Brevet FR2377044A1 — publié le 19780804

La présente invention se rapporte aux récepteurs radar continus à modulation de fréquence et concerne plus particulièrement un dispositif pour de tels récepteurs qui permet d'élaborer un signal complexe de fréquence variable, réplique du signal reçu par le radar. Le signal reçu d'une cible, par un radar à ondes entretenues modulées en fréquence, possède un spectre complexe centré sur une raie dont la valeur est fonction de la distance qui sépare la cible du radar. L'espacement des raies de ce spectre est fixé par la fréquence de modulation du signal émis. Dans le cas d'une modulation triangulaire de la fréquence du signal émis, l'analyse du signal reçu montre qu'il s'agit d'une onde périodique modulée en phase par un signal rectangulaire dont la période est égale à la période de modulation. Les procédés connus d'analyse du signal reçu consiste à effectuer une analyse spectrale de ce signal au moyen d'une onde sinusoîdale pure dont on fait varier la fréquence. Cette analyse permet de restituer le spectre du signal reçu mais, en raison du grand nombre de raies qui constituent chaque spectre, elle ne permet pas de séparer de manière non ambiguë deux cibles situées dans des cellules de résolution proches l'une de l'autre. Un procédé pour supprimer cette ambiguité a été décrit dans la demande de brevet allemand P 26 11 321.3 déposée le 17 Tzars 1976 par la société dite Standard Elektrik Lorenz AG. Ce procédé consiste à effectuer une pondération du signal vidéo reçu par le radar sur une partie de la période et à supprimer ledit signal vidéo sur la partie restante de la période. Ce procédé présente l'inconvénient d'une mise enoeuvre complexe d'une part et de supprimer une partie du signal reçu d'autre part. Un objet de l'invention est un récepteur radar à ondes entretenues modulées en fréquence qui permet d'éviter l'inconvénient précité. Selon une caractéristique de l'invention le récepteur radar comporte un circuit d'élaboration d'un signal complexe de fréquence variable, réplique du signal reçu par le radar. Ce circuit d'élaboration d'un signal réplique comprend un générateur de signal d'analyse fournissant, à partir des signaux de synchronisation du radar et d'un signal de commande de fréquence, un signal d'analyse de forme triangulaire, modulé en phase au rythme du signal de ondulation de la por-teuse et de fréquence variable ; - un circuit de mise en forme prévu pour rendre sinusoïdal ledit signal d'analyse ; - un générateur de fonction de pondération fournissant un signal de pondération de fréquence double de celle dudit signal de modulation ; et - un circuit de pondération pour pondérer le signal de sortie dudit circuit de wise en forme par ledit signal de pondération. Selon une at1tre caractéristique de l'invention ledit géaér;ur de signal d'analyse comprend - un atténuateur recevant sur une zemière entrée ledit signal de coumsflae de fréquence et fournissant en sortie un signal de même fréquence et de même forme que celui reçu sur une deuxième entrée mais dont l'amplitude est fonction de la valeur dudit signal de commande de fréquence ; - un intégrateur recevant le signal de sortie dudit atténuateur ; - un premier comparateur fournissant un signal lorsque le signal de sortie dudit intégrateur atteint un seuil haut ; - un deuxième comparateur fournissant un signal lorsque le signal de sortie dudit intégrateur atteint un seuil bas ; et - un circuit bistable dont la sortie, appliquée sur ladite deuxième entrée dudit atténuateur, est mise à 1 sur le signal de sortie dudit premier comparateur et mise à O sur le signal de sortie dudit second comparateur et sur les changements de pente dudit signal de modulation. Selon une autre caractéristique de l'invention, la pondération est effectuée sur. le signal vidéo reçu par le radar, ledit signal vidéo étant, après pondération, appliqué à un corrélateur qui reçoit par ailleurs le signal de sortie dudit circuit de mise en forme. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description suivante d'un exemple de réalisation particulier, ladite description étant faite à titre indicatif et en relation avec les dessins joints dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement un radar continu à modulation de fréquence muni du dispositif de l'invention - la figure 2 représente le générateur du signal d'analyse ; - la figure 3 montre différents signaux apparaissant dans le générateur de la figure 2 ; - la figure 4 montre une réalisation drun générateur de fonction de pondération ; et - la figure 5 montre différents signaux apparaissant dans le générateur de fonction de pondération de la figure 4. Le schéma de la figure 1 permet de rappeler brievement le principe d'un radar à ondes entretenues modulées en fréquence -et d'exposer les caractéristiques de la présente invention. Le radar comporte un émetteur