Brevet FR2422175A1 — publié le 19791102

La présente invention concerne un simulateur d'échos mobiles pour radar de surveillance du sol. Un tel dispositif peut être utilisé pour simuler des véhicules (chars par exemple) se déplaçant sur un champ de bataille, afin d'apprendre à les reconnattre et de s1entratner au tir d'artillerie. Ce simulateur peut également être utilisé pour leurrer les radars ennemis. Un simulateur d'échos mobiles est décrit notamment dans la demande de brevet français 77 20111 déposée par la demanderesse le 30 juin 1977 et intitulée : "Balise répondeuse pour la simulation de cibles radar". Le principe de fonctionnement de cette balise consiste à - recevoir le signal hyperfréquence émis par le radar et à le transposer en fréquence intermédiaire - détecter la phase du signal à fréquence intermédiaire par rapport à un signal de référence très stable à la fréquence intermédiaire - retarder sous forme numérique la phase afin de simuler la distance - modifier sous forme numérique la phase retardée par un signal Doppler afin de simuler la vitesse ;; - moduler le signal de référence stable à fréquence intermédiaire par ladite phase retardée et modifiée - transposer le signal résultant en hyperfréquence afin de le réémettre vers le radar. Ce simulateur présente toutefois l'inconvénient de nécessiter un équipement électronique important et donc coateux. D'autre part, il ne permet pas d'être utilisé pour leurrer un radar ennemi car il comporte un oscillateur de référence très stable dont la fréquence fixe est liée à la fréquence de fonctionnement du radar ; or cette dernière n'est pas connue avec précision et est comprise à l'intérieur d'une certaine gamme de fréquence. La présente invention a précisément pour objet un simulateur d'échos mobiles remédiant à ces inconvénients. Selon une caractéristique de l'invention, le procédé de simulation consiste à - recevoir les échos fixes réfléchis par les obstacles fixes du terrain - transformer de façon électronique lesdits échos fixes en échos mobiles - renvoyer vers le radar les échos transformés. Selon une autre caractéristique de l'invention, la transformation des échos fixes en échos mobiles consiste à - engendrer un ou plusieurs créneaux de temps, de durée sensiblement égale à celle de l'impulsion radar, se déplaçant de façon lente à l'intérieur d'un intervalle de temps donné déterminant la zone de prise en compte des obstacles fixes ; - moduler5 uniquement lors du chevauchement d'un créneau de temps avec un écho fixe, la porteuse de l'écho fixe par le signal Doppler à simuler. Le simulateur d'échos mobiles selon l'invention présente l'avantage d'être simple et peu coûteux. Il présente également l'avantage de pouvoir simuler simultanément plusieurs cibles mobiles3 celles-ci pouvant hêtre situées à grande distance du radar. Le simulateur selon l'invention convient particulièrement bien pour leurrer les radars ennemis car il possède une large bande passante. De plus il est protégé contre la destruction par ltennemi, du fait que sa position sur le terrain est différente de celle des cibles mobiles qu'il simule. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront au cours de la description qui va suivre, ladite description. étant faite en relation avec les dessins joints dans lesquels - la figure I représente un exemple de situation du simulateur sur le terrain - les figures 2.a à 2.g représentent des diagrammes de temps - la figure 3 représente le schéma de principe du simulateur selon l'invention ; - la figure 4 représente des courbes donnant le rapport de la surface équi valente radar de la cible mobile simulée à celle de l'obstacle fixe réflé chissant, en fonction de la distance du simulateur au radar. Le principe de fonctionnement du simulateur selon l'invention va hêtre expliqué à l'aide de la figure 1 sur laquelle sont représentés le terrain T, un radar R, le simulateur S placé à une distance Dl du radar, et un obstacle fixe F situé dans l'alignement du radar et du simulateur, derrière ce dernier, à une distance D du radar et à une distance D2 du simulateur. Le simulateur comporte deux antennes directives Al et A2 orientées dans des directions opposées : l'antenne Al est orientée vers le radar R, l'antenne A2 est orientée vers l'obstacle fixe F. Le principe de fonctionnement du simulateur S est fondé sur l'utilisation de l'écho réfléchi par l'obstacle fixe F placé derrière le simulateur. Le simulateur S transforme l'écho fixe reçu par l'antenne A2 en écho mobile avant de le renvoyer vers le radar R par l'intermédiaire de l'antenne Al. La vitesse est simulée par modification de la phase ou de l'amplitude de l'écho fixe alors que le déplacement est simulé par modification de sa position dans le temps. Il n'a été représenté qu'un seul obstacle fixe sur la figure 1, mais il est évident que tous les obstacles fixes situés derrière le simulateur (dans une certaine gamme de distance) seront transformés en cibles