Brevet FR2279161A1 — publié le 19760213

La présente invention concerne des appareils de corrélation, et plus précisément, des appareils de corrélation à seuil , destinés à traiter au moins deux signaux. Lors du traitement d'au moins deux signaux en présence de bruit, le procédé de traitement à seuil supprime les signaux de faible amplitude. L'importance de la suppression augmente lorsque le rapport des amplitudes des signaux augmente et lorsque l'amplitude du bruit est faible par rapport au signal le plus important. De plus, dans un corrélateur numérique croisé, de type déterminé, la vitesse maximale de traitement impose une limite à la fréquence d'échantillonnage pour une longueur déterminée du dessin de corrélation. En conséquence, la fréquence maximale d'entrée raisonnablement utilisable est ainsi limitée. Dans certaines applications cependant, il est souhaitable que le traitement soit réalisé dans une bande de fréquences qui se trouve au-delà de celle que détermine le corrélateur. L'invention concerne un appareil de corrélation qui comporte un corrélateur assurant le traitement d'au moins deux signaux d'entrée, un dispositif traitant chacun des signaux d'entrée et choisissant une bande de fréquences de travail pour chaque signal, et un dispositif de déplacement de fréquence, traitant chacune des bandes choisies de fréquences de tra vail afin que celles-ci subissent un décalage de fréquence, les bandes correspondant alors à la bande de fréquences du corrélateur. Le corrélateur compris dans l'appareil de l'in vention peut etre un corrélateur croisé à seuil et sa bande de fréquence peut entre pratiquement au niveau de la bande de base, le dispositif de déplacement de fréquence traitant les bandes choisies afin qu'elles soient décalées et qu'elles deviennent XraXiquement des signaux de bande de base. Le dispositif qui sélectionne la bande de fréquence de travail comprend avantageusement un filtre, par exemple wn S rb passe-haut et/ou un filtre aefle-bas dont les carae- tu tiquez sont variables, par exemple, par des filtres interconnecté s Dans un mode de réalisation de l'invention, un dispositif de réglage de gain comporte avantageusement une combinaison d'amplificateur et d'atténuateur et traite chacun des signaux d'entrée afin qufil règle leur niveau, et un indicateur de surcharge peut être associé à chacun des signaux d'entrée. Dans un autre mode de réalisation, un filtre passe-bas, avantageusement variable, peut traiter le signal de sortie de chaque dispositif de déplacement de fréquence. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, un dispositif supplémentaire de déplacement de fréquence traite la bande choisie de fréquences de travail de l'un des signaux d'entrée, le dispositif de déplacement de fréquence traitant ce signal , le dispositif supplémentaire de déplacement de fréquence étant montéafin qu'il fonctionne en quadrature de phase, l'un ou l'autre des signaux déplacés formés parvenant au corrélateur avec le signal de sortie de l'autre dispositif de déplacement de fréquence. Dans un autre mode de réalisation avantageux, un premier corrélateur assure le traitement du signal de sortie du dispositif de déplacement de fréquence associé à un premier signal entrée et du signal de sortie de l'autre dispositif de déplacement de fréquence et un second corrélateur assure le traitement du signal de sortie du dispositif supplémentaire de dEplacement de fréquence et du signal de sortie de l'autre dispositif de déplacement de fréquence. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé, sur lequel la figure unique est un diagramme synoptique d'un appareil de corrélation selon l'invention. Dans appareil de corrélation représenté sur le dessin, on suppose qu'une corrélation doit être réalisée entre deux signaux d'entrée V1 et V2 comprenant chacun un signal voulu contenu dans un signal à bruit important. Dans de nombreux cas, le signal de bruit est le plus important des deux signaux et, comme décrit précédemment, le corrélateur classique à seuil a pour effet de supprimer les faibles signaux et, dans de nombreux cas, il a aussi une fréquence maximale limitée de travail. L'appareil de corrélation représenté sur le dessin présente ces inconvénients de façon minimale, gracie à l'utilisa- tion d'un type connu de corrélateur croisé 1 à seuil luron ne décrit pas en détail, et on note simplement qu'il transmet un signal VO de sortie indiquant la corrélation existant entre un premier signal d'entrée V3 et l'un ou l'autre de deux signaux d'entrée V4 et V5, comme décrit dans la suite.Les signaux d'entrée V3, V4 et V5 du corrélateur croisé I sont transmis par une unité 2 de préparation de signaux qui traite les