Brevet FR2483084A1 — publié le 19811127

L'@@@@ntion concerne un procédé et un dispositif d'élimination des signaux parasites dus à la commutation de la OU des voies de réception d'un radar à impulsions On connaît des radars dans lesquels chacune des les de réception, affectées respectivement au traitement d'échos correspondant à des réflecteurs à des distances différentes du radar, n'est rendue opératoire par une double commu- tion que pendant un intervalle de temps déterminé suivant chaque impulsion d'émission, pour éviter l'"éblouissement" dû elle celle-ci. Dans ces radar la double commutation engendre des signaux parasites gênant une bonne exploitation des échos reçus. On connaît divers procédés ou dispositifs permettant d 'amoindrir l'effet néfaste de ces signaux parasites Dans un premier radar connu, , on ne traite le signal d'écho qu'après la disparition des signaux parasites Mais un tel procédé n'est applicable que lorsque la fréquence de répé tition du radar n'est pas élevée. Dans un autre radar connu, , de type hétérodyne " on utilise pour éliminer les signaux parasites un filtre dont les caractéristiques sont fonction de la fréquence de répétition des impulsions. On se heurte alors à des difficultés lorsqu'on désire faire varier cette fréquence pour accroltre par ailleurs les performances du radar L'invention a pour but d'éviter ces limitations en proposant un procédé et un dispositif permettant d'éliminer de manière simple les signaux parasites de commutation des voies de réception, quelle que soit la fréquence de répétition et le type, homodyne ou hétérodyne, du radar. Le procédé selon l'invention, applicable à un radar à impulsions d'émission, pour éliminer les signaux parasites dus à la commutation de chaque voie de réception du radar0 est caractérisé en ce qu'on fait suivre dans chaque voie la double commutation définissant l'intervalle de réception par une double commutation supplémentaire, définissant un intervalle de temps décalé dans le temps par rapport au premier. Selon l'invention, le décalage des deux doublescommu- tations est choisi de manière que les signaux parasites dus à la seconde commutation soient en opposition de phase avec les signaux parasites dus à la première commutaticr ce qui permet leur annulation réciproque. Ainsi, la commutation supplémentaire de chaque voie de reception, non seulement n'augmente pas le niveau des signaux parasites mais au contraire permet, de-manière surprenante, d'annuler ces signaux les uns par les autres. Si f0 est l'barmonique de la fréquence de répétition des impulsions situées dans la bande passante des filtres de la voie de réception, et pour laquelle on désire obtenir l'annulation des-signaux parasites, l'invention prévoit que le décalage T des deux commutations est choisi de manière à vérifier la relation Tfo = k + 1/2 ou k est un entier. De manière avantageuse, la partie haute fréquence de chaque voie de réception est rendue opératoire par une double commutation pendant un intervalle de temps de réception déterminé après chaque impulsion d'émission, la partie moyenne fréquence de ladite voie de réception étant, pendant chaque période de répétition, rendue opératoire par une double commutation pendant deux intervalles de temps inclus dans la même période de répétition et décalés l'un par rapport à l'autre. Le premier intervalle, de réception, de la partie moyenne fréquence de la voie est choisi de manière qu'il ne débute qu'après la disparition et qu'il se termine avant la réapparition des signaux parasites dus à la double commutation de la partie haute fréquence de la voie de réception il suffit alors de décaler entre elles dans le temps les doubles commutations de la partie moyenne fréquence de la voie de réception pour que les signaux parasites dus à ces commutations s'annulent les uns les autres. Le radar à impulsions selon l'invention comporte dans chaque voie de réception, pour la mise en oeuvre du procédé précédent, un dispositif de commutation relié à un dispositif de commande apte à rendre opératoire la voie de réception après chaque impulsion d'émission pendant deux intervalles de temps prédéterminés inclus dans une même période de réception