Brevet FR2422177A1 — publié le 19791102

La presente invention concerne un systeme radar permettant d'acquerir et d'effectuer une poursuite sur les echos de cibles situées à une distance très proche du radar. I1 est generalement difficile, avec des radars à impulsions, de recevoir convenablement les échos de cibles très proches situées, par exemple, à une distance inférieure à cent mètres. Cela est dû à une désionisation incomplète du tube à décharge de gaz servant de commutateur hyperfréquence et placé avant le récepteur radar ainsi qu'au niveau treks élevé des signaux provenant de cibles proches qui saturent le circuit limiteur et le récepteur. Or, dans certains radars, et en particulier dans les radars météorologiques effectuant une poursuite sur des ballons sondes, il est souvent souhaite de commencer la poursuite sur des cibles situees à proximité immédiate du radar. En effet, lorsque la distance radar/cible minimum requise par le radar pour commencer la poursuite est grande, il existe une probabilite non negligeable d'accrocher la poursuite sur les échos de sol. Aussi un objet de la presente invention est un système radar permettant d'acquérir et d'effectuer une poursuite sur les échos de cibles situees à une distance très proche du radar. Le principe de l'invention est basé sur l'utilisation d'un récepteur sépare pour les très courtes distances, ledit récepteur etant protégé contre l'impulsion d'emission par un interrupteur rapide qui est commande à partir des impulsions de synchronisation de ltèmetteur. Ledit recepteur sépare tire profit du fait que le front arrière de l'impulsion d'mission n'est pas abrupt mais incline et qu'il existe un intervalle à la fin de l'impulsion de retour, dans lequel le niveau du signal d'écho reçu est superieur au niveau de l'impulsion d'emission. Cet intervalle est d'autant plus grand que la distance de la cible au radar est grande.Le récepteur sépare, ou recepteur auxiliaire, effectue donc l'acquisition et la poursuite de la cible sur cet intervalle. Selon une caracteristique de l'invention, un système radar permettant l'acquisition et la poursuite de cibles proches et pourvu au moins d'un émetteur, d'une antenne et d'un recepteur principal couplé à l'antenne à travers un commutateur hyperfréquence, comporte en outre - un dispositif de couplage disposé entre l'antenne et ledit recepteur prin cipal - un interrupteur rapide commande à partir des signaux de synchronisation de ltemetteur et ne laissant passer que la partie de l'impulsion de retour, reçue de l'antenne via ledit dispositif de couplage, qui est séparée de l'impulsion d'émission - un recepteur auxiliaire à détection directe apte à detecter et amplifier les signaux reçus via ledit interrupteur rapide - un circuit à double seuil qui, associé à un commutateur, permet de relier la sortie soit du récepteur principal, soit du récepteur auxiliaire aux circuits de traitement du signal en fonction du niveau d'un signal de com- mande automatique de gain par rapport auxdits deux seuils. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit recepteur auxiliaire comporte : - un détecteur à diode - un amplificateur dont le gain est contrôlé par le niveau dudit signal de commande automatique de gain ; et - un dispositif de correction de la réponse dudit détecteur, constitué par un élément dont la résistance varie en fonction de l'amplitude du signal détecté. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit ccnmnLtateur relie la sortie du récepteur principal auxdits circuits de traitement du signal, d'une part en l'absence de signal reçu, et d'autre part lorsque le niveau du signal de commande automatique de gain atteint la plus faible valeur desdits deux seuils, et il relie la sortie du récepteur auxiliaire auxdits circuits de traitement du signal lorsque le niveau du signal de commande automatique de gain atteint la plus forte valeur desdits deux seuils. