Brevet FR2455288A1 — publié le 19801121

L'invention concerne un systeme de protection contre le repérage et le brouillage pour radar primaire afin d'améliorer se résistance aux actions de l'ennemi sur un champ de bataille. Pendant longtemps, dans les radars usuels, les ondes porteuses émises ont été seulement modulées en amplitude par des impulsions blèses. Tuais si on se limite à la modulation d'amplitude on ne peut accroltre la portée, a puissance crête égale, sans diminuer en même temps la précision de la mesure. On a résolu ce probleme en modulant simultanément le signal émis en amplitude pendant un temps p et en fréquence - par exemple linéairement pendant un temps e, nettement plus grand que u, l'excursion de fréquence étant par exemple de Af autour de la fréquence porteuse Fo. Le signal reçu après réflexion sur une cible n'est plus modulé en fréquence a la sortie du filtre adapté du récepteur ; la réponse du filtre adapté au signal d'émission est un pic de corrélation. Au lieu de moduler linéairement en fréquence l'impulsion émise on peut la coder en phase selon un signal binaire (déphasage de O ou n) ; le signal de sortie d'un filtre "adapté" à un signal codé en phase contient un pic de corrélation caractéristique du code utilisé. Dans ces radars usuels, le rapport p/0 est défini comme le taux de "compression" et ces techniques permettent a précision égale de diminuer la puissance crête rayonnée à l'émission dans le rapport du taux de "compression". En cas de captation des signaux émis par l'ennemi, la position du radar est entachée d'imprécision dans le rapport e/u d'etalement du spectre. Mais l'ennemi peut simuler le dispositif de réception adaptée afin d'obtenir le pic de corrélation et donc de connattre la position du radar. Cette simulation est difficile mais possible et constitue un grand risque de repérage pour le radar. D'autre part, dans les systèmes connus, les moyens d'étalement mettent toujours en oeuvre la puissance nécessaire à la portée maximum du radar, c 'est-a-dire la puissance maximale, ce qui aggrave le risque de captation donc le risque de repérage. L'invention propose un système de protection contre le repérage et le brouillage pour radar primaire comportant des moyens de codage en phase, qui élimine le premier risque cité à l'aide de moyens de modification du code au gré de l'émetteur radar et d'adaptation automatique du récepteur au nouveau code et, qui diminue au maximum le second risque à l'aide de moyens d'adaptation de la puissance la distance de la cible repérée. Selon une caractéristique de l'invention, le système de protection contre le repérage et le brouillage pour radar primaire, constitué par un émetteur, un récepteur connecté à un dispositif d'exploitation des informations et une antenne commuae à l'esmstteur &commat;t et au récepteur a-tzquels elle est reliee par l'intermédiaire d'un duplexeur, comporte premierement des moyens de codage en phase à n moments de durée u d'une impulsion de longueur X, reliés d'une part à l'émetteur duquel ils reçoivent des impulsions de longue u et d'autre part au duplexeur auquel ils fournissent les impulsions étalées et codées, deuxièmement des moyens de décodage reliés d'une part au récepteur et d'autre part au dispositif d'exploitation des informations, troisièmement des moyens de modification du code reliés d'une part aux moyens de codage, d'autre part aux moyens de décodage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système de protection contre le repérage comporte des moyens d'adaptation de la puissance d'émission à la distance de la cible lors du fonctionnement en mode poursuite après détection de la cible en mode recherche. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système de protection contre le repérage comporte un système de commutation de largeur des pulses en fonction du balayage distance. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-dessous. Bien entendu la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure I représente un schéma synoptique d'un radar primaire comportant un système de protection contre le repérage conforme à l'invention. La figure 2 représente un schéma plus détaillé du système de protection. Le schéma synoptique de la figure 1 représente un radar primaire comportant un système de protection I contre le repérage conforme à l'invention. Tout d'abord, ce radar primaire comporte classiquement un émetteur 2, un récepteur 3 connecté à un dispositif 4 d'exploitation ou traitement des informations, ce dispositif 4 étant lui-même relié à un système de visualisation 5, et une antenne 6 commune à l'émetteur 2 et au récepteur 3 auxquels elle est reliée via un duplexeur 7 ; ce radar primaire comporte également un synchronisateur 8 constitué essentiellement par un "oscillateur local" qui fournit un signal de référence, en particulier à l'émetteur 2 et au dispositif 4 d'exploitation des informations. Ce radar primaire comporte, en outre, le système I de protection contre le repérage conforme à l'invention. Celui-ci est constitué par des moyens 9 de codage en phase, des moyens 10 de décodage, des moyens 1I de modification de code et des moyens 12 d'adaptation de la puissance d'émission. Les moyens 9 de codage en phase sont reliés d'une part à l'émetteur 2 duquel ils reçoivent chaque impulsion à émettre, d'autre part au duplexeur 7, via les moyens 12 d'adaptation de la puissance d'émission, auquel ils transmettent une impulsion étalée et codée afin qu'elle soit émise par l'antenne 6 ces moyens 9 sont connectés à un diviseur de fréquence 82 qui reçoit le signal de référence du synchronisateur 8 et qui fournit un signal de synchronisation. Les moyens 10 de décodage sont reliés d'une part au récepteur 3 qui leur transmet l'impulsion réfléchie par la cible après l'avoir amplifiée et d'autre part au dispositif 4 d'exploitation auquel ils transmattent l'impulsion décodée pour traitement. Les moyens 11 de modification du code, constitués essentiellement par un microcalculateur, sont reliés aux moyens 9 de codage pour modifier le code et aux moyens 10 de décodage pour les adapter automatiquement au nouveau code ; d'autre part ces moyens 11 sont reliés au dispositif 4 d'exploitation duquel ils reçoivent une information concernant la distance de la cible, cette information etant également transmise aux moyens 12 d'adaptation de la puissance d'émission à la distance de la cible. L'organisation générale du système étant exposée, un exemple détaillé de structure et de fonctionnement est décrit à l'aide de la figure 2. Sur cette figure 2, des moyens 9 de codage en phase sont constitués par un "amplificateur pulsé" 13, un modulateur 14 et un codeur 15. "L'amplificateur pulsé" 13 reçoit de l'émetteur 2, qui est dans cet exemple un émetteur à chaîne d'amplification, des impulsions de largeur u et fournit au codeur 15 des impulsions de largeur O. La valeur O est fournie par le modulateur 14. Ce modulateur 14 est constitué par un commutateur électronique 16, qui est relie à l'amplificateur pulsé 13 et qui permet de choisir la valeur O parmi plusieurs valeurs prédéterminées (Oo, el sur la figure 2). Le commutateur 16 est commandé par un compteur 17, connecté au diviseur de fréquence 8' et au microcalculateur 11 qui permet d'élaborer des séquences de fonctionnement comme on le verra par la suite. Le codeur 15 comprend un commutateur 18 à diodes PIN qui est relié d'un côté à la sortie de l'amplificateur pulsé 13 et de l'autre côté, aux moyens 12 d'adaptation de la puissance directement et via une ligne à retard 19 de déphasage de 1800. La structure des diodes PIN confère à ce commutateur 18 la propriété d'être un excellent interrupteur en HF, car elles ont besoin d'une polarisation continue pour être considérées comme un court-circuit ou une ligne ouverte. Le commutateur 18 est relié, via une interface 20, à la sortie d'un registre 21 à décalage parallele-série dont les entres sont reliées aux moyens il de modification de code. Ce registre 21 a son entre d'horloge reliée une horloge 22 et son entre de chargement reliée au diviseur de fréquence 8'. Cette interface 20 est nécessaire car les diodes PIN du commutateur 18 doivent être commandées en courant. La sortie du codeur 15 est reliée à un atténuateur 23 dont la sortie est reliée au duplexeur 7 et dont la valeur d'atténuation est programmez par un circuit 24 qui reçoit du dispositif 4 deexploitation des informations, l'information de distance de la cible sous forme numérique. Les éléments du dispositif étant conus on va décrire son fonctionnement. Tout d'abord en mode recherche, on utilise le maximum d'énergie disponible et le codage de phase avec modifications de code est le seul moyen de protection utilisable. A l'émission, l'impulsion de largeur u microsecondes fournie par l'émetteur 2 est mise en forme par "l'amplificateur pulsé 13" jusqu'à une largeur Oo microsecondes. Pour le fonctionnement