Brevet FR2188366A1 — publié le 19740118

La présente invention concerne le traitement de signaux acoustiques-optiques et plus particulièrement des moyens acoustiques-optiquespour moduler des signaux électriques. La simulation de l'impulsion radar transmise et d'un signal cible de retour est le plus souvent réalisée en produisant un porteur d'impulsion modulé dans une ligne à retard en réponse à une impulsion de transmission de radar simulée. Une impulsion retardée fournie par la ligne à retard simule le signal cible de retour. Donc, la simulation d'un signal cible représentatif d'une cible à un seul point à une distance arbitraire d'un appareil radar est minime dans sa complexité. Les signaux cible de cibles à un seul point sont, cependant, non typiques des signaux reçus de cibles réelles de radar. Les cibles typiques de radar peuvent inclure des combinaisons de cibles prolongées et de cibles multiples. Un signal cible reçu d'une cible prolongée peut étre modulée en phase et d'une durée qui n'est pas supérieure à celle de ;'impulsion transmise. Lorsque la cible est importante et qu'il y a une variation de l'étendue de différentes parties de la cible il peut y avoir unie différence de temps entre l'arrivée à l'antenne radar de parties du signal cible réfléchies de différents parties de la cible, provoquant ainsi une modulation de fréquence du porteur et un allongement du signal de cible. Les cibles multiples fournissent une multitude de signaux de cible en réponse à une seule impulsion transmise. Une simulation réaliste de signaux de cibles multiples exige un signal de cible simulé correspondant à chaque cible, l'étendue de chaque cible étant associée avec l'intervalle de temps entre la production d'une impulsion de transmission simulée et la production d'un signal de cible simulé; la modulation de phase et l'allongement de chaque signal de cible provoqués par la grosseur de la cible correspondante doit aussi titre simulés. Un mouvement d'une cible vers et de la fréquence de l'antenne radar module le porteur du signal de cible provoquant ainsi un déplacement de fréquence Doppler de la fréquence du porteur; le déplacement Doppler doit être réalisé dans une simulation réaliste qui comporte le mouvement d'une cible. Les inventions de Brienza divulguées dans les brevets US No 3.463.573, 3.539.245, et 3.644.742 et de De Maria et al dans les brevets US No 3.544.806, 3.517.332, 3.485.559 et 3.5663c3 décrivent comment un signal électrique d'entrée peut être traité par une interaction acoustique-optique parquoi est fourni un signal électrique de sortie traité. Ces brevets ne divulguent pas un moyen de modulation en phase du signal électrique qui pour des raisons expliquées o-dessus, est nécessaire dans des applications telle que la simulation réaliste des signaux de retour cohérent de radar. Une simulation de signaux radar reçus typiquement par un récepteur radar n'est pas connue de l'état de la technique parce qu'un équipement complexe a été nécessaire jusqu'à présent pour une simulation réaliste. Un aspect de la présente invention concerne la modulation de phase de signaux électriques parquoi les signaux radar peuvent facilement être simulés. Un objet de la présente invention est de fournir un meilleur appareil pour simuler les signaux cible de radar. Un autre objet de l'invention est de fournir un appareil pour donner des combinaisons de modulation de phase, fréquence et amplitude d'un signal électrique. Selon la présente invention un faisceau codifié de lumière cohérente, comprenant des composantes qui saint déplacées en phase et atténuées, est reçu le long de l'axe de propagation acoustique d'une ligne à retard laser-acoustique en un endroit qui change avec le temps un signal haute fréquence cohérent est appli la ligne à voyageuse que retard provoquant une onde acoustiquekxqul se propage à travers celle-ci une interaction à l'angle de Bragg entre le faisceau. codifié et l'onde acoustique fournit un faisceau de lumière diffracté; à hétérodyner un faisceau cohérent de référence avec le faisceau diffracté pour donner un signal haute- fréquence avec modulation de phase, fréquence et amplitude; la modulation de phase et amplitude sont en accord avec le déplacement de phase et l'atténuation respectivement des composantes du faisceau codifié; la modulation de fréquence est en accord avec la variation de l'empla- cement de réception sur la ligne à retard. La présente invention fournit une simulation réaliste des signaux radar de cible. La présente invention fournit un appareil pour la mo dulation d'un signal -haute.fréquence traité dans une ligne à retard laser-acoustique; un modèle de variation de temps arbitraire et une modulation d'-amplitude et