d'ondes entretenues 3 dont la fréquence est variable en fonction de la sortie d'un modulateur 4. Le signal émis par l'émetteur est transmis à une antenne 1 par l'intermédiaire dtun circulateur 2. Les signaux reçus par réflexion sur des obstacles situés dans le faisceau de l'antenne sont appliqués par l'intermédiaire du circulateur 2 à un mélangeur 6. Le circuit mélangeur 6 reçoit par ailleurs un signal de référence qui est obtenu en prélevant une partie du signal émis à l'aide d'un coupleur directionnel 7.Ce mélangeur 6 fournit de manière bien connue un signal de battement dont la fréquence est fonction de la distance qui sépare le radar de la cible. On pourra trouver de plus amples détails sur le principe et le fonctionnement de tels radars dans l'ouvrage : "Introduction to radar systems" par M.I. Skolnik, McGraw-Hill Book Company, pages 86 et suivantes. Le schéma de la figure 1 comporte également un circuit 10 d'élaboration d'un signal de fréquence variable réplique du signal reçu. Ce circuit 10 est commandé par les signaux reçus d'une horloge 5 et fournit à un corrélateur 8 un signal de fréquence variable. Le signal de sortie du mélangeur 6 est traité, à l'aide dudit signal de fréquence variable, par le corrélateur 8.Comme on l'a vu précédemment, le signal reçu d'une cible par un radar continu à modulation de fréquence présente un spectre complexe et l'analyse de ce signal par une onde pure de fréquence variable ne permet pas rme détection sans ambigulté de plusieurs cibles rapprochées. Aussi selon l'invention, il est prévu un circuit 10 d'élaboration d'un signal de fréquence variable réplique du signal reçu qui permet d'éviter l'inconvénient ci-dessus. Ce signal réplique doit présenter un spectre semblable à celui du signal reçu et doit etre de fréquence variable. Pour cela le circuit 10 comporte un générateur du signal d'analyse 11, un circuit 12 de mise en forme dudit signal d'analyse, un générateur de fonction de pondération 14 et un circuit de pondération 13. Le générateur 11 fournit, à partir de signaux de synchronisation reçus du circuit d'horloge 5, un signal d'analyse de forme triangulaire. Ce signal triangulaire est rendu sinusoïdal par le circuit de mise en forme 12 avant d'être appliqué au circuit de pondération 13. Le signal de sortie du circuit de pondération 13 constitue le signal réplique du signal reçu par le radar et il est appliqué au corrélateur 8 dudit radar. La figure 2 montre- un exemple de réalisation du générateur 11 du signal d'analyse. Ce générateur 11 est essentiellement constitué par un atténuateur à commande électrique 111, un intégrateur 112, un premier comparateur 113, un deuxième comparateur 114 et un circuit bis table 115. L'atténuateur 111 reçoit le signal de sortie du circuit bis table 115 et un signal de colanande de fréquence appliqué sur l'entrée El qui est en fait une tension continue dont la valeur varie au rythme choisi pour l'analyse du signal reçu. L'amplitude du signal de sortie de l'intégrateur 112 varie entre un seuil haut et un seuil bas définis par les comparateurs 113 et 114 respectivement. Les sorties des comparateurs 113 et 114 sont appliquées aux entrées de apositionnement autoritaire du circuit bistable 115, (par exemple à l'entrée de positionnement à 1 "s" pour la sortie du comparateur 113 et à l'entrée de remise à 0 "r" pour la sortie du comparateur 114). L'entrée d'horloge H du circuit bis table 115 reçoit un signal de commande de changement de sens qui est constitué par des impulsions synchronisées sur les discontinuités de pente de la modulation de fréquence de l'onde émise par le radar. Le fonctionnement du générateur Il du signal d'analyse sera mieux compris à l'aide du diagramme de signaux de la figure 3. La figure 3 montre en a le signal de commande de changement de sens appliqué sur l'entrée H du circuit bistable 115, en b le signal de sortie dudit circuit bistable, en c le signal de sortie de l'intégrateur 112 et- en d et e les signaux de sortie du comparateur 113 et du comparateur 114 respectivement. L'atténuateur 111 fait varier le niveau du signal appliqué è l'intégrateur 112 en fonction du niveau de tension appliqué sur l'entrée El, permettant ainsi de faire varier la pente du signal de sortie de l'intégrateur qui constitue ledit signal d'analyse. Ce signal d'analyse triangulaire est rendu sinusoldal par le circuit de mise en forme 12 puis il est pondéré dans le circuit de pondération 13 par la fonction de pondération créée par le générateur 14. La figure 4 montre le schéma du générateur de fonction de pondération 14 et la figure 5 montre les différents signaux qui apparaissent dans ce générateur. Le générateur 14 comprend essentiellement un filtre passe-bas 141, un circuit doubleur de fréquence 142 et un circuit additionneur 143. Le filtre passe-bas 141 reçoit le signal de modulation du radar représenté en a, figure 5 et