en mode recherche, le microcalculateur -11 met le commutateur 16 dans la position qui permet de commander un élargissement de rapport Oo/u. L'impulsion est, ensuite, transmise au codeur 15. Suivant la position du commutateur 18 l'impulsion peut suivre deux chemins differents : soit elle passe directement vers le duplexeur 7 et l'antenne 6, soit elle passe par la ligne à retard 19 pour être déphasée de 1800 avant d'être émise par l'antenne 6 via le duplexeur 7. Le codage en phase est réalisé par la modification de position du commutateur qui se produit toutes les u microsecondes, c'est-à-dire n fois en Go microsecondes, ii donnant la définition du radar. La position du commutateur 18 est commandée; via l'interface 20, par le registre à décalage 21 parallèle-série qui comporte n bascules et donc n entrées et une sortie, et qui reçoit en entrée d'horloge un signal de période CI microsecondes issu de l'horloge 22. Ce registre 21 reçoit en entrée de chargement un signal issu du synchronisateur 8, ce qui permet de synchroniser le codage avec l'émission. Les n entrées du registre 21 sont reliees aux moyens 11 de modification de code qui sont constitués essentiellement par un microcalculateur qui établit et modifie le code. Pour pouvoir bénéficier au maximum du codage, il est nécessaire qutà la réception la fonction d'autocorrélation présente des lobes secondaires très bas ce qui n'est pas le cas pour tous les codes ; le codage ne peut pas être aléatoire. On est limite aux codes irréductibles. Par exemple, pour Li " 0,33, Oo - 21 et n - 63, la théorie montre que l'on a six codes optimums pour lesquels tous les lobes secondaires sont inférieurs à 8. En pratique, on peut fixer le seuil par exemple à 20 et avoir une probabilité de fausse alarme faible et un gain de corrélation élevé. Le codage est donc réalisé à l'émission selon l'un des codes optimums et il peut être modifié de façon totalement aléatoire. On peut, par exemple, établir des séquences aléatoires de modification de code et les stocker dans des mémoires qui sont reliées au microcalculateur. A la réception, après réflexion sur une cible, l'impulsion est translatée à la fréquence intermédiaire Fo ' fd où Fo est la fréquence porteuse d'émission et fd la fréquence doppler qui permet de deternsner le vitesse radiale de la cible. L'impulsion réfléchie est tout d'abord transposée et amplifiez par le récepteur 3, puis décodée par les moyens 10 de décodage. Ces moyens de décodage comprennent une ligne acoustique programmable à n moments, réalisée de telle sorte que l'on ait accès aux n doigts (digits) afin de pouvoir programmer leur phase (0 ou 1800) suivant le codage utilisé à l'émission et mémorisé par le microcalculateur. Le signal observé en sortie du décodeur présente un pic de corrélation (niveau 63) qui correspond au moment où toute l'impulsion s'est propagée dans la ligne. Cette impulsion utile est envoyée au dispositif 4 d' exploitation des informations, qui détermine la distance et la vitesse radiale de la cible. Dans le cas où un detecteur a déterminé la fréquence d'émission pour effectuer ensuite un brouillage, il devra en plus déterminer le codage, car s'il envoie une impulsion non codée la réponse obtenue en sortie du filtre ne dépassera pas le seuil. De plus le codage pouvant être modifié aléatoirement, la clé est pratiquement impossible à trouver en temps voulu at le procédé offre donc une excellente protection contre le brouillage. il reste à étudier le fonctionnement du système de protection en mode poursuite. En mode poursuite, on distingue deux cas : un premier cas dans lequel la distance d de la cible est comprise entre 0 et 5 kilomètres et un second cas dans lequel cette distance d est comprise entre 5 kilomètres et la portée maximale du radar qui est de 20 kilomètres dans notre exemple. Dans le premier cas, afin de ne pas limiter la visibilité minimum du radar, on supprime l'étalement du spectre et le codage en phase ce qui a également pour avantage de diminuer la puissance moyenne. Le systeme de coni-tation de largeurs de pulse du modulateur, sous la commande du microcalculateur 11, est positionné vers la largeur Ol qui est égale à u et les impulsions ne sont plus élargies. La suppression du codage en phase est obtenue par l'intermédiaire des moyens 11 de modifications de code qui indiquent un déphasage nul en permanence, c'est-à-dire que le commutateur 18 est dans la position qui correspond à la liaison