signaux d'entrée V1 et V2, l'unité 2 étant destinée à mettre en oeuvre le fait que la répartition spectrale des composantes des deux signaux corrélés varie, si bien que la sélection d'une bande de fréquences dans laquelle le rapport des amplitudes du bruit et du signal voulu est optimal,est possible. En outre, la fréquence maximale efficace de travail de appareil est accrue par sélection de la bande nécessaire de fréquences dans une largeur de bande supérieure à celle du corrélateur croisé 1, et par déplacement de la bande choisie en fréquence afin qu'elle soit compatible avec l'introduction dans le corrélateur croisé 1. L'unité 2 de préparation de signaux comprend deux canaux identiques qui reçoivent respectivement les signaux V1 et V2 d'entrée et qui transmettent respectivement les signaux de sortie V3 et V4 parvenant au corrélateur 1. On considère d'abord l'un des canaux qui reçoit le signal V1 sous forme d'un signal différentiel d'entrée ou à un seul fil qui est appliqué à un pré-amplificateur 3 dans lequel il est amplifié puis qui le transmet à un filtre passe-haut 4. Ce dernier est réglable afin que sa fréquence de coupure puisse etre par exemple de 10 hertz ou 100 hertz, et le signal filtré parvient alors à un atténuateur 5 qui comporte un amplificateur (non représenté) et qui recouvre par exemple la plage + 30 dB à -30 d3. Le signal de l'atténuateur 5 parvient à un filtre passe-bas 6 dont la fréquence de coupure peut être réglée par exemple à 0,5, 5 ou 50 kRz. Les filtres 4 et 6 permettent la limitation de la largeur de bande d'entrée du signal V1 à une bande de fréquences dans laquelle doit être réalisé le traitement, et l'atténuateur 5 rend possible le réglage de 11 amplitude du signal d'entrée à un niveau convenable. Le cas échéant, un indicateur de surcharge peut être incorporifin qu'il simplifie le réglage de l'atténuateur 5. Le signal du filtre 6 parvient à un circuit 7 de déplacement de fréquence dans lequel la bande choisie, fixée par les filtres 4 et 6, subit un mélange avec le signal de sortie dtun oscilla teur local 8 afin que la bande choisie soit décalée d'une valeur comprise entre 0 et 50 kHz, par paliers de 50 Hz, la fréquence mixte parvenant à un filtre passe-bas 9 dont la largeur de bande peut être réglée entre 100 Hz et 12,8 kHz, par paliers binaires, ce filtre 9 transmettant le signal V3 qui parvient au corréla teur 1. Le circuit 7 et le filtre 9 permettent la sélection d'une largeur de bande comprise dans la bande restreinte imposée par le filtre 6 et qui est optimale quant au rapport des amplitudes dasignal voulu et du signal de bruit, et la disposition de cette bande afin qu'elle convienne à l'introduction dans le corrélateur 1 qui par exemple peut fonctionner à la fréquence de la bande de base. L'autre canal est identique au premier car il comprend un pré-amplificateur 10 qui reçoit le signal V2 d'entrée et un filtre passe-haut 11, un atténuateur 12, un filtre passe bas 13, un circuit 14 de déplacement de fréquence traitant le signal de sortie de l'oscillateur local 8 et un filtre passe bas 15 qui transmet le signal V4 appliqué au corrélateur 1. Chacun des éléments de ce canal est analogue à l'élément cor respondant de l'autre canal. En conséquence, l'unité 2 de préparation de signaux peut traiter les deux signaux V1 et V2 qui, par exemple, ont chacun une largeur de bande de 10 Hz à 50 Hz, afin qu'elle choisisse une bande de fréquence dans laquelle le rapport des amplitudes du signal voulu et du signal de bruit est optimal, et qutelle place ces signaux de manière outils puissent Qtre acceptés par le corrélateur 1 qui peut lui-même avoir une fré quence maximale de travail de 16 kHz. On constate que, lorsque corrélateur 1 assure le traitement des signaux V3 et V4 d'entrée, la corrélation peut être améliorée dans certains cas par déphasage de l'un des signaux, par exemple de 900. Cette opération peut hêtre réalisée à l'aide d'un circuit supplémentaire 16 de déplacement de fréquence qui reçoit le signal de sortie du filtre passe-bas, le signal de l'oscillateur local 8 parvenant au circuit 16 par un circuit déphaseur 17 qui déphase le signal à la fréquence de # l'oscillateur local de 2 (90 ). Le signal de sortie du circuit 16 parvient à un filtre passe-bas 18 dont le fonctionnement est analogue à celui des filtres 9 et 15 des canaux principaux de l'unité 2, le filtre 18 transmettant un signal V5 qui parvient lui aussi au corrélateur 1.Lors du fonctionnement de l'appareil, les conditions peuvent être telles que, normalement, le corrélateur 1 assure le traitement des signaux V3 et V4 de l'unité 2 jusqu'à ce que la corrélation entre ces signaux soit détériorée et assure alors la corrélation