de fréquence sont prévus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront da la- description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est un schéma d'un premier mode de réalisation de l'invention qui incorpore une plaque de phase pourcodifier la lumière cohérente. La figure 2 est un schéma d'un deuxième mode de réa lisation de l'invention qui incorpore une plaque de phase mobile et une plaque opaque a fente pour fournir un modèle de variation de tempsbZamodulation de phase et d'amplitude en plus de la modulation de fréquence de la lumière cohérente. La figure 3 est un schéma d'un troisième mode de réalisation de l'invention qui incorpore une ligne à retard acoustique-optique pour codifier la lumière cohérente. La figure 4 est un schéma d'un quatrième mode de réalisation de l'invention dans lequel la ligne à retard acoustiqueoptique codifie la lumière cohérente et fournit un faisceau diffracté. Se référant à la figure 1, dans un premier mode de réalisation de l'invention une source de lumière cohérente 10 comprenant un appareil laser ou tout autre moyen approprié, fournit un faisceau 12 de lumière cohérente collimatée et un faisceau 13 cohérent de référence les deux d'une fréquence optique fO. Une plaque 14 de phase optique ayant un modèle de construction pour codifier provoque un déplacement de phase des composantes du faisceau 12 selon ce modèle pour fournir ainsi un faisceau 16 deEhase codifié consistant des composantes de phase déplacées La plaque de phase 14 peut être en verre d'épaisseur variable ou tout autre moyen approprié pour changer la phase des composantes du faisceau 12 Une ligne à retard acoustique-laser 17, comprenant une cellule acoustique 18 et un transducteur acoustique 20, est disposée pour recevoir des composantes du faisceau codifié 16 à des endroits le long de l'axe de propagation acoustique de la cellule 18. L'angle entre l'axe et les composantes du faisceau 16 est l'angle de Bragg. Un générateur d'impulsions 22 ou une source de signaux fournit à la ligne à signaux 24 une impulsion 21 haute frS quence r f. ayant une fréquence de porteur f5 (typiquement f5 est supérieur à 100 mégahertz). Une onde acoustique est propagée le long de l'axe de propagation acoustique de la cellule 18 lorsque transducteur 20 est excité par l'impulsion r.f. 21. La cellule 18 et le transducteur 20 peuvent être du type divulgué dans le brevet susmentionné US No 3.463.573. L'onde acoustique est de ment durée et fréquence que l'impulsion haute fréquence r.f. 21.Lorsque l'on de acoustique se propage à travers la ligne à retard 17 elle agit comme un réseau de diffraction mobile, fournissant une composante diffractée de lumière en réponse à l'interaction à 1'angle de Brw entre l'onde acoustique et une composante du faisceau codifié 16. Par conséquent, les composantes du faisceau diffractées 26 résultent de l'interaction successive de l'onde acoustique et des composantes du faisceau 16. Dans ce mode de réalisation, la diffraction provoque la modulation de fréquence de chacune des composantes du faisceau 26, parquoi chaque composante modulée a une fréquence égale à la somme de fO et fs(d'autres modes de réalisation peuvent fournir des composantes de faisceau modulées ayant une fréquence égale à la différence de fO et de f$) Une lentille 28 focalise successivement chacune des composantes du faisceau diffractées 26. Un photodétecteur 3G est disposé pour recevoir et hétérodyner le faisceau 13 avec les composantes 26 du faisceau focalisées. L'hétérodynage provoque le photodétecteur 30 à fournir une impulsion de sortie qui inclue un signal de différence ayant une fréquence (fs) égale a la différence entre les fréquences du faisceau 13 de référence (fO) et les composantes du faisceau 26 (f0+f5). La phase du signal de différence a une modulation correspondante au modèle codifié de la plaque de phase 14.Selon un aspect de l'invention la modulation de phase du signal de différence fournir par le photodétecteur 30 correspond au code du faisceau 16 codifié. I1 faut roter que la plaque de phase 14 peut avoir une opacité- variable provoquant ainsi une atténuation sélective de m8me qu'un déplacement de phase des composantes du faisceau 12. Un faisceau codifié 16 ayant: une atténuation sélective provoque une modulation d'amplitude du signal de différence. La présente invention peut être utilisée pour simuler des signaux cohérents de cible radar reçus par une antenne pulsion 21 radar sous une multitude de conditions d'environnement, avec 1 im étant une impulsion radar simulée transmise.Une seule cible peut étre simulée en rendant la plaque de phase 14 opaque à l'exception d'une étroite fente ayant sa largeur alignée à l'axe de propagation