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation particulier, ladite description étant faite à titre purement illustratif et en relation avec les figures jointes dans lesquelles : - la figure I représente schématiquement un système radar pour l'acquisition et la poursuite de cibles proches en accord avec les caractéristiques de l'invention ; - la figure 2 est un schéma explicatif du fonctionnement du circuit à seuil de la figure 1 et du commutateur qui lui est associé ; et - la figure 3 est un exemple de réalisation du circuit de correction de la figure 1. On a vu précédemment que le principe de l'invention consiste à utiliser un récepteur auxiliaire pour les échos des cibles proches et à commuter sur le récepteur principal des que la distance cible/radar est suffisante. En fait, comme on le verra ci-après, ce n'est pas la distance de la cible mais plutôt le niveau des signaux reçus qui détermine le choix du recepteur. Comme les signaux reçus des cibles proches ont un niveau très eleve, le récepteur auxiliaire peut être peu sensible et une détection directe est suffisante. Le schéma de la figure J montre un exemple de réalisation possible d'un système radar en accord avec les principes de la présente invention.Il comporte clas siquement un émetteur 100 relié à une antenne 21 par l'intermediaire d'un circulateur 20. Les signaux reçus par l'antenne 21 sont appliqués à un récepteur 30 via le circulateur 20, un interrupteur hyperfréquence 23 et un circuit limiteur 24. Un récepteur 30 reçoit des signaux OL fournis par un oscillateur local (non représenté) et applique, après changement de fréquence, les signaux reçus à un amplificateur 31 dont le gain est variable sous la commande d'un signal de commande automatique de gain CAG. L'amplificateur 31 est suivi d'un détecteur 32 puis d'un amplificateur à large bande 33. Lorsque le radar reçoit des signaux provenant de cibles très proches, ceux-ci ne peuvent être détectés que si l'interrupteur hyperfréquence 23 est suffisamment rapide. En effet, ce dernier est ouvert pendant la durée de l'impulsion d'émission et les impulsions de retour sont alors très peu décalées de l'impulsion d'émission. Or, cet interrupteur est en général un tube à décharge de gaz dont le temps de désionisation n'est pas suffisamment faible pour pouvoir prendre en compte les échos de cibles très proches. Par ailleurs, le niveau des impulsions reçues dans ce dernier cas est très élevé et cela entraîne la saturation du circuit limiteur 24 et du récepteur 30.Pour remédier à ces inconvénients il est proposé, selon lTinvention, de prévoir un récepteur auxiliaire assez peu sensible pour ne pas être saturé par les impulsions reçues des cibles proches. Le récepteur auxiliaire est couplé par un coupleur 1 au guide d'alimentation du récepteur principal. Le coupleur est constitué par une antenne plongeant dans le guide. Un isolateur 22 protège le récepteur auxiliaire de l'énergie réfléchie par le tube TR pendant ltimpulsion d'émission.Le récepteur auxiliaire est de plus protégé par un interrupteur rapide 2 qui est commandé à partir du signal de synchronisation du radar SY auquel le circuit 8 applique un retard convenable-T1. Le retard T1 est déterminé de telle manière que l'interrupteur rapide 2 ne laisse passer que la partie de l'impulsion reçue qui est séparée de l'impulsion d'émission. Le récepteur auxiliaire comporte un détecteur 3 et un amplificateur vidéo 5 dont le gain est fonction du niveau du signal de commande automatique de gain CAG. Un commutateur 12 permet de relier soit la sortie de l'amplificateur 5, soit la sortie de l'amplificateur 33 à un séparateur vidéo à basse impédance 7 dont la sortie est appliquée aux circuits de traitement du signal (non représentés). Le commutateur 12 est actionné par un relais 13 sous la commande d'un circuit a seuil 10. Le circuit à seuil 10 reçoit le signal de commande automatique de gain CAG et compare son niveau à deux seuils : un seuil haut et un seuil bas. Lorsque le niveau du signal de CAG atteint le seuil haut, le circuit 10 fait basculer le commutateur sur le récepteur auxiliaire (comme représenté sur la figure 7). Lorsque le niveau du signal de CAG atteint le seuil bas, le circuit 10 fait basculer le commutateur sur le récepteur principal. Un deuxième interrupteur 6, également commande à partir des signaux de synchronisation SY auxquels le circuit 9 ajoute un retard T2 au retard Tl, permet d'éliminer les résidus de I'impulsion d'émission qui ont traversé l-'interrupteur rapide 2. La figure 2 montre le fonctionnement du commutateur 12 associé au circuit à seuil 10 selon le niveau du signal de CAG. Quatre phases distinctes peuvent être considérées. La