Brevet FR2269719A1 — publié le 19751128

L'invention a pour objet un dispositif pour la commande de la fréquence d'un oscillateur local d'un récepteur d'appareil émetteur-récepteur radar. Dans un appareil émetteur-récepteur radar dont les impul sions émises sont de fréquence variable, il est nécessaire de faire varier en correspondance la fréquence de l'oscillateur local prévu pour la réception des échos correspondant aux impulsions émises. Dans le cas d'un radar dont les impulsions sont fournies par un magnétron à dispositif de commande de fréquence, on a proposé d'utiliser une tension électrique dérivée des moyens de commande de la fréquence du magnétron et de l'appliquer à l'oscillateur local pour "pré-positionnern celui-ci au point de vue de la fréquence. Mais ce pré-positionnement n'est pas exact, c'est-à-dire que les oscillations fournies par l'oscillateur local pré-positionné ne sont pas propres à fournir sans correction la moyenne fréquence du récepteur par mélange avec les échos reçus correspondant aux impulsions émises. la loi qui relie la fréquence des impulsions du magnétron et la tension électrique dérivée des moyens de commande de ladite fréquence n'est en effet pas une loi linéaire et également la fréquence de l'oscillateur local ne varie pas d'une manière linéaire avec la tension de commande qui lui est appliquée. On a proposé de faire appel, après que l'oscillateur local ait été prd-positionné, à un circuit de discrimination de fréquence vers lequel on dérive une partie de l'énergie de l'impulsion émise, ce qui fait apparattre une tension qui, acheminée à l'oscillateur local, rapproche la fréquence de ce dernier de celle qu'il doit avoir pour assurer la réception des échos radar correspondant à ladite impulsion. Mais l'expérience a montré que dans la plupart des cas la correction n'est pas encore satisfaisante. D'autre part, les moyens proposés jusqu'ici pour assurer le complément de correction sont d'une réalisation difficile et cot- teuse. Le dispositif selon l'invention est au contraire d'une réalisation simple et économique et fournit un ajustement pratiquement parfait de la fréquence de l'oscillateur local, même pour des fréquences de magnétron variant dans une large plage avec des impulsions se succédant rapidement dans le temps. L'invention est basée sur cette remarque que les différences entre les fréquences de l'oscillateur local après son pré-position- nement et les fréquences correspondantes du magnétron restent stables dans le temps. L'invention est alors caractérisée par ce fait qu'on détermine les valeurs desdites différences et qu'on sélectionne une tension de correction en fonction de la fréquence du magnétron. Elle est caractérisée complémentairement par ce fait que c'est la tension de pré-positionnement, tirée du dispositif de commande de fréquence du magnétron, qui est utilisée comme facteur de sélection. L'invention fait également application d'une boucle à discriminateur de fréquence pour l'ajustement final de la fréquence de l'oscillation locale en fonction de la fréquence du magnétron et l'expérience a montré qu'en raison de la très faible valeur du complément de correction à apporter la discrimination de fréquence fait alors ressortir une tension qui amène l'oscillateur local exactement à la fréquence qui permettra la réception. L'invention est réalisable par des composants digitaux et elle prévoit à cet égard la mise en mémoire d'un nombre fini de tensions de correction en fonction de la fréquence des impulsions. Elle consiste alors à faire correspondre des tensions de correction à un nombre fini de fréquences de magnétron, le nombre des fréquences étant suffisant pour que, pour toute fréquence d'impulsion, même comprise entre les valeurs choisies, l'écart entre la fréquence corrigée de l'oscillateur local et la fréquence convenable à la réception soit suffisamment faible pour que le fonctionnement de la boucle à discriminateur de fréquence soit pleinement opératoire pour amener ledit oscillateur local à ladite valeur de fréquence convenable. L'invention prévoit des moyens pour faire varier automatiquement les valeurs des tensions de correction pour tenir compte de facteurs perturbateurs tels que les variations de température ou le vieillissement des composants, assurant ainsi l'opérabilité du récepteur radar pendant une longue durée. 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'une partie d'un appareil émetteur-récepteur radar muni du dispositif selon l'invention ; - les figures 2 à 5 illustrent diverses conditions de fonctionnement du dispositif ; - la figure 6 est un diagramme de signaux de synchronisation. L'appareil émetteur-récepteur radar à fréquence variable d'impulsions émises, quelquefois appelé radar à agilité de fréquence, comprend un magnétron 1 i (figure i) qui fournit des impulsions dont la fréquence est sous la dépendance d'un dispositif de commande de fréquence -12. La condition dudit dispositif 12 est caractérisée par une tension u. Cette tension est appliquée par un circuit 13, se divisant suivant deux branches 14 et 15, respectivement à un dispositif 16 d'échantillonnage et de mémoire, quelquefois appelé nbos-car", et à un dispositif d'adressage 17.Le dispositif