directe entre la sortie de 13 et l'entrée de 12. Dans le second cas, le fonctionnement est identique, du point de vue codage, à celui décrit ci-dessus dans le cas du mode recherche. il est possible de regrouper ces deux cas dans un même sszst6soe de télémétrie valable pour toute la porte du radar avec une même définition u et qui consiste à utiliser une séquence comportant une rafale de 1000 pulses de u microsecondes, puis une rafale de 2000 pulses de n x u microsecondes soit 3000 pulses de puissance crête égale, le code pouvant être modifié après chaque séquence. Cette séquence est élaborée à l'aide du compteur 17 commandé par un microprocesseur. Quel que soit le système de télémétrie utilisé, en mode poursuite on utilise les moyens 12 d'adaptation de la puissance d'émission à la distance d de la cible. Une cible étant repérée, le dispositif 4 fournit l'indication de distance d sous forme numérique au convertisseur 24 numérique-analogique qui la transmet ensuite sous forme analogique à l'atténuateur 23 programmable. Cet atténuateur 23 adapte le niveau de l'émission à la distance de la cible poursuivie. Toute cible se trouvant à une distance supérieure n'est pas atteinte par le radar et en particulier tout dispositif ennemi de détection, ce qui diminue dans de larges proportions les risques de repérage et de brouillage. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec un exemple particulier de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS I. Système de protection contre le repérage et le brouillage pour radar primaire, constitué par un émetteur, un récepteur connecté à un dispositif d'exploitation des informations et une antenne omm'ne à ltémetteur et au récepteur auxquels elle est reliée par l'intermediaire deun duplexeur9 caractérisé en ce qu'il comporte - premièrement des moyens de codage en phase à n moments de durée u micro secondes d'une impulsion de longueur O microsecondes, reliés d'une part à l'émetteur et d'autre part au duplexer, - deuxièmement des moyens de décodage reliés d'une part au récepteur et d'autre part au dispositif d'exploitation des informations, - troisièmement des moyens de modification du code reliés d'une part aux moyens de codage, d'autre part aux moyens de décodage. 2. Système de protection contre le repérage et le brouillage pour radar primaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'adaptation de la puissance d'émission à la distance de la cible, connectés entre les moyens de codage et le duplexeur et reliés au dispositif d'exploitation des informations. 3. Système de protection contre le repérage et le brouillage pour radar primaire selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de codage comportent - un "amplificateur pulsé" relié à la sortie de l'émetteur, - un modulateur qui commande l'amplificateur pulsé et qui comprend un sélecteur de largeur de pulses et un compteur, - un codeur qui comprend un commutateur à diodes PIN relié d'une part à la sortie de l'amplificateur pulsé, d'autre part au duplexeur soit directement (déphasage ) soit par l'intermédiaire d'une ligne à retard (déphasage n), et un registre à décalage parallèle-série dont la sortie est reliée à la commande du commutateur à diodes PIN via une interface et dont les entrées sont reliées aux moyens de modification de code. 4. Système de protection contre le repérage et le brouillage pour radar primaire, selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de décodage consistent en une ligne acoustique programmable par les moyens de modification de code 5. Système de protection contre le repérage et le brouillage pour radar primaire selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de modification de code comprennent essentiellement un microcalculateur. 6. Système de protection contre le repérage et le brouillage pour radar primaire selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de modi- fiction de code comprennent également de mémoires de Qie stockage de séquence de codage. 7, Système de protection contre le repérage et le brouillage pour radar primaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'adaptation de la puissance d'émission comportent un atténuateur programmable connecté entre les moyens de codage et le duplexeur et un convertisseur numérique- analogique qui relie la sortie du dispositif d'exploitation des informations donnant l'indication de distance sous forme numérique à l'entrée de programr mation de l'atténuateur.