phase I correspond à l'absence d'écho ; le signal de CAG est alors au minimum et le commutateur 12 est positionné sur la sortie du récepteur principal. La phase Il correspond à une phase d'acquisition d'un signal d'écho proche ; le niveau du signal de CAG croit rapidement et atteint la valeur du seuil haut, ce qui fait basculer le commutateur 12 sur le récepteur auxiliaire.La phase III correspond à la prise en charge du signal d'écho par le récepteur auxiliaire ; la chute du niveau du signal de GAG étant due à la plus faible sensibilité du récepteur auxiliaire ; le niveau du signal de CAG décroît à mesure que la cible s'éloigne du radar jusqu a atteindre la valeur du seuil bas, entraînant ainsi le basculement du commutateur 12 sur le récepteur principal. La phase lu correspond à la prise en charge de la cible par le récepteur principal.Les gains du récepteur principal et du récepteur auxiliaire sont déterminés de manière à ce que le basculement du commutateur 12 n' entraîne pas une chute du niveau du signal de CAO à une valeur inférieure à la valeur du seuil bas au passage de la phase II à la phase III, ni un saut du niveau du signal de CAG à une valeur supérieure à la valeur du seuil haut au passage de la phase III à la phase lu. Dans le cas contraire, le commutateur oscillerait entre les deux positions et aucune poursuite ne serait possible. On a vu précédemment qu'au niveau du récepteur auxiliaire il était suffisant d'effectuer une détection directe sans opérer de changement de fréquence. Le détecteur, schématiquement représenté par la diode 3 à la figure J, est en fait associé à une résistance R et une capacité C (figure 3) pour constituer un dispositif de détection du type série. Pour remédier à la non linéarité de la caractéristique de la diode 3, il est prévu un circuit de correction 4. Ce circuit comporte essentiellement une diode 43 et un pont de polarisation constitué par les résistances 4J et 42. Le circuit de correction agit donc comme une résistance qui varie en fonction de l'amplitude du signal détecté. Bien que la présente invention ait été décrite dans le cadre d'un exemple de réalisation particulier, il est clair cependant qu'elle n'est pas limitée audit exemple et qu'elle est susceptible de modifications ou de variantes sans sortir de son domaine. REVENDICATIONS 1. Système radar permettant l'acquisition et la poursuite de cibles proches et pourvu au moins d'un émetteur, d'une antenne et d'un récepteur principal couplé à l'antenne à travers un commutateur hyperfréquence, ledit système radar étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre - un dispositif de couplage disposé entre l'antenne et ledit récepteur principal ; - un interrupteur rapide commande à partir des signaux de synchronisation de l'émetteur et ne laissant passer que la partie de l'impulsion de retour, reçue de l'antenne via ledit dispositif de couplage, qui est séparée de l'impulsion d'émission ; - un récepteur auxiliaire à détection directe apte à détecter et à amplifier les signaux reçus via ledit interrupteur rapide ; et - un circuit à double seuil qui, associé à un commutateur, permet de relier la sortie soit du récepteur principal, soit du récepteur auxiliaire aux circuits de traitement du signal en fonction du niveau d'un signal de commande automatique de gain par rapport auxdits deux seuils. 2. Système radar selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit récepteur auxiliaire comporte - un détecteur à diode ; - un amplificateur dont le gain est contrôlé par le niveau dudit signal de commande automatique de gain ; et - un dispositif de correction de la réponse dudit détecteur, constitué par un élément dont la résistance varie en fonction de l'amplitude du signal détecté. 3. Système radar selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ledit commutateur relie la sortie du récepteur principal auxdits circuits de traitement du signal, d'une part en l'absence de signal reçu, et d'autre part lorsque le niveau du signal de commande automatique de gain atteint la plus faible valeur desdits deux seuils, et en ce que ledit commutateur relie la sortie du récepteur auxiliaire auxdits circuits de traitement du signal lorsque le niveau du signal de commande automatique de gain atteint la plus forte valeur desdits deux seuils.