acoustique. La grosseur de la cible est déterminée par la longueur le long de l'axe de propagation recevant la lumière par la fente. La largeur de la fente est par conséquent représentative de la grosseur de la cible (associé à l'allongement du signal de cible). A un déplacement d'une extrémité 32 de la cellule 18 il y a une interaction d'une partie du faisceau 16 codifié qui est passée par la fente. Le déplacement de l'extrémité 32 est associé avec l'étendue de cible simulée (le temps pour la propagation d'une onde acoustique de l'extrémité 32 à la zone d'interaction). Une pluralité de cibles sont simulées en rendant opaque la plaque de phase 14 à l'exception d'une pluralité de fentes étroites disjonctives. Un déplacement de fréquence Doppler de la fréquence de porteur d'un signal de cible est simulé en changeant continuellement le déplacement de la ligne à retard 17 le long de son axe de propagation acoustique, provoquant une variation d'emplacement de l'interaction du faisceau codifié (ou alternativement, ou changeant le déplacement de la plaque de phase 14 le long d'une ligne parallèle à la direction de l'onde acoustique) d'une façon repré vers sentative du mouvement d'une ciblevou de l'antenne radar. Le dépla- cement Doppler est directement proportionnel à la vitesse de chargement de la position de la ligne à retard 17, tel que divulgué dans le brevet sus-mentionné US No 3.539.245.Un contrleurautoma tique 34 sur lequel est montée la ligne à retard 17 ou tout autre moyen approprié, peut étre utilisé pour communiquer un mouvement axial pour fournir une vitesse de changement de- la position. Un signal de cible composite est associé à une cible ayant un Doppler de même qu'une étendue. Pour fournir un Doppler de cible il faut en plus du déplacement Doppler la simulation du signal radar provoqué par différentes parties de la cible étant à différentes étendues et ayant différentes vitesses de changement d'étendue. La modulation peut btre réalisée en fournissant un modèle fixe de codage ou un modèle qui varie en fonction du temps dans la fente. Se référant à la figure 2, dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, une plaque opaque à fente 36, est dis posée pour intercepter le faisceau codifié 16. Une fente 38 dans la plaque opaque 36 transmet des parties du faisceau codifié 16. Une fente codifiée de lumière 40 de la fente est incidente sur la cellule 18 pour fournir ainsi un faisceau 26 diffracté tel que décrit ci-dessus. Un contrôleur automatique 42 communique un mouvez ment à la plaque de phase 14 (ayant une épaisseur et opacité variables) provoquant ainsi le déplacement de phase et l'atténuation du faisceau 40 pour changer en fonction du temps. Les changements provoquent une modulation du modèle de codage qui peut être utilisé pour simuler la modulation du signal radar, provoqué par différentes parties de la cible étant à différentes distances, ayant différentes vitesses de changement d'étendue et caractéristiques qui provoquent des variations de l'amplitude du signal de cible. Se référant à la figure 3, dans un troisième mode de réalisation une ligne à retard 44 de codage, seniblable à la ligne à retard 17, reçoit le faisceau de lumière cohérente 12. Un générateur d'impulsion 46 qui est branché à la ligne à retard 44 provoque une onde acoustique qui est transmise de la façon décrite ci-dessus. L'onde acoustique et le faisceau 12 cohérent agissent sous l'angle de Bragg pour fournir ainsi le faisceau codifié 16. Se référant à la figure 4, dans un quatrième mode de réalisation de l'invention un transducteur 48 est monté à l'extré- mité 5C de la ligne à retard 17. Un générateur d'impulsion 46 branché à celleci provoque la transmission d'une onde acoustique par la ligne à retard 17 vers le transducteur 20 provoquant ainsi une diffraction donc un codage du faisceau est réalisé dans la ligne à retard 17. Le générateur d'impulsion 32 qui produit l'onde acoustique devant étre transmise vers le transducteur 48 produit une diffraction du faisceau codifié pour donner le faisceau diffracté 26. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'entre décrites uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil pour le traitement d'un signal électrique fourni par une source de signaux électriques, caractérisé en ce qu'il comporte une source de lumière cohérente; des moyens optiques disposés pour recevoir des composantes de la lumière cohérente de la source de lumière pour un déplacement de phase des composantes sélectionnées selon un modèle de codage pour fournir un faisceau de lumière codifié; une ligne à retard de traitement laser-acoustique ayant à une extrémité un transducteur branché à la source de signaux électriques pour produire une onde acoustique voyageuse le long d'un axe de cette ligne à retard de traitement, cette ligne à retard étant disposée pour recevoir le faisceau codifié à l'angle de Bragg vers cet axe à un emplacement de celui-ci, un faisceau de lumière diffracté étant fourni en réponse à l'interaction entre le faisceau codifié et l'onde acoustique; et des moyens pour hétérodyner le faisceau de lumière diffractée avec la lumière cohérente de la source pour produire le signal électrique modulé d'une façon représgitative du code du modèle de codage. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens optiques comportent des moyens pour atténuer les com posantes choisies. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens optiques comportent des moyens pour varier le déplacement de phase et l'atténuation en fonction du temps. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en plus des moyens pour varier la position de l'em- placement en fonction du temps. 5. Appareil selon la revendication4, caractérisé en ce que les moyens optiques comportent une source d'un signal électrique modulé et une ligne à retard acoustique de codage ayant une extrémité un transducteur branché à la source de signaux électriques modulés pour produire une onde acoustique modulée le long d' un axe de la ligne à retard, celle-ci étant disposée pour recevoir la lumière cohérente à un angle de Bragg vers cet axe, fournissant ainsi la lumière codifiée en réponse à l'interaction entre la lumière c hérente et l'onde acoustique voyageuse. 6. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens optiques comprennent une plaque de phase optique. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que des parties de cette plaque de phase ont une capacité changeas te, fournissant ainsi des composantes déplacées en phase de lumière atténuée selon cette opacité. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens optiques comportent en plus une plaque opaque à fente te disposée pour intercepter le faisceau codifié, une partie ce ce faisceau étant transmise par la fente de la plaque opaque vers cet emplacement, la plaque de phase étant mobile, permettant ainsi de changer le déplacement de phase de cette partie selon le mouvement de la plaque de phase. Appareil pour le traitement d'un signal électrique d'entrée fourni par une source de signaux électriques d'entrée, caractérisé en ce qu'il comporte une source de signaux électriques modulés, une source de lumière cohérente, une ligne a retard laser acoustique disposée pour recevoir des composantes de lumière cohérente de cette source de lumière un angle de Bragg avec un axe accustique de cette ligne à retard ayant à chaque extrémité au transdub teur branché respectivement à l'entrée électrique et sources de signaux électriques modulés, des première et deuxième ondes acoustiques étant prévues le long de l'axe acoustique en réponse aux signaux électriques d'entrée modulés respectivement, la première onde agissant avec la lumière cohérente parquoi celle-ci est codifiée dans la ligne à retard, un faisceau diffracté étant prévu en réponse à l'interaction entre la lumière cohérente codifiée et la deuxième onde acoustique, et des moyens pour hétérodyner le faisceau de lumière diffractée avec la lumière cohérente pour fournir le signal d'entrée modulée d'une façon représentative du codage de cette lumière cohérente. 10. Méthode pour traiter un signal électrique, caractérisée en ce qu'elle consiste à appliquer un signal électrique à une ligne à retard laser-acoustique pour produire ainsi une onde acous tique le long d'un axe de celle-ci, à fournir un faisceau de lumière codifiée dirigée sous un angle de Bragg sur cet axe, le faisceau codifié ayant des composantes de phase déplacées et atténuées selon un modèle de codage, à recevoir le faisceau codifié en un en droit sur cet axe, l'interaction à l'angle de Bragg de l'onde aacoustique avec le faisceau codifié produisant un faisceau diffrac té; à fournir un faisceau de lumière cohérente de référence de la même fréquence que celle du faisceau codifié et à hétérodyner le faisceau diffracté avec le faisceau de référence pour donner le signal électrique modulé selon le faisceau codifié. 11. Méthode selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle consiste à changer continuellement la position de l'empla- cement de réception du faisceau codifié le long de l'axe, fournissant ainsi la modulation de fréquence et de phase du signal électrique. 12. Méthode selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle consiste en plus à fournir un faisceau codifié comprenant l'opération à changer en fonction du temps le déplacement de plate et l'atténuation des composantes sélectionnées.