Brevet FR2267555A1 — publié le 19751107

l'invention est relative aux radars à fréquence d'impulsions variable. La réception des échos dans un appareil radar dont les impulsions sont à fréquence variable pose e problème de l'accord de l'oscillateur local que comprend le récepteur pour l'adapter, après émission d'une impulsion, à la réception des échos correspondant à ladite impulsion. On a proposé de tirer des moyens prévus pour commander la fréquence du générateur d'impulsions, habituellement un magnétron, une tension qu'on applique en tant que facteur de commande de la fréquence de l'oscillateur local du récepteur de l'appareil radar. Mais il a été constaté que l'ajustement ainsi obtenu de la fréquen- ce dudit oscillateur local n'est pas satisfaisant et cela parce aue la fréquence de limpulsion fournie par le magnétron ne varie as linéairement en fonction du facteur de commande appliqué au magné- tron et également parce que la fréquence de l'oscillateur local ne varie pas linéairment en fonction de la tension d'ajustement qui lui est appliquée. Les dispositions proposées jusqu'ici pour écartr cette difficulté sont de réalisation compliquée et d'un prix de revient élevé. La présente invention évite cet inconvénient. Elle est caractérisée par ce fait que la tension tirée du dispositif de com- mande du magnétron est appliquée non pas à l'oscillateur local mais à un oscillateur auxiliaire ou récepteur, en ce qu'à l'émis- sion d'une impulsion par le magnétron ledit oscillateur est appliqué pour déterminer l'ècart que présente sa fréquence d'oscillation avec celle qui conviendrait pour la réception et cela à l'ai- de d'un discriminateur faisant apparaître une tension de correction et en ce que cette tension de correction est appliquée à l'osclllateur local, lequel se trouve ainsi ajusté à la fréquence exacte requise pour la réception des échos radar provenant de ladite impulsion. l'invention est également caractérisée par ce fait qu'un meme discriminateur de fréquence est utilisé pour, d'une part, la détermination de la tension de correction et, d'autre part, l'ajustement de l'oscillateur local. Dans une réalisation, le discriminateur de fréquence est réglé sur la fréquence nominale de l'oscillateur auxiliaire et est associé à un dispositif propre à mettre en mémoire la tension de correction, et est en outre monté dans une boucle d'asservissement comnrenant l'oscillateur local et un mélangeur relié d'autre part à l'oscillateur auxiliaire, avec des moyens pour appliquer à la boucle la tension de correction mise en mémoire, le discriminateur et la mémoire formant alors un dispositif de discrimination dont la fréquence est égale à la somme de la fréquence nominale du discriminateur et de ladite tension de correction l'invention prévoit également d'apBli.quer ledit discriminateur cour tenir compte des variations lentes des fréquences nominales qui peuvent se produire sous l'effet du vieillissement des composants, des variations de température, etc. La description qui suit, faite à titre d'exemple, se réfère au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est un schéma - la figure 2 est un schéma partiel pour une condition - la figure 3 est un schéma partiel pour une autre condition - la figure 4 est un schéma partiel pour encore une autre condition - la figure 5 rappelle la constitution d'un échantillonneur - la figure 6 montre des diagrammes. Au magnétron 11 est associé un dispositif de commande de fréquence 12 qui fait varier la fréquence des impulsions émises par le magnétron suivant une loi prédéterminée, qui peut être, par exemple, une loi sinusoïdale. D'autre part, le dispositif 12 délivre sur un circuit 13 une tension qui dépend du facteur qu'il applique sur le magnétron 11 pour déterminer la fréauènce des impulsuions émises par ce dernier. L'impul.sion est déclenchée par un dispositif de déclenchement du magnétron ou modulateur 14.Ce dé clenc.ement est commandé à partir d'un dispositif de synchronisa tlon 15 relié au modulateur 14 par un circuit 16, le dispositif 15 étant lui-même sous la dépendance d'un dispositif de synchronisatlon générale 17 affecté à l'aprareil émetteur-récepteur radar. Le circuit 13 applique la tension tirée du dispositif 12 à :m disrositif 18, relié au dispositif de synchronisation 15 par un circuit 10 qui, par un signal sO,rend