et décalés l'un par rapport à l'autre. De manière avantageuse, ce dispositif de commutation est placé à l'entrée de la partie moyenne fréquence de la voie de réception, et il est précédé par un autre dispositif de commutation placé sur la partie haute fréquence de ladite voie. Le dispositif de commande peut comporter deux horloges de même fréquence dont les impulsions sont décalées l'une par rapport à l'autre de l'intervalle de temps qui permet l'annulation réciproque des parasites de commutation. Pour maintenir le décalage de la seconde horloge par rapport à la première,l'invention prévoit de relier les horloges par une boucle de réaction. De manière avantageuse, celle-ci comporte deux voies auxiliaires comprenant chacune un dispositif de commutation commandé respectivement par la première horloge et par le signal de commande du dispositif de commutation de la partie moyenne fréquence de la voie de réception du radar, les signaux recueillis dans ces voies auxiliaires étant, après filtrage et déphasage, mélangés pour obtenir le signal d'erreur de la boucle de réaction. De cette manière, la commande de la seconde horloge en fonction de la première a lieu sans qu'il soit nécessaire de prélever de signal sur la voie de réception du radar L'invention prévoit également de ne mettre en oeuvre la boucle de réaction que lorsqu'un signal parasite est détecté sur une des voies auxiliaires. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple seulement, en référence au dessin annexé dans lequel la figure 1 est un schéma de principe d'une voie de réception d'un radar selon l'invention les figures 2a à 2c sont des diagrammes en fonction du temps les figures 3a et 3b sont des spectres de fréquence; la figure 4 est un schéma de principe d'un disposi tif de commande selon l'invention. Une voie de réception 11 d'un radar selon l'inven tion comprend, relié à la sortie 12 d'une antenne de réception 13, un premier amplificateur hyperfréquence 14 dont la sortie lss est reliée $ l'entrée 16 d'un second amplificateur hyper ri;uence 17 nar l'intermédiaire d'un dispositif de commuta tion 18 dont l'ouverture et la fermeture sont effectuées sous la commande d'un dispositif 19, l'ensemble de ces éléments constituant la partie hyperfréquence de la voie de réception îî:: La-sortie 22 de l'amplificateur 17 est reliée a la pre mièvre entrée 23 d'un mélangeur 24 dont la seconde entrée 25 reçoit le signal de sortie d'un oscillateur local 26 servant a transposer en fréquence les signaux reçus sur la voie 11. La sortie 27 du mélangeur 24 est reliée à l'entrée 28 d'un amplificateur moyenne fréquence 29 dont la sortie 31 est reliée a l'entrée 32 d'un filtre passe-bande 33 par un dispositif de commutation 34 dont l'ouverture et la fermeture se font sous la commande d'un dispositif 35, les éléments suivant le mélangeur 24 constituant le début de la partie moyenne fréquence de la voie de réception 11, et la bande passante du filtre 33 ayant une étendue inférieure a la fréquence de répétition f R du radar. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant : -L'antenne d'émission du radar émet une premiere impulsion I1 (fig. 2a), pendant laquelle le dispositif de commutation 18 reste ouvert, ce dernier ne se fermant qu'd un instant tl postérieur à la fin de l'impulsion fl. Le dispositif de commutation 18 reste fermé entre les instants tl et t2 , de manière a rendre opératoire la voie de réception 11, et s'ouvre a nouveau à l'instant t2 , le cycle précédent se répétant avec une fréquence fr. A chaque fermeture et a chaque ouverture du dispositif de commutation 18,des signaux parasites P1 , P2 (fig. 2b) se produisent dans la voie 11, signaux qui sont rapidement étouffés dans la partie hyperfréquence de la voie de réception 11, compte tenu des caractéristiques de transmission de cette partie hyperfréquence. On choisit l'instant de fermeture t3 (fig. 2a) du dispositif de commutation 34 de manière que le filtre 33 ne reçoive pas les signaux parasites P1 naissant à l'instant de commutation tl , on ouvre le dispositif de commutation 34 au plus tard a l'instant t2 , de manière que les signaux parasites P2 naissant a cet instant en aval du dispositif de commutation 