appliqué sur l'entrée E2 et en extrait la fréquence fondamentale comme représenté en c, figure 5.Le circuit doubleur de fréquence 142 multiplie par lui-même ce signal de fréquence fondamentale et le circuit additionneur 143 ajoute au signal de sortie du circuit doubleur de fréquence 142 une composante continue notée V =, appliquée sur l'entrée E3. Le signal obtenu est représenté en d, figure 5 et il est connu sous le nom de "fonction de Eaing". On a représenté en e, figure 5 le signal d'analyse fourni par le générateur 11 et mis en forme par le circuit 12 et en f le signal de sortie du circuit de pondération 13 qui constitue le signal réplique du signal reçu. L'opération de pondération est effectuée, dans ltexemple d'application considéré, sur le signal réplique élaboré par le dispositif de l'invention avant d'appliquer cedit signal réplique au corrélateur 8. En fait l'opération de pondération peut être indifféremment effectuée sur le signal réplique ou sur le signal reçu par le radar. Dans ce dernier cas l'opération de pondération serait effectuée sur le signal de sortie du mélangeur 6. Dans tout ce qui précède il n'a pas été fait mention de l'effet Doppler qui peut affecter une cible. Dans le cas d'un radar continu à modulation de fréquence triangulaire, l'effet Doppler entratne un dédoublement des raies du spectre du signal reçu mais ce dédoublement est en fait peu gênant dans la mesure où le radar n'å pas un pouvoir de résolution élevé. Bien que la présente invention ait été décrite dans le cadre d'un exemple de réalisation particulier, il est clair qu'elle n'est pas limitée audit exemple et qu'elle est susceptible de modifications ou variantes sans sortir de son domaine. REVENDICATIONS 1. Circuit d'élaboration d'un signal de fréquence variable, réplique d'un signal reçu par un radar à ondes entretenues modulées en fréquence par une onde triangulaire, caractérisé en ce qu'il comprend - un générateur de signal d'analyse fournissant, à partir des signaux de synchronisation du radar et d'un signal de commande de fréquence, un signal d'analyse de forme triangulaire, modulé en phase au rythme du signal de modulation de la porteuse et de fréquence variable ; - un circuit de mise en forme prévu pour rendre sinusoldal ledit signal d'analyse ; - un générateur de fonction de pondération fournissant un signal de pondération de fréquence double de celle dudit signal de modulation ; et - un circuit de pondération pour pondérer le signal de sortie dudit circuit de mise en forme par ledit signal de pondération. 2. Circuit d'élaboration d'un signal réplique du signal reçu selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit générateur de signal d'analyse comprend - un atténuateur recevant sur une première entrée ledit signal de commande de fréquence et fournissant en sortie un signal de même fréquence et de même forme que celui reçu sur une deuxième entrée mais dont l'amplitude est fonction de la valeur dudit signai de commande de fréquence ; - un intégrateur recevant le signal de sortie dudit atténuateur ; - un premier comparateur fournissant un signal lorsque le signal de sortie dudit intégrateur atteint un seuil haut ; - un deuxième comparateur fournissant un signal lorsque le signal de sortie dudit intégrateur atteint un seuil bas ; et - un circuit bistable dont la sortie, appliquée sur ladite deuxième entrée dudit atténuateur, est mise à 1 sur le signal de sortie dudit premier comparateur et mise à o sur le signal de sortie dudit deuxième comparateur et sur les changements de pente dudit signal de modulation. 3. Circuit d'élaboration d'un signal réplique du signal reçu selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ledit générateur de fonction de pondération comprend : - un filtre passe-bas qui extrait la fréquence fondamentale dudit signal de modulation ; - un circuit doubleur de fréquence recevant le signal de sortie dudit filtre passe-bas ; et - un circuit additionneur ajoutant, au signal de sortie dudit circuit doubleur de fréquence, une composante continue de tension. 4. Récepteur pour un radar à ondes entretenues modulées en fréquence par une onde triangulaire caractérisé en ce qutil comprend : un générateur de signal d'analyse fournissant, à partir des signaux de synchronisation- du radar et d'un signal de commande de fréquence, un signal d'analyse de forme triangulaire, modulé en phase au rythme du signal de modulation de la porteuse et de fréquence variable ; un circuit de mise en forme prévu pour rendre sinusoldal ledit signal d'analyse ; un générateur de fonction de pondération fournissant un signal de pondération de fréquence double de celle dudit signal de modulation ; et en ce que la pondération est effectuée sur le signal vidéo reçu qui, après pondération, est appliqué à un circuit corrélateur lequel reçoit par ailleurs le signal de sortie dudit circuit de mise en forme.