le dispositif 18 opératoire pour échantillonner la tension qu'il reçoit par le circuit 13 au moment qui précède immédiatement le déclenchement du magnétron il par le modulateur 14. L'échantillonneur 18, du type quelquefois appelé "box-car est relié par un circuit 21 à une première entrée 22 d'un sommateur 23 dont la sortie 24 est reliée à un premier oscillateur ou oscillateur auxiliaire 25. L'échantillonneur à mémoire ou "box-car" a la constitution connue rappelée sur la figure 5 comprenant un montage en pont 91 recevant la tension à échantillonner au sommet 92 par le circuit 93, la sortie 94 étant reliée à une capacité 95 jouant le rôle de mémoire.L'échantillonnage a lieu par un signal de commande applioué à un circuit 96 relié inductivement à un circuit 97 relié aux deux autres sommets du pont 98 et 99. le dispositif 18 maintient la tension échantillonnée, quelquefois appelée tension de pré-positionnement, sur l'oscillateur auxiliaire 25 jusqu'à un temps qui précède de peu l'impulsion suivante, comme montré par le diagramme de la figure 6. L'oscillateur 25 est relié par un circuit 26 à un premier mélangeur 27, relié d'autre part par un circuit 28 à un moyen de couplage 29 coopérant avec l'antenne 30 associée au magnétron 11. La sortie 31 du mélangeur 27 parvient à une entrée 32 d'un dispositif de comrutation 73, à deux positions, dans l'une de laquelle l'entrée 32 est en relation avec l'entrée 34 d'un discriminateur de fréquence 75, comme schématisé sur la figure 1 par la position montrée en trait plein de-l'organe 36 du dispositif de commutation 33. L'autre condition est celle représentée en trait pointillé, pour laquelle l'entrée 34 du discriminateur 35 est en relation avec la seconde entrée 37 du dispositif de commutation 33. Dans une forme de réalisation, la fréquence nominale du discriminateur 35 est égale à la moitié de la moyenne fréquence du récepteur radar. le dispositif de commutation 33 est commandé à partir du dispositif de synchronisation 15, auquel il est relié par un circuit 38. la sortie/du discriminateur de fréquence peut être reliée, par un dispositif de commutation 41 à sorties 42 et 44, sort à un second échantillonneur 43, ou '1Ùox-car", soit à une première entrée 45 d'un second sommateur 46. La première condition a été schématisée par le trait plein de l'organe de commutation 47 et la seconde condition est schématisée en trait pointillé. le dispositif de commutation 41 est sous la dépendance du dispositif de synchronisation 15, auquel il est relié par un circuit 48. Le temps de l'échantillonnage par l'échantillonneur 43 est commandé par un circuit 49 qui relie ledit échantillonneur 43 au dispositif de synchronisation 15, qui commande également le temps où est effacée de I'échantillonneur 43 la valeur mise en mémoire. 51 La sortie/de l'échantillonneur 43 est reliée, par l'intermédiaire d'un interrupteur 65 dont l'organe d'interruption 66 peut etre mis à la masse 67, et qui est commandable à partir de la synchronisation particulière 15 à laquelle il est relié par un circuit 68, à une seconde entrée 52 du sommateur 46 et la sortie 53 dudit sommateur est reliée aux moyens pour l'ajustement de la valeur de la fréquence des oscillations d'un second oscillateur 54, qui est l'oscillateur local prévu nour la réception des signaux radar constituant les échos de l'énergie radar impulsionnelle émise. La sortie 55 de l'oscillateur local 54 est appliquée à l'entrée 56 d'un second mélangeur 57, dont la seconde entrée 58 est reliée à la sortie 59 de l'oscillateur auxiliaire 25. La sortie 61 du second mélangeur 57 est reliée à l'entrée 37 du dispositif de commutation 33. La sortie 51 de ltéchantillonneur 43, ou second "box-car", est en outre reliée, par un circuit 62 à constante de temps relativement élevée, schématisée par la résistance 63 et la capacité 64, à la seconde entrée 65 du sommateur 23. le fonctionnement est le suivant A un premier signal de synchronisation s1 fourni par le dispositif 15 et appliqué par le circuit 19, l'écbantillonneur 18 échantillonne la tension alors présente dans le circuit 13 et la met en mémoire. Cette tension prélevée, de valeur t1, est appliquée par le circuit 21 à l'entrée 22 du sommateur 23 qui la transmet au moyen de commande de la fréquence de l'oscillateur auxiliaire 25 et la fréquence des oscillations fournie