c'est-à-dire qu'il v a eu émission dans la direction de la ou des cibles concernées-, donne la position an*ulaAire de cette ou e ces cibles. On se réfère maintenant à la figure 5. On y a schématisé, par le trait plein 91, la liaison unique interposée entre l'entrée 24 du distributeur 23 et une sortie 22 dudit distributeur et tar l a courbe 93, un diagramme de l'antenne 28, dans le cas où le signal appliaué à l'entrée 24 est monochromatique. Dans ce diagramme, on a porté en abscisses la position angulaire par rapport à la normale à l'antenne et en ordonnées l'amplitude. Le diagramme 93 d'une antenne 28 fonctionnant en "Pencil beam" est dépointé vers la g-aucbe ; le diagramme 94 est depointé vers la droite. En alimentant successivement les divers transducteurs 21, par le jeu du distributeur 23, on otient un balayage de l'espace par le pinceau en site ou en gisement. L'invention prévoit également une forme de réalisation suivant laquelle le milieu de transmission des vibrations micro-acoustiques ou analoes est volumiue, permettant une localisation angulaire complète suivant deux coordonnées angulaires, site et gisement. On se réfère inca tenant à lD figure 6. suivant ce mode de fonctionnement, l'entrée 24 du distributeur 23 est reliée par une multiplicité de voies 96 à une multiplicité de sorties adjacentes 22 avec interposition de limiteurs 97. ar application du principe de la superposition de états, on obtient un dia-ramme 98, comme montré en trait plein aui, sur sa partie 99, est l'enveloppe des courbes 101 montrées en trait pointillé. Ce diagraome présente le galbe caractéristique d'un diagramme de co-sécante souhaité pour de nombreuses applications et cela par le choix des entrées alimentées du processeur 17 et l'ajustement de atténuateurs 97. Dans ce cas, éXralement, l'invention prévoit une forme de réalisation suivant laquelle le processeur est volumique L'invention n exclut pas l'application dtun milieu de transmis ion non sDécifiq,uement prévu pour des viorations micro-acousticlucs. REVENDICATIONS 1. Installation de radar à antenne en éléments modulaires, caractérisée en ce que lesdits éléments sont reliés chacun à chacun à des transducteurs constituant une face d'un dispositif de transmission de vibrations micro-acoustiques dont les transducteurs de l'autre face sont rendus opératoires suivant un programme qui correspond au type de transmission rayonnante souhaité. 2. Appareil d'émission de faisceau radar à antenne à éléments rayonnants distincts selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élémnet d'antenne est relié à transducteur de sortie d'un dispositif à mileu solide de transmission de vibrations dont les transducteurs d'entrée sont mis ell liaison avec l'oscillateur de modulation par l'intermediaire d'un distributeur introduisant un programme de liaisons prévu en fonction de la forme et de la position du faisceau à rayonner 3. Appareil ae réception radar à antenne à éléments capteurs distincts selon la revendication 1, caractérise en ce que les élé- ments d'antenne sont reliés chacun à chacun à des transducteurs d'entrée d'un dispositif à milieu solide de transmission de vibrations dont les transfducteurs de sortie ont des liaisons avec l'en- trée d'un récepteur proprement dit commandées par un distributeur assurant un programme de liaisons correspndant à la recherche d'une cible ou analogue par le rayonnement radar capté. 40 Installation selon la revendication 1, car etérisée en ce one le dispositif de transmission est surfacique. 5. Installation selon la revendication 1, caractérisée on ce que le dispositif de transmission est volumique.