Brevet FR2470389A1 — publié le 19810529

t 2470389 La présente invention concerne un dispositif de filtrage et son application plus particulière aux systèmes de visua- lisation radar et aux dispositifs d'acquisition de poursuite. Dans certains matériels concernant des dispositifs de visualisation radar il est nécessaire d'éliminer les échos indésirables et de réduire les bruits de toutenature afin d'éviter leur transmission sur l'écran de visualisation. Plusieurs solutions sont connues par l'art antérieur Une première solution consiste à échantillonner le signal vidéo et à coder en numérique l'amplitude de chacun des échantillons. Le signal vidéo étant considéré généralement sur plusieurs récurrences radar, il peut alors être filtré en utilisant par exemple des filtres numériques constituant des éliminateurs d'échos fixes plus connus par leur désignation dans la terminologie anglosaxonne sous l'abréviation M.T.I. Une seconde solution consiste à mettre en mémoire tous les signaux d'une même récurrence,échantillonnés et codés en numérique, et à les comparer avec ceux de la récurrence précédente, après avoir modifié la position des signaux stockés dans la mémoire en fonctiôn des valeurs présumées des paramètres vitesse radiale relative et distance des cibles observées. Ces dispositifs, bien que réduisant fortement les signaux correspondant aux échos fixes, ne limitent que partiellement les faux échos dus à des bruits dont le spectre en fréquence peut être different du bruit blanc et dont l'am- plitude est élevée. De plus ces dispositifs fonctionnant en numérique, leur réalisation est complexe et le retard qu'ils introduisent entre l'instant de la détection et celui de la visualisation sur l'écran du tube cathodique peut être rela- tivement important. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients par la définition d'un filtre ne laissant passer que des impulsions dont la largeur est comprise dans un intervalle de longueur prédéterminée, accroissant ainsi la probabilité de détection et réduisant de ce fait le taux de fausse alarme. Un tel filtre peut être appelé de façon simple filtre de forme. 2 2470389 De ce fait un bruit d'amplitude élevée mais de largeur temporelle très différente à la caractéristique du filtre, sera fortement atténué. Selon une caractéristique le dispositif selon l'inven- tion, plus particulièrement connecté à la sortie des circuits vidéo d'un récepteur radar et recevant de ces circuits un signal S1 échantillonné, comporte connectés en série, un détecteur de contrastedélivrant le signal S (i)J- IS (i - 1) S1 (i)J+ Is1 (i - 1)J o i représente le rang d'un échantillon, un circuit d'inté- gration,et un circuit de soustration connecté à la sortie du circuit d'intégration d'une part directement et d'autre part par l'intermédiaire d'un circuit introduisant un retard 7. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui suit illustrée à l'aide des figures qui représentent: La figure 1 le schéma général du dispositif selon l'invention, Les figures 2-a, 2-b, 2-c et 2-d des exemples de signaux idéaux mesurés en différents points du schéma de la figure 1 - La figure 3, un premier exemple de réalisation du dis- positif selon l'invention, La figure 4, un second exemple de réalisation du dispo- sitif selon l'invention. La figure 1 représente de façon schématique un dispositif de filtrage suivant l'invention c'est à dire un filtre de forme suivant la terminologie proposée,permettant de maximiser les signaux correspondant dont la durée correspond à une durée donnée prédéterminée. Il comporte, montés en cascade, un détecteur de contraste 1, un circuit d'intégration 2 et un circuit de soustraction 4 connecté à la sortie du circuit d'intégration 2 directement et par l'intermédiaire d'un circuit 3 introduisant un retard dont la valeur est ajustable à l'aide d'un signal appliqué sur une borne 7. On note S le signal appliqué à l'entrée E du dispositif et correspondant au signal vidéo détecté et échantillonné,S2 le signal mesuré à la sortie du circuit 2 d'intégration, et S3 le signal disponible à la sortie du dispositif selon l'invention. Le signal S1 est supposé préalablement échantillonné avec une période't et le ieme échantillon est noté S1 (i). Le détecteur de contraste 1 effectue l'opération US Wi I Sl (i -1) jS1 (i) j - 1s1 (i - î)f Si les amplitudes des échantillons du signal S1 sont codées en numérique, le détecteur de contraste 1 peut être par exemple un calculateur numérique;ce circuit permet d'améliorer le rapport signal sur bruit. La figure 2-a - montre un exemple de signal Si supposé d'une durée supé- rieure à 2Cl. Sur cette même figure sont montrés trois exemples de position relative du signal S1 et du signal d'échantillonnage de période 7c. La figure 2-b montre pour chacune de ces trois positions relatives, le signal S2 mesuré à la sortie du circuit d'intégration 2. La partie exploitée du signal S2 correspond,dans cet exemple,aux valeurs négatives. On voit ainsi que la position temporelle de l'amplitude maximum de cette partie utile est fonction de la position relative de l'échantillonnage et du signal filtre S1. La forme proche d'une forme rectangulaire du signal S2 est due à l'intégration effectuée par le circuit 2.. Sur cette figure 2-b, l'amplitude maximale utile, négative, est toujours maximum (S2 = - 1). En réalité, le signal reçu,tout en gardant une largeur (temporelle) cons- tante,n'a que rarement une forme aussi idéale. En effet, les fluctuations de phase ou de fréquence, dans le cas de signaux dopplers par exemple,provoquent de fortes déforma- tions de ce signal(S1) qui peut alors, dans certains cas, présenter des valeurs intermédiaires nulles. Des expérimene tations ont montré