entre les signaux V3 et V5, afin que la corrélation soit améliorée. Dans une variante, deux corrélateurs croisés séparés à seuil peuvent être incorporés à l'appareil, l'un assurant la corrélation entre les signaux V3 et V4 et l'autre entre les signaux V3 et V5, les signaux transmis par les deux corrélateurs pouvant Qtre utilisés séparément ou en combinaison, afin outils donnent un signal représentatif de la corrélation entre les deux signaux V1 et V2 d'entrée de l'appareil. L'unité 2 de préparation de signaux non seulement remédie à l'effet de suppression des signaux du procédé de traitement à seuil et améliore la fréquence maximale limite de travail du corrélateur 1, mais permet aussi l'utilisation de l'appareil sous forme d'un analyseur grossier de spectre (avec une largeur minimale de bande de 100 Ez) qui est utile pour la détermination de la répartition spectrale du signal d'entrée dans diverses conditions, afin que la bande optimale de tra vail puisse titre déterminée. Bien qu'on ait décrit l'appareil selon l'invention en référence à un corrélateur croisé à seuil, il faut noter que d'autres types de corrélateurs conviennent aussi, par exemple des auto-corrélateurs ou des corrélateurs à plu sieurs niveaux. il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel, et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs, sans pour autant sortir de son cadre, qui est défini dans les revendications annexées. I1EVENDICBTIONS 1. Appareil de corrélation, caractérisé en ce qu'il comprend un corrélateur destiné à traiter au moins deux signaux d'entrée, un dispositif de traitement de chacun des signaux d'entrée, destiné à sélectionner une bande de fréquences de travail pour chaque signal, et un dispositif de déplacement de fréquence destiné à traiter chacune des bandes choisies de fréquences de travail, afin qu'il les déplace de manière qu'elles correspondent à la bande de fréquence du corrélateur. 2. Appareil selon la revendication I, caractérisé en ce que le corrélateur est un corrélateur croisé à seuil. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la bande de fréquences du corrélateur est pratiquement au niveau de la bande de base. 4. Appareil selon 1 ltune quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que le dispositif traitant les signaux d'entrée et sélectionnant une bande de fréquences pour chacun d'eux comprend un filtre. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le filtre comprend un filtre passe-bas pour chacun des signaux d'entrée, la fréquence de coupure du filtre passebas étant variable par sélection d'une partie au moins de la bande de fréquences de travail du signal correspondant d'entrée. 6. Appareil selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le filtre comprend un filtre passehaut pour chacun des signaux d'entrée, la fréquence de coupure du filtre passe-haut étant variable afin qu'elle permette la sélection d'une partie au moins de la bande de fréquences du signal correspondant d'entrée. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un dispositif de réglage de gain est destiné à régler les niveaux de chacun des signaux d'entrée. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de réglage de gain comprend en combinaison un amplificateur et un atténuateur. 9. Appareil selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il comprend un indicateur de surcharge associé à chacun des signaux d'entrée. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un filtre passe-bas qui reçoit le signal de sortie du dispositif de déplacement de fréquence. 11. Appareil selon la revendication 10 caractérisé en ce que la fréquence de coupure du filtre passe-bas est variable. 12. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif supplémentaire de déplacement de fréquence, destiné à fonctionner dans la bande choisie de fréquences de travail de l'un des signaux d'entrée, le dispositif de déplacement de fréquence traitant ce signal d'entrée et le dispositif supplémentaire de déplacement de fréquence étant destinés à fonctionner en quadrature de phase, l'un ou l'autre des signaux résultants déplacé en fréquence étant transmis au corrélateur avec le signal de sortie de l'autre dispositif de déplacement de fréquence. 13. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend un premier corrélateur destiné à traiter le signal du dispositif de déplacement de fréquence associé au premier signal d'entrée et le signal de sortie de l'autre dispositif de déplacement de fréquence, et un second corrélateur destiné à traiter le signal de sortie du dispositif supplémentaire de déplacement de fréquence et le signal de sortie de l'autre dispositif de déplacement de fréquence.