18 ne soient pas transmis vers le filtre 33. Les signaux parasites de commutation prenant naissance dans la partie hyperfréquence de la voie de réception ne sont a@@@@@@@@@@@@@an@@@s @ @@a@al au commutateur 34. Par contre, la fermeture à l'instant t3 et l'ouverture à lDlnstant t2 du dispositif de commutation 3d entraînent la formation à l'entrée 32 du filtre 33 de signaux parasites supplémentaires, qui , compte tenu des caractéristiques de transmission de la partie moyenne fréquence, puis basse fré- quence, de la voie de réception, ont une durée supérieure à la duree des signaux parasites Pi , P2 P2 , et qu'il n'est donc pas possible d'éliminer comme précédemment par une sélection temporelle. Cette différence de durée provient de la différence de la largeur de bande des circuits 14 et 17 d'une part, et du circuit 33 d'autre part. Le carré de la norme de la transformée de Fourier H(f) de es signaux parasites, presents a l'entrée 32 du filtre 33, est représenté à la figure 3a. Il est constitué par une suite de raies centrées sur les fréquences harmoniques de la frequence de répétition f r &num; la sélection opérée par le filtre 33 étant représentée en pointillé en 41. Pour éliminer ces signaux, l'invention propose de fermer et d'ouvrir sous la commande du dispositif 35, une nouvelle fois le dispositif de commutation 34 au cours de la même période de répétition 1 , aux instants t4 et t5 (fig. 2c) répondant à la condition : @ t5 - t4 = t2 - t3 Les nouveaux signaux parasites dus à cette nouvelle commutation, décalée d'un intervalle de temps T par rapport à la première commutation, ont pour transformée de Fourier H(f)e-2#jfT et se combinent à l'entrée 32 du filtre 33 avec les signaux parasites émis précédemment aux instants t3 et t2 par le dispositif de commutation 34, l'ensemble de ces signaux ayant une transformée de Fourier H(f) (l+e-2#jfT) dont le carré de la norme est représenté à la figure 3b, l'enveloppe des raies de ce spectre étant illustrée par la ligne en pointillé 42. En choisissant la valeur de T qui vérifie la relation ou foT = k + 1/2 (1) relation dans laquelle k est un entier quelcorque, raie f0 de ce spectre située dans la bande passante 41 du filtre 33 s'annule, de sorte qu'à la sortie du filtre 33 il n'y a aucun signal parasite. La commutation supplémentaire de l'interrupteur 34 aux instants t4 et t5 n'introduit pas dans la voie îl de signal d'écho utlle,puisqula ces instants l'interrupteur 18 est ouvert, mais ajoute,aux signaux parasites emis aux instants t3 et t2 par l'interrupteur 34,des signaux parasites similaires mais en opposition de phase, permettant ainsi leur annulation réciproque. Pour commander le dispositif de commutation 34 a des instants d'ouverture décalés de T, et des instants de fermeture également décales de T, il est possible de faire appel à deux horloges a très haute précision ae même fréquence, décalées de T et commandant successivement l'interrupteur 34. Il est également possible de contrôler le décalage de la seconde horloge par rapport a la première par une boucle de réaction, le dispositif de commande 35 comportant alors (fig. 4) une première horloge de référence 51 dont la sortie 52 est reliée a l'entrée 53 d'une logique de génération de porte 54 a sortie 55 reliée à la première entrée 56 d'un circuit logique 57 de type OU, dont la sortie 58 est reliée a entrée de commande 59 du dispositif de commutation 34. La seconde entrée 61 du circuit OU 57 est reliée a la sortie 62 d'une seconde logique de génération de porte 63 identique à la logique 54, et dont l'entrée 64 est reliée a la sortie 65 d'une seconde horloge 66 dont la fréquence nominale est identique a celle de l'horloge 51, mais qui comporte une entrée de commande de sa fréquence 67. Les horloges 51 et 66 comportent également une autre sortie, respectivement 68, 69, reliées aux deux entrées d'un mélangeur 71 dont la sortie 72 est reliée a la première entrée 73 d'un additionneur 74 par l'intermédiaire d'un circuit 75 comportant des filtres intégrateurs et des réseaux correcteurs a fonction de transfert H1(p). La sortie 76 de l'additionneur 74 est reliée directement a l'entrée 67 de commande de fréquence de l'horloge 