d'échantillonnage 16 est relié par un circuit 18 à une première entrée 19 d'un sommateur 20 dont la sortie est reliée par un circuit 21 à 11 entrée 22 de commande de fréquence de l'oscil- lateur local 23 du récepteur radar. Le fonctionnement du dispositif d'échantillonnage 16 est sous la dépendance d'un dispositif de synchronisation 24 auquel il est relié par un circuit 25. Le dispositif de synchronisation 24 est relié par un circuit 26 à un dispositif de synchronisation générale 27 que comporte l'appareil. Le dispositif d'adressage 17 est associé, par l'intermédiaire d'un dispositif d'entrée et de sortie 28, à un dispositif de mémoire 29 qui contient en mémoire un certain nombre de valeurs digitales de tension, ou mots, comme schématisé par les lignes a1, a2, ... an, le dispositif 17 étant propre à faire correspondre un mot prédéterminé à chacune des valeurs de la tension de pré-positionnement qui est appliquée à son entrée. La liaison entre le dispositif d'adressage 17 et le dispositif de mémoire 29, par l'intermédiaire du dispositif d'entrée et de sortie 28, a été schématisée par les circuits 30 et 31. Les tensions mises en mémoire dans le dispositif 29 sont des tensions de correction et la tension de correction sélectionnée par le dispositif d'adressage 17 est appliquée par l'intermédiaire du circuit 32 et du dispositif d'entrée et de sortie 28 à un circuit de sortie 33 qui se divise en deux branches 34 et 35. La branche 34 aboutit à un dispositif de décodage 36, c'est-à-dire qui fournit une valeur analogique à partir d'une valeur digitale, et la valeur analogique est appliquée par un circuit 37 à une seconde entrée 38 du sommateur 20. Le fonctionnement du dispositif d'adressage 17 est soue la dépendance du dispositif de synchronisation 24 auquel il est relié par un circuit 39. Un coupleur 41 prélève une partie de l'énergie de l'impulsion appliquée par le magnétron Il au circuit d'antenne 42 et l'achemine par un circuit 43 à la première entrée 44 d'un mélangeur 45. Celui-ci a sa seconde entrée 46 reliée par un circuit 47 à l'oscillateur local 23. La sortie du mélangeur 45 est appliquée par un circuit 48 à l'entrée d'un dispositif amplificateur et discriminateur de fréquence 49 accordé sur la moyenne fréquence du récepteur. La sortie du discriminateur 49 est reliée à un dispositif d'échantillonnage et de mémoire ou box-car 50 dont la sortie se divise en deux branches 51 et 80.La branche 80 est reliée à la troisième entrée 58 du sommateur 20 par un circuit 81 qui comprend deux voies parallèles, une première voie 82 introduisant une constante de temps, par exemple de l-'ordre de la seconde, à résistance 83 et capacité 84 et une seconde voie 85 sans constante de temps mais à atténuateur ajustable 86. La branche 51 est reliée par l'intermédiaire d'un codeur 52 à la première entrée 54 d'un sommateur 55. La sortie 56 de ce dernier est reliée à une entrée 61 du dispositif 28. La branche 35 de sortie du dispositif d'entrée et de sortie 28 est reliée par l'intermédiaire d'un circuit 62 comprenant un dispositif atténuateur 63, ctest-à-dire introduisant une multiplication par un coefficientvinférieur à l'unité de la valeur de la tension fournie par la mémoire 29, à la seconde entrée 64 du sommateur 55. L'émission des impulsions par le magnétron 51 est sous le contrôle d'un modulateur 66 commandé par le dispositif de synchronisation 24 auquel il est relié par un circuit 67. Le fonctionnement est le suivant La tension u, liée de marnière équivoque à la condition du dispositif de commande de fréquence 12, est appliquée en permanence au dispositif d'échantillonnage 16 (figure 2). Par un signal de synchronisation fourni par le dispositif 24 et appliqué par le circuit 25, une valeur de la tension u est échantillonnée par le dispositif 16 et maintenue en mémoire. La valeur échantillonnée est appliquée par l'intermédiaire du sommateur 20 et du circuit 21 à l'oscillateur local 23 qui est ainsi pré-positionné. Ladite valeur de la tension u est en outre appliquée par le circuit 15 au dispositif d'adressage 17 (figure 3). Sous la commande d'un signal de synchronisation qui lui est appliqué par le circuit 39, le dispositif d'adressage 17 sélectionne, parmi les mots qui sont contenus dans la mémoire 29, par l'intermédiaire du dispositif d'entrée et de sortie 28, celui qui correspond à la valeur de la tension u au moment du signal de synchronisation. La valeur digitale dudit mot est, par l'intermédiaire du dispositif de sortie 28 et du circuit 34, appliquée au décodeur 36 et la valeur analogique de tension correspondante est appliquée à l'entrée 22 de ltoscillateur local 23 par l'intermédiaire du circuit 37 et du sommateur 20, de sorte qu'elle s'ajoute à la tension de prépositionnement pour commander l'oscillateur local 23.La valeur de la fréquence des oscillations locales fournies par l1oscillateur 23 en est rendue très proCh; de celle qui correspond à la fréquence de l'impulsion qui va être émise en correspondance de la condition du dispositif de commande de fréquence 12. L'émission de l'impulsion par le magnétron Il est ensuite commandée par un signal de synchronisation fourni par le dispositif de synchronisation 24 et appliqué sur le modulateur 66 par le