Brevet FR2491628A1 — publié le 19820409

L'invention concerne une chaîne de réception de radar et plus particulièrement de radar cohérent. Dans les récepteurs radar actuellement en exploitation, on utilise essentiellement une antenne de réception qui capte le signal reçu de fréquence FR, un oscillateur local de fréquence FL, et, un mélangeur dans lequel sont transposés le signal reçu et le signal issu de l'oscillateuz local. L'oscillateur local qui génère la fré- quence de transposition est généralement "l'esclave" d'un oscilla- teur de puissance, par exemple un klystron ou un magnétron, la dé- pendance étant réalisée à l'aide d'une commande automatique de fréquence (C.A.F.). La sortie du mélangeur fournit un signal à la fréquence intermédiaire FI qui après filtrage est traité par les moyens de détection et visualisation. De tels récepteurs sont très exposés dans un environnement électronique hostile en raison du brouillage résultant aussi bien des brouilleurs ennemis que des autres radars utilisés dans la même zone d'action. En effet, pour une fréquence donnée de l'oscillateur local, la réception peut être brouillée à la fréquence de travail - FR; mais également à la fréquence de la bande latérale image, ainsi qu'à tous les battements harmoniques de la fréquence intermédiaire, c'est-àdire les fréquences FR + (k-J) x (FI), k étant un nombre entier relatif, IkI (valeur absolue de k) indiquant le rang de l'harmonique. Il faut noter cependant que l'efficacité du brouil- lage diminue lorsque le rang de l'harmonique augmente. Pour éliminer les risques de brouillage sur la bande latérale image (k - 1) et sur ses harmoniques, il est connu d'utiliser une double transposition de fréquence avec une première transposition suffisamment élevée pour que l'image soit filtrée. Le filtrage est réalisé, entre l'antenne de réception et le premier mélangeur, par un filtre passe-bande ou plus simplement par un guide d'onde, la bande de ce filtrage étant la bande (BE) des fréquences exploitées à l'émission. La bande (BB) de fréquences susceptibles d'être brouillées est donc égale à celle des fréquences d'émission et le rapport 2 4 9 16 28 R = BE est égal à 1. BB L'invention propose une chaîne de réception pour laquelle la protection contre le brouillage est largement améliorée par des moyens facilement réalisables et ne présentant pas de difficultés technologiques particulières. D'autre part, l'invention permet d'augmenter le minimum de sen- sibilité détestable, d'éliminer les parasites internes, et d'em- pêcher la dégradation de la réception dans les instants qui suivent l'émission. Selon une caractéristique de l'invention, le radar cohérent comporte une chaîne d'émission qui comprend au moins deux oscil- lateurs cohérents, le premier fournissant un signal de fréquence fl et le second un signal de fréquence f2 variable, au moins un mélan- geur dont l'une des entrées est reliée à la sortie du premier oscil- lateur via un premier filtre passe-bande centré sur fl, dont la seconde entrée est reliée à la sortie du second oscillateur via un second filtre passe-bande dont la bande est celle dans laquelle varie f2, et dont la sortie fournit le signal d'émission dont la fréquence f3 est égale à fi + f2, et, une chaîne de réception qui comporte successivement-: - - - des moyens de filtrage passe-bande du signal reçu de fréquence fr, ces moyens étant reliés à l'antenne de réception et la bande de filtrage correspondant à la bande de fréquence dans laquelle varie la fréquence d'émission; - des premiers moyens de transposition dans lesquels sont mélangés le signal issu des premiers moyens de filtrage et le signal issu du second oscillateur de la chaîne d'émission, et, qui fournissent un signal de fréquence fr - f2; - des moyens d'amplification constitués par un préamplificateur; - des deuxièmes moyens de filtrage passe-bande; - des seconds moyens de transposition dans lesquels sont mélangés le signal issu des deuxièmes moyens de filtrage et le signal issu du premier oscillateur de la chaîne d'émission et filtré par des troisièmes moyens de filtrage passe-bande centrés sur fl, et qui fournissent un signal de fréquence fr fl - f2; - des quatrièmes moyens de filtrage passe-bande; 2 4 9 16 28 - des moyens de traitement et de visualisation des informations contenues dans le signal issu des troisièmes moyens de filtrage de façon à améliorer la protection contre le brouillage. Selon une-caractéristique de l'invention, la chaîne de réception comporte entre l'antenne de réception et les premiers moyens de fil- trage, un préamplificateur à faible bruit qui permet de rendre négli- geables les pertes d'insertion dues aux premiers moyens de filtrage. Selon une autre caractéristique de l'invention, la chaîne de