par ledit oscillateur en prend la valeur f Dans cette première condition, l'organe de commutation 36 du dispositif de commutation 33 coopère avec l'entrée 37, et l'organe de commutation 47 du dispositif de commutation 41 coopère avec la sortie 44. l'oscillateur local 54 fait partie d'une boucle qui comprend le mélangeur 57 et le discriminateur de fréquence 35 accordé sur la moyenne fréquence. La fréquence de l'oscillateur local s'ajuste donc sur la fréquence f1 de l'oscillateur auxiliaire 25 relié au mélangeur 57 ; eile diffère de fl de la valeur d'accord du discriminateur, c'est-à-dire de la moitié de la moyenne fré cuence : l'oscillateur local 54 en est- ainsi pré-positionné. La seconde condition est celle montrée sur la figure 3. Par une impulsion fournie par le dispositif de synchronisation 15, l'organe de commutation 36 du dispositif 33 coopère avec l'entrée 32 et l'organe de commutation 47 du dispositif 43 coopère avec la sortie 42. Une partie de l'énergie de l'impulsion fournie par le magnétron 11, sous la commande du modulateur 14 relié au dispositif de synchronisation 15, est dérivée vers le circuit 28 qui l'applique au mélangeur 27.La différnce entre la fréquence F de l'impulsion et la fréquence f1 de l'oscillateur auxiliaire 25 pré-positionné est appliquée au discriminateur de fréquence 35 qui fournit à a sortie 39 une tension t2, laquelle est appliquée par le dispo- sitif se commutation 41 à l'échantillonneur 43, ou la met en mé- noire sous la commande qu'il reçoit du dispositif de synchronisa- tion 15 par le circuit 49. La condition suivante, ou troisième condition, est celle montrée sur la f figure 40 Sur un signal de synchronisation fourni par le dispositif 15, les dispositifs de commutation 33 et 41 reprennent leur condition initiale, c'est-à-dire que l'organe de commutation 36 coopère avec l'entrée 37 et l'organe de commutation 47 coopère avec la sorite 44.L'oscilatteur 54 fait alors à nouveau partie de a boucle définie en référence à la figure 2, comprenant le discriminateur 35, rais cette boucle reçoit de l'échantillonneur 43, par le circuit 51, l'interrupteur 65, alors en condition fermée par l'effet d'un signal de synchronisation qui lui est arplicué par le circuit 68, et le sommateur 46, la tension t2 cui est celle oui traduit 1'écart de la fréquence de l'oscillateur auxiliaire 25 pré-positionnée par raprort à celle au'il devrait avoir pour la réception de la fréquence de l'impulsion radar et en conséquence des échos de celle-ci.Comme l'oscillateur local 54 a été amené, dans la première condition (figure 2), à sa fréquence de pré position-ement, la tension oui résulte de la somme de la tension fournie par le discriminateur 75 et la tension t2ou tension de correction, et qui li est appliquée par son entrée 54, l'amène exactement à la fréquence requise pour la réception des échos de l'impulsion radar é ise. Et ainsi de suite pour chacune des impulsions émises par le magnétron 11. L'oscillateur local est donc amené, immédiatement avant la réception des échos correspondant à une impulsion, précisément à sa valeur de fréquence assurant la réception desdites impulsions, même pour une fréquence d'impulsion variant rapidement avec le temps dans une large bande. Les oscillations de l'oscillateur local 54 dont la fréquence a été ainsi ajustée sont apiliquées à la manière habituelle sur un mélangerur 81 recevant les échos d'un duplexeur 82 interposé sur le circuit dantenne 30, les signaux résultant du mélange étant appliqués à un pré-amplificateur 83, suivi d'un amplificateur 84 à fréquence intermédiaire après lequel s'effectue @ détection. L'oscilateur local 54 n'a pas besoin de présenter des qualités particulières en égard à sa stabilité de fréquence ou à ses caractéristiques. de réponse. L#oscillateur auxiliaire 25 n'a pas besoin de présenter des qualités particulières au égard à ses caractéristiques d.: réponse. IL doit conserver la même fréquence dans l'intervalle de temps qui sépare deux impulsions successives du magnétron, ce qui ne pose pas de difficulté particulière. La boucle comprenant le circuit 52 à constante de temps élevée @ssure le centrage de la valeur de la fréquence des oscillations fournies par l'oscillateur auxiliaire 25 et, en conséquence, de la valeur de la fréquence des oscillations fournies par l'oscilateur local 57, pour