circuit 67. Une partie de l'énergie de l'impulsion émise par le magnétron 11 est prélevée par le coupleur 41 et appliquée à l'entrée 44 (figure 4) du mélangeur 45. Celui-ci reçoit sur son autre entrée 46 la fréquence de l'oscillateur local 23 déjà pré-positionné et ayant reçu la tension de correction provenant après décodage du dispositif de mémoire 29. La fréquence différence résultant du mélange, de très faible valeur, est appliquée par la sortie 48 du mélangeur 45 au discriminateur 49. La tension présente à la sortie du discriminateur 49 est appliquée au dispositif d'échantillonnage et de mémoire 50.Sur un signal qui lui est appliqué par le circuit 87 issu du dispositif de synchronisation 24, la tension échantillonnée, de valeur très faible, en raison du pré-positionnement préalable et de la tension de correction provenant de la mémoire 29, est appliquée par l'intermédiaire de l'atténuateur 86 (fige) du circuit 81 à la troisième entrée 58 de sorte qutà la réception des échos correspondant à l'impulsion émise, l'oscillateur local 23 est exactement à la fréquence pour laquelle son mélange avec les signaux provenant des échos fournit la moyenne fréquence. La boucle comprenant le discriminateur de fréquence 49 continue à jouer son r81e de contrôle automatique de fréquence de l'oscillateur local 23 pour tenir compte du vieillissement des composants, des effets des variations de température, et cela par l'intervention du circuit à constante de temps 82 que comprend le dispositif 81. Dans le cas où (figure 5), pour une raison quelconque, un complément de correction introduit à partir de la mémoire 29 'a plus la valeur requise pour amener l'oscillateur local 23 à une fréquence suffisamment voisine de la fréquence d'ajustement final, la tension présente à la sortie 51 du discriminateur 49 a une valeur suffisante pour qu'après codage dans le dispositif codeur 52 elle provoque, ajoutée dans le sommateur 55 à la tension présente dans le circuit 35, par introduction à l'entrée 61 du dispositif d'entrée et de sortie 28, une variation de la valeur de-ladite tension mise en mémoire dans le dispositif 29, de sorte qu'à la prochaine utilisation du même mot de la mémoire 29 le complément de correction soit satisfaisant. La présence du dispositif 63 équivalent à une constante de temps évite une modification intempestive de la valeur du mot de la mémoire 29 qui résulterait -de la non-coincidence de la valeur de la fréquence de l'impulsion émise avec une de celles auxquelles correspondent les valeurs de tension mises en mémoire dans le dispositif 29. Cette constante de temps détermine la valeur moyenne de la correction à effectuer dans la zone de fréquence élémentaire définie par le codeur d'adressage 17. Sur le diagramme de la figure 6 t montre le temps où le signal de synchronisation est appliqué par le circuit 25 au dispositif d'échantillonnage 16. Les temps sur les lignes horizontales successives'correspon- dent respectivement au signal fourni par le dispositif de synchronisation 24 au dispositif d'adressagé 17 par le circuit 39 à la correction provenant du décodeur 36 à l'émission de l'impulsion par le magnétron à la lecture de l'erreur par le dispositif d'échantillonnage 30 au codage de l'erreur par le dispositif 52 à l'addition dans le sommateur 55 des tensions appliquées aux entrées 63 et 54 ; à la mise en mémoire de terreur. REVENDICATIONS i. Dispositif pour l'ajustement de la fréquence d'un osoillateur local d'un récepteur d'un appareil radar émettant des impulsions à fréquence variable, comprenant une boucle à discriminateur de fréquence, des moyens étant prévus pour appliquer une tension de pré-positionnement à l'oscillateur local en dépendance de la fréquence de la prochaine impulsion à émettre, caractérisé en ce qu'il comprend une mémoire de tensions complémentaires dont les valeurs ont été déterminées comme étant celles qu'il convient d'ajouter à la tension de pré-positionnement pour compléter le positionnement en fréquence de l'oscillateur local en fonction d'une multiplicité de fréquences d'impulsions, de sorte que l'oscillateur local a un positionnement suffisamment approché pour que le fonctionnement de la boucle de discrimination l'amène exactement à la fréquence qui correspond à celle de l'impulsion émise. 2. Dispositif selon la revendication i, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'adressage entre le dispositif de commande de la fréquence des impulsions radar et la mémoire des tensions de correction. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boucle à discriminateur de fréquence comprend une voie à constante de temps pour le contrôle automatique de fréquence de l'oscillateur local et une voie à atténuateur pour l'ajustement en fonction de la fréquence de l'impulsion émise. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour modifier les valeurs des tensions de correction en mémoire en fonction du résultat de la discrimination de fréquence. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tension de mémoire est ajoutée à la tension d'ajustement, après codage, pour cette modification. 6. Dispositif selon la revendication 5, caraetérisé en ce que les moyens de correction préssentent une constante de temps.