ré- ception comporte des premiers moyens de blocage connectés entre le premier multiplicateur de fréquence et le quatrième mélangeur, et des seconds moyens de blocage associés au second préamplificateur, les entrées de commande des moyens de blocage étant reliées à une sortie de l'oscillateur qui fournit un signal de synchronisation qui déclenche le blocage si, et seulement s'il y a émission.. Les objets et caractéristiques de la présente invention appa- raîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, cette description étant faite en re- lation avec une figure qui représente un exemple de radar Doppler cohérent conforme à l'invention. Ce radar comporte une chaîne d'emission I et une chaîne de réception 2. La chaîne d'émission I comporte un oscillateur 10 très stable qui fournit un signal de fréquence F0. La sortie de cet oscillateur est reliée à l'entrée d'un élément 9 de mise en forme qui comporte des moyens de modulation, des moyens de codage et/ou des moyens d'é- talement de spectre suivant le type d'émission choisi. La sortie de l'oscillateur 10 est également reliée à l'entrée d'un circuit Il multiplicateur de fréquence de rapport NI dont la sortie fournit un signal de fréquence FI. La sortie de l'élément 9 est reliée à l'une des entrées d'un mélangeur 12; l'autre entrée de 12 est reliée à la sortie du multiplicateur Il. La sortie du circuit Il multiplicateur est également reliée à l'entrée d'un circuit 13 multiplicateur de fréquence de rapport N2 variable, dont la sortie fournit un signal de fréquence F2. La sortie du circuit 13 multiplicateur est reliée à l'une des entrées d'un mélangeur 14 dont l'autre entrée est reliée à la sortie du mélangeur 12 qui fournit un signal de fréquence F0 + Fi. La sortie du mélangeur 14 est reliée à une antenne d'émission 15 à laquelle il fournit un signal de fréquence F3 égale à F0 + FI + F2. Le mélangeur 12 en raison de sa constitution, laisse passer des raies parasites de fréquence F0 + kFI par l'entrée qui est reliée à la sortie du multiplicateur 11. Pour protéger le radar contre ce parasite interne, on place un filtre passe-bande 16, centré sur la fréquence Fl et le plus étroit possible, entre la sortie du multi- plicateur Il et l'entrée du mélangeur 120 Pour les mêmes raisons, on place un filtre passe-bande 17, centré sur la fréquence F2, entre la sortie du multiplicateur 13 et l'entrée du mélangeur 14. La fréquence d'émission F3 est générée par mélange de signaux qui sont tous élaborés à partir du signal de référence de fréquence F0 issu de l'oscillateur 10 et par conséquent, les signaux de fré- quence Fl, F2 et F3 sont cohérents. Le signal d'émission de fré- quence F3 varie dans une bande de fréquence de largeur a qui dépend de la variation du rapport N2 du circuit 13. Dans un exemple particulier de réalisation, on a F0 = 60 MHz, FI = NI x F0 = 1800 MHz, F0 + Fl = 1860 MHz, F2 = N2 x FI, F2 varie de 7440 MHz à 8040 MHz, F3 = F0 + FI + F2, F3 varie de 9300 MHz à 9900 MHz et A est égal à 600 MHz. La chaîne de réception 2 comporte une antenne de réception 20 qui reçoit un signal de fréquence FR comprise entre 9300 MHz et 9900 MHz. L'antenne 20 est reliée à l'entrée d'un préamplificateur 21 à faible bruit et de gain AI dont la sortie est reliée à des premiers moyens de filtrage passe-bande constitués par un filtre passe-bande 22 dont la largeur de bande A correspond à la bande de fréquences émises, c'est-à-dire 9300 MHz à 9900 MHz dans l'exemple indiqué ci- dessus. Le rMle de l'amplificateur 21 est de rendre négligeables les pertes d'insertion du filtre 22 dans sa contribution au facteur de bruit global. Dans l'exemple particulier, le gain AI de l'amplifi- 249 1 628 cateur 21 doit être suffisamment élevé, de l'ordre de 20 dB. La chaîne de réception 2 comporte des premiers moyens de trans- position constitués par un mélangeur 23 dont l'une des entrées est reliée à la sortie du circuit 13 multiplicateur qui fournit le signal de fréquence F2. On réalise ainsi une première transposition, le mélangeur 23 fournissant en sortie un signal de fréquence FR - F2. La cha ne de réception 2 comporte un second préamplificateur 24 de gain A2 dont l'entrée est reliée à la sortie du mélangeur 23 et dont la sortie est reliée à des deuxièmes moyens de filtrage passe- bande constitués par un filtre passe-bande 25 de largeur de bande 6 et centré sur la fréquence FO + FI. Dans l'exemple, FO + FI est égal à 1860 MHz et e est choisi égal à 40 MHz, cette valeur étant la valeur maximale tolérable pour rejeter l'image d'un battement à plus ou moins 60 MHz. Le rôle de l'amplificateur 24 vis-à-vis du filtre 25 est iden- tique à celui de l'amplificateur 21 vis-à-vis du filtre 22. La chaine de réception 2 comporte des seconds moyens de trans- position