que dans ce cas si l'échantillonnage découpait l'intervalle de temps du signal S1 de façon symé- trique, la partie négative utile du signal S2 restait maximum. Par contre, et c'est le cas le plus fréquent dans la pratique, si le découpage du signal Si est effectué de façon quelconque, le signal S2 présente une partie utile négative dont la valeur absolue est inférieure à 1. Si Z représente le décalage temporel par rapport au découpage symétrique idéal,les mesures montrent des atténuations allant jusqu'à 8 dB pour CL = 0,5. Zi Le circuit de retard 3 et le circuit de soustraction 4, en combinaison avec le détecteur de contraste 1 et le circuit d'intégration 2, permettent de remédier à cet incon- vénient. La figure 2-c montre le signal S obtenu à la sortie du circuit de soustraction 4 dans le cas ouZt= 2't1 On constate dans ce cas,un gain voisin d'un facteur 2 du signal utile (partie négative de S3) permettant ainsi de remonter le seuil de visualisation de la valeur S la valeur S'0, ce qui a pour résultat d'améliorer le rapport signal sur bruit.Des mesures expérimentales ont montré que dans ce cas,quelle que soit la position des échantillons par rapport au signal Si, et la forme réelle du signal Si. l'atténuation en fonction deo(/ 1 reste très inférieure à 3dB. Si le retard t est modifié de façon à être égal à 3e,1 alors le signal S1 dont la durée est comprise entre 2t et 3 ne présente à la sortie du soustracteur 4 des valeurs d'amplitude supérieures en valeur absolue à S'o, que dans le cas d'un échantillonnage symétrique. Au delà de 3 t 1 les signaux de S3 sont tels que /S3/ de même pour Zt2 Z{, des signaux S1 de largeur temporelle, par exemple ï, donc inférieure à r donneront un signal S3 dont la composante utile négative reste très inférieure a S'o. On a ainsi réalisé un filtre de forme dont la bande passante correspond à des impulsions dont la durée est centrée autour de la valeur t'réglable. La figure 3 montre une variante de réalisation du dispositif de la figure 1 intéressant principalement le circuit de retard 3 qui comporte un premier circuit 31 introduisant un retard de valeurQ L dont l'entrée est connec- tée à la sortie du circuit d'intégration 2, et la sortie à un ensemble d'interrupteurs commandés 6 pouvant êtrE, dans le cas d'une réalisation en numérique, par exemple des circuits logiques de type ET et d'autre part par l'intermé- diaire d'un second circuit 32 introduisant un même retard t 1' La commande 7 permet ainsi de commander le retardât qui se trouve quantifié. La limitation de la figure 3 à deux circuits de retard 31 et 32 ne constitue qu'un exemple non limitatif,et dans le cas général on aZ t= k'Z' avec k' un entier positif. La figure 4 montre une deuxième variante de réalisa- tion du dispositif de la figure 1. Le circuit de retard 3 comporte alors un ensemble de circuits 31, 32 dont le nombre peut être supérieur à deux, chacun de ces circuits 31, 32 introduisant un retard different. On obtient alors un filtre de forme dont la bande passante est élargie si les circuits 31 32 introduisent des retards décalés les uns par rapport aux autres d'une valeur constante et peu importante. Dans une version numérique du dispositif selon l'inven- tion, le circuit intégrateur 2 peut par exemple être remplacé par un circuit sommateur, le circuit de retard 3 par un ensemble de registre mémoire à décalage, et le circuit de soustraction 4,soit par un circuit de calcul effectuant la soustraction, soit par un ensemble de circuits logique du type porte "OU" dans le cas de plusieurs circuits de retard montés en parallèle comme cela est le cas à la figure 4. Dans une variante de réalisation du dispositif selon l'invention le détecteur de contraste 1 et le circuit d'inté- gration peuvent avoir leurs positions respectives permuttées. On a ainsi décrit un filtre de forme et son application aux systèmes de visualisation radar, et aux dispositifs d'acqui- sition de poursuite. REVENDICATIONS 2470389 1. Dispositif de filtrage plus particulièrement connecté à la sortie des circuits vidéo d'un récepteur radar, et rece- vant de ces circuits un signal S échantillonné avec une période C1' caractérisé en ce qu'il comporte connectés en cas- cade, un détecteur de contraste 1 délivrant le signal S 1 (i)/ - 1S1 (i 1)/ o i représente le rang d'un échan- Is i) /+ I Si i-) tillon, un circuit d'intégration 1 et un circuit de sous- traction 4 connecté d'autre part par l'intermédiaire d'un circuit introduisant un retard t supérieur à la période d'échantillonnage. 2. Dispositif de filtrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le retard 'Lest ajustable. 3. Dispositif de filtrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de retard 3 comporte plusieurs circuitsde retard élémentaires 31, 32 connectés en parallèle et/ou en série à un moyen de commutation 6 dont la sortie est connectéeau circuit de soustraction 4. 4. Dispositif de filtrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de soustraction 4 est rem- placé par un circuit logique 5 du type porte "OU" 5. Dispositif de filtrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que WU= k 'l avec k un nombre entier positif. 6. Dispositif de filtrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur de contraste 1 est un calculateur numérique ou analogique. 7. Dispositif de filtrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'intégration 2 est un circuit d'addition. S. Dispositif de filtrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur de contrastel et le circuit d'intégration 2 sont permutés en position. 9. Système de visualisation radar caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de filtrage selon l'une quel- conque des revendications précédentes.