mobiles vis-à-vis du radar R. La prise en compte des échos réfléchis par les obstacles fixes ainsi que leur transformation par le simulateur vont être expliquées à l'aide des figures 1 et 2.a à 2.g. Lorsque l'antenne du radar R illumine le simulateur S et l'obstacle fixe F, l'impulsion directe est reçue par l'antenne Al du simulateur au temps to, comme il est représenté à la figure 2.a, alors que l'impulsion réfléchie par l'obstacle fixe F est reçue plus tard par l'antenne A2 au temps tl, comme il est représenté à la figure 2.b. On appellera T la durée de l'impulsion radar. Le simulateur S élabore un créneau de temps5 de durée sensiblement égale à la durée n de l'impulsion radar, qui se déplace de façon progressive à l'intérieur d'un intervalle de temps donné T tel que représenté à la figure 2.c.Cet intervalle de temps T représente la zone de distance d de prise en compte des obstacles fixes. Ainsi le créneau de temps balayera l'intervalle de temps T d'une extrémité à l'autre. Les positions extrêmes du créneau de temps sont représentées aux figures 2.d et 2.e. Le balayage est lent, compatible avec la fréquence Doppler à simuler5 et sa durée correspond à un grand nombre de périodes de répétition du radar. Les échos des obstacles fixes ne sont pris en compte que lorsqu'ils se recoupent avec le créneau de temps. Ainsi, dans le cas où plusieurs obstacles fixes sont situés dans la zone de distance d, ils seront tous pris en compte chacun à leur tour. Lorsque le créneau de temps chevauche un écho fixe, ce dernier est transformé en écho mobile et réémis en direction du radar. La simulation de vitesse est effectuée en modulant l'écho fixe par une fréquence Doppler choisie. Une modulation d'amplitude convient dans la plupart des cas. La simulation de déplacement est obtenue par le déplacement du créneau de temps à l'intérieur de l'écho, d'une période de répétition à la suivante. Ainsi, lorsque le créneau de temps occupera la position représentée à la figure 2.f, l'impulsion réfléchie de la figure 2.b commencera à être modulée par la fréquence Doppler et réémise, et cette situation persils tera jusqu'à ce que le créneau de temps occupe la position représentée à la figure 2.g. Pendant tout ce temps, l'obstacle fixe F aura été interprété par le radar comme une cible mobile se déplaçant d'une distance qui correspond à un temps de propagation 2. 2 La figure 3 représente le schéma de principe du simulateur selon l'invention. L'impulsion directe reçue du radar est détectée par une diode hyperfréquence 1 reliée à l'antenne Al par l'intermédiaire d'un coupleur hyperfréquence 2. Cette impulsion détectée sert à synchroniser un générateur de créneau de temps 3 qui va délivrer vers un circuit de commande 4 un créneau de temps se déplaçant de façon progressive à l'intérieur de l'intervalle de temps T. Le circuit de commande 4 fournit à un modulateur hyperfréquence 5 (modulateur d'amplitude à diode ou BLU) le signal Doppler à simuler (par exemple celui d'un char) enregistré sur la bande d'un magnétophone 6 ou par tout autre moyen. Le signal Doppler n'est délivré par le circuit de commande 4 que lorsque ce dernier reçoit le créneau de temps du générateur 3.Ce signal Doppler module, par l'intermédiaire du modulateur 5, la porteuse des échos reçus par l'antenne A2 et amplifiés par un amplificateur hyperfréquence à large bande 7. Les échos modulés sont alors renvoyés vers le radar par l'intermédiaire de l'antenne Al. Le déplacement du créneau de temps à l'intérieur de l'intervalle de temps T représenté à la figure 2.c peut être varié et est laissé au choix de l'utilisateur. Ainsi, pour simuler des cibles qui se rapprochent du radar5 le générateur 3 délivre un créneau qui se déplace toujours de droite à gauche à l'intérieur de l'intervalle de temps T de la figure 2.c. Pour simuler des cibles qui s'éloignent du radar, le créneau se déplacera de gauche à droite. Pour simuler à la fois des cibles qui se rapprochent et qui s'éloignent, le créneau se déplacera successivement de droite à gauche et de gauche å droite. Le déplacement peut s'effectuer de façon continue ou par bonds. L'utilisateur peut également modifier la vitesse de déplacement du créneau de temps ainsi que la durée et la position de l'intervalle de temps T, de façon à modifier la vitesse des cibles et la zone de prise en compte des obstacles fixes. Au lieu de ne délivrer qu'un créneau de temps sur l'intervalle de temps T, le générateur 3 peut également délivrer plusieurs créneaux espacés. Afin de réduire la consommation électrique du simulateur, un circuit monostable 8 relié au générateur 3 coupe l'alimentation de l'amplificateur hyperfréquence 7 entre chaque impulsion radar reçue par l'antenne Al. Cette coupure est retardée par rapport à l'impulsion radar reçue dtune durée suffisante pour permettre la prise en compte des échos réfléchis. Le circuit monostable 8 peut également être prévu pour couper l'alimentation de tous les circuits du