tenir compte des effets éventuels du vieillissement des composants et des variations de température. Les diagrammes de la figure 6 montrent - le diagramme a, le temps s'écoulant entre deux impulsions radar consécutives, comme montré en t0-t0 ; - le diagramme b, la valeur de la tension présente sur le circuit 13 en fonction du temps - le diagramme c, la valeur de la tension mémorisée appli- ouee par le circuit 24 sur le sommateur 23 - le diagramme d, les signaux appliqués . l'interrunteur 65 pour amener l'organe de commutation 66 en condition de coopération avec la masse 67 - le diagramme e, les signaux de synchronisation amenant simultanément les organes de commutation 36 et 47 en condition de coopération avec l'entrée 32 et la sortie 42 respectivement - la diagramme f, les signaux commandant l'émission de l'im- pulsion par l'intermédiaire du modulateur 14 - le diagramme g, les signaux, simultanés aux précédents, qui sont appliqués par le circuit 49 à l'échantillonneur 43 ; - le diagramme h, les signaux aui ramènent les dispositifs de commutation 33, 41 et 65, dans la condition montrée en trait pointillé : - le diagramme i, la variation de la valeur de la fréquence de I'oscillateur auxiliaire 25; - le diagramme j, la variation de la valeur de la fréquence de l'oscillateur auxiliaire 54. Dans une forme de réalisation, le circuit 61 reliant le mélangeur 57 au dispositif de commutation 33 comprend, comme mar qué en trait pointillé, un dispositif de transposition de fréquence 70 comprenant deux mélangeurs 71 et 72 montés l'un à la suite de l'autre et dont les autres entrées sont reliées à des oscillateurs locaux respectivement 73 et 74. On peut ainsi rendre indépendantes l'une de l'autre la fréquence d'aecord du discriminateur 35 et /de fréquence celle de l'amplificateur intemédiaire du récepteur radar. REVENDICATIONS lo Dispositif pour l'ajustement de la fréquence d'un oscillateur local d'un appareil émetteur-récepteur radar d'impulsions à fréquence variable, comprenant des moyens pour tirer une tension de pré-positionnement pour la fréquence de l'oscillateur local en fonction des moyens de commande de la fréquence du générateur d'impulsions, caractérisé en ce qu'il comprend un oscillateur auxiliaire, des moyens pour pré-positionner la fréquence de l'oscilla- teur auxiliaire à partir de la tension de. pré-positionnement, des moyens de discrimination de fréquence fournissant une tension ou tension de correction résultant de la comparaison entre la fréquence de pré-positionnement de ltoscillateur auxiliaire et la fréquence de l'impulsion émise et des moyens pour appliquer la tension de correction ainsi déterminée à l'oscillateur local. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour pré-positionner l'oscillateur local avant de lui appliquer la tension de correction0 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'oscillateur local est pré-positionné par comparaison de sa fréquence avec la fréquence de l'oscillateur auxiliaire pré-positionné au préalable. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une boucle à discriminateur de fréquence. 5. Dispositif selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que c'est le même discriminateur de fréquence qui est utilisé pour le pré-positionnement de l'osciliateur local et la détermination de la tension de correction. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fréquence de l'oscillateur local est ajustée pour tenir compte de la tension de correction par une boucle à discriminateur de fréquence. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la boucle comprend le même discriminateur que celui utilisé dans les autres conditions, la tension de correction étant introduite à partir d'un dispositif de mémoire. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le discriminateur de fréquence est accordé sur une fréquence égale à la moyenne fréquence à une constante près. 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la boucle à discriminateur de fréquence comprend un dispositif de transposition de fréquence permettant de choisir indépendamment les fréquences du discriminateur et de l'am- plificateur de fréquence intermédiaire du récepteur radar. 10. Appareil émetteur--écepteur radar à fréquence variable d'impulsions émises, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.