66, et la seconde entrée 77 de l'additionneur 74 est reliée par un circuit a filtres intégrateurs et réseaux correcteurs 78, à fonction de transfert H2 (,à la première borne 79 d'un interrupteur 81 dont la seconde borne 82 est reliée à la sortie 83 d'un mélangeur 84. La première entrée 85 du mélangeur 84 est reliée à la sortie 86 d'un premier filtre 87 centré sur la fréquence f du filLre 33, mais à plus large bande passante que celle de ce dernier, l'entrée 88 du filtre 87 étant reliée à la masse par l'intermédiaire d'un interrupteur 89 commandé à partir de la sortie 55 de la logique 54. La sortie 86 du filtre 87 est également reliée à l'entrée 91 d'un filtre passe-bande 92 également centré sur la fréquence ò f mais ayant une bande passante inférieure à la bande passante du filtre 87, et dont la sortie 93 est reliée à l'entrée 94 d'un dispositif 95 de détection de la présence d'un signal à son entrée 94, la sortie 96 de ce dispositif 95 commandant l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur 81. La seconde entrée 101 du mélangeur 84 est reliée à la sortie 102 d'un déphaseur par 2 103 dont l'entrée 104 est reliée à la sortie 105 d'un troisième filtre à bande 106, identique au filtre 87, et-dont l'entrée 107 est reliée à la masse par l'intermédiaire d'un interrupteur 108 placé sous la commande de la sortie 58 du circuit OU 57. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant : Sous la commande de l'horloge 51, la logique 54 commande, par l'intermédiaire de la porte OU 57, à son entrée 59, la fermeture et l'ouverture du dispositif de commutation 34 aux instants t3 et t2 respectivement. La fermeture et l'ouverture subséquentes du dispo sitif de commutation 34 aux instants t4 et t5 a lieu sous la commande de l'horloge 66 par l'intermédiaire du circuit logi que 63 de génération de porte et du circuit OU 57. Simultanément à la commutation du dispositif 34, la logique 54 commande la commutation de l'interrupteur 89, et, par l'intermédiaire du circuit OU 57, celle de l'interrupteur 108. De même, le circuit logique 63 commande également, par l'intermédiaire du circuit OU 57, une commutation supplé mentaire de l'interrupteur 108. L'interrupteur 89 engendre des signaux parasites tels que ceux représentés dans le domaine des frequences sur la figure 3a. L'interrupteur 108 engendre des signaux parasites tels que ceux représentés dans le domaine des fréquences sur la figure 3b et qui sont de même nature que ceux engendrés par l'interrupteur 34. Ainsi, aussi longtemps que les deux doubles commutations réalisées par les interrupteurs 34 et 108 sont décalées d'un intervalle de temps T vérifiant la relation (1), il n'y a pas de signal parasite à la sortie 105 du filtre 106 ni a la sortie 83 du mélangeur 84 et l'horloge 66 est commandée uniquement par la valeur du signal à la sortie 72 du mélangeur 71, par l'intermédiaire de la boucle comprenant le circuit 75, l'additionneur 74 et l'horloge 66. Au contraire, dès que la différence des instants de commutation entre les interrupteurs 89 et 108 diffère de la valeur T telle que déterminée par l formule (1) ci-dessus, un signal parasite apparaît à la sortie 105 du filtre 106; ce -signal est a la même fréquence que celui engendré par l'interrupteur 89, c'est-à-dire un multiple entier de fr ; de plus, il est en quadrature avec ce dernier. Le démodulateur 84 fournit donc, sur la sortie 83, un signal continu qui sert à commander l'hor- loge 66 et cela dans un sens tel que l'écart entre les commutations successives de même sens de l'interrupteur 34 tend a nouveau vers la valeur T désirée. D'autre part, si aucun signal parasite engendré par le commutateur 89 et situé aux multiples de fr ne vient dans la bande utile du filtre de réception 33, il est inutile d'asservir l'horloge 66 à l'horloge 51, et il est parfois préferable d'ouvrir la boucle d'asservissement. Ceci est réalisé a l'aide du filtre 92, qui a sensiblement les caractéristiques du filtre 33; ce filtre est suivi d'un détecteur qui ouvre l'interrupteur 81 dès que le signal détecté est inférieur à un seuil préalablement fixé. Dans une variante de réalisation, non représentée, la sortie 96 du détecteur 95 est utilisée pour ouvrir ou fermer un interrupteur présent a la sortie 62 de la logique 63, et qui joue le rôle de l'interrupteur 81, qui est alors supprimé. @@@@@e@tion prévoit également de commander l'@nter- rupteur 18 de manière similaire à la commande de l'interrup- teur 34, cette dernière pouvant être soit supprimée, soit maintenue. De mêmes on pourrait supprimer le dispositif de commutation 18 de la voie 11 pour ne maintenir que le dispositif de commutation 34 relié à sa commande 35. REVENDICATIOS 1. Procédé d'élimination,dans une voie d réception d'un radar à impulsions, des signaux parasites dus à la commutation faisant passer de la condition d'émission à 1o condition de réception, caractérisé en ce qu'on fait suivre, dans chaque voie de réception, la double commutation définissant l'intervalle de temps de réception par une double commutation supplémentaire, définissant un intervalle de temps décalé dans le temps par rapport au premier. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le décalage dans le temps des deux doubles commutations est choisi de manière que les signaux parasites dus à la seconde double commutation soient en opposition de phase avec les signaux parasites dus a la première double commutation. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, si f est l'harmonique de la fréquence de répétition o des impulsions situées dans la bande passante des filtres de la voie de réception, et pour laquelle on désire obtenir l'annulation des signaux parasites, le décalage T des deux commutations est choisi de manière à vérifier la relation T f = k + 1/2 o ou kest un entier. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie haute fréquence de chaque voie de réception étant rendue opératoire par double commutation pendant un intervalle de temps de réception déterminé après chaque impulsion d'émission, la partie moyenne fréquence de ladite voie de réception est, pendant chaque période de répétition, rendue opératoire par double commutation pendant deux intervalles de temps inclus dans une même période de répétition et décalés l'un par rapport à l'autre. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier intervalle d'opérabilité de la partie moyenne fréquence de la voie de réception est choisi de manière qu'il ne débute qu'après la disparition, et qu'il se termine avant la réapparition des signaux parasites dus à la double commutation de la partie haute fréquence de la voie de réception. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les doubles commutations de la partie moyenne fréquence de la voie de réception sont décalées entre elles dans le temps pour que les signaux parasites dus à ces commutations stannu r lent les uns les autres. 7. Radar a impulsions comportant dans chaque voie de réception un dispositif de commutation relié à un dispositif de commande, caractérisé en ce que le dispositif de commande est apte à rendre opératoire la voie de réception après chaque impulsion d'émission pendant deux intervalles de temps prédéterminés inclus dans une même période de réception et décalés l'un par rapport à l'autre. 8. Radar selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de commutation placé à l'entrée de la partie moyenne fréquence de la voie de réception est précédé par un autre dispositif de commutation placé sur la partie haute fréquence de ladite voie. 9. Radar selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de commande comporte deux horloges de même fréquence dont les impulsions sont décalées l'une par rapport à l'autre de l'intervalle de temps qui permet l'annulation réciproque des parasites de commutation. 10. Radar selon la revendication 9, caractérisé en ce que les horloges sont reliées par une boucle de réaction. 11. Radar selon la revendication 10, caractérisé en ce que la boucle comporte deux voies auxiliaires comprenant chacune un dispositif de commutation commandé respectivement par la première horloge et par le signal de commande du dispositif de commutation de la partie moyenne fréquence de la voie de réception du radar, les signaux recueillis dans les voies auxiliaires étant, après filtrage et déphasage, mélan- gés pour obtenir le signal d'erreur de la boucle de réaction.