simulateur5 à ltexception de la partie de detection,lorsque ce dernier ne reçoit plus d'impulsions radar pendant un temps relativement long, ce qui correspond au cas où l'antenne du radar ne balaye plus le simulateur, parce qu'elle est par exemple immobilisée dans une autre direction ou parce qu'elle balaye un autre secteur. En phase de mise en route, afin de contrôler le bon fonctionnement du simulateur et de compter le nombre d'obstacles fixes dont on dispose sur le terrain, un circuit de comptage 9, placé en sortie du générateur 3, compte le nombre d'échos reçus par l'antenne A2 en réponse à une impulsion émise par le radar. Afin que l'écho mobile simulé soit détecté par le radar3 il faut choisir l'emplacement du simulateur de telle sorte que le rapport de la surface équivalente radar :' de l'écho mobile renvoyé par le simulateur à la surface équivalente radar Cr de l'écho fixe renvoyé par l'obstacle soit supérieur au facteur de visibilité du radar, c'est-à-dire supérieur à -30 dB (valeur généralement obtenue dans la pratique). Les calculs donnent les courbes de la figure 4 représentant le rapport a des surfaces équivalentes radar en fonction de la distance D1 du simulateur au radar3 pour trois distances D de l'obstacle fixe au radar. Les valeurs numériques considérées sont les suivantes gain de l'antenne Al 2 30 dB gain de l'antenne A2 = 30 dB gain de l'amplificateur = 30 dB longueur d'onde du radar = 3,2 cm. On déduit de ces courbes que le simulateur doit être placé soit à proximité du radar, soit à proximité de l'obstacle fixe, mais pas à midistance entre les deux, notamment si la distance D est grande. Si le simulateur est très proche du radar (vingt à cinquante mètres), par exemple lorsque l'on fait de la simulation, l'amplificateur hyperfréquence peut être supprimé. Lorsque le simulateur est utilisé pour leurrer des radars ennemis, les obstacles fixes peuvent être constitués par des réflecteurs (trièdres, ...) placés sur le terrain. Bien que la présente invention ait été décrite avec un exemple particulier, il est clair qu'elle n'est pas limitée audit exemple et qu'elle est susceptible de variantes ou modifications sans toutefois sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé de simulation d'échos mobiles pour radar de surveillance du sol, caractérisé en ce qutil consiste à - recevoir les échos fixes réfléchis par les obstacles fixes du terrain - transformer de façon électronique lesdits échos fixes en échos mobiles - renvoyer vers le radar les échos transformés. 2. Procédé de simulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la transformation des échos fixes en échos mobiles consiste à - engendrer un ou plusieurs créneaux de temps, de durée sensiblement égale à celle de l'impulsion radar, se déplaçant de façon lente à l'intérieur d'un intervalle de temps donné déterminant la zone de prise en compte des obstacles fixes - moduler, uniquement lors du chevauchement d'un créneau de temps avec un écho fixe, la porteuse de ltécho fixe par le signal Doppler å simuler. 3. Simulateur d'échos mobiles mettant en oeuvre le procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte - une première antenne directive orientée en direction du radar - une seconde antenne directive diamétralement opposée à la première antenne et orientée en direction des obstacles fixes - un générateur de créneaux de temps synchronisé sur les impulsions radar reçues par l'intermédiaire de la première antienne, d'un coupleur hyper fréquence et d'une diode détectrice hyperfréquence - un modulateur dont l'entrée de porteuse reçoit, par I'intermédiaire d'un amplificateur hyperfréquence et de la seconde antenne, les échos réfléchis par les obstacles fixes, et dont la sortie renvoie vers le radar, par l'intermédiaire de la première antienne, les échos transformés - un magnétophone sur la bande duquel est enregistré le signal Doppler à simuler, ledit magnétophone étant relié à l'entrée de modulation du modu lateur par l'intermédiaire d'un circuit de commande qui ne délivre le signal Doppler que lors de la présence d'un créneau de temps. 4. Simulateur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un circuit monostable, placé en sortie du générateur de créneaux, coupe llali- mentation de l'amplificateur hyperfréquence entre chaque impulsion radar reçue, la coupure étant retardée par rapport à l'impulsion reçue d'une durée suffisante pour permettre la prise en compte des échos réfléchis. 5. Simulateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit monostable coupe l'alimentation de tous les circuits,à à l'exception de la partie de détection, lorsqu'aucune impulsion radar n'est reçue pendant un temps long. 6. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'un circuit de comptage, placé en sortie du générateur de créneaux, est utilisé, en phase de mise en route, pour le contrôle du fonctionnement du simulateur et le comptage du nombre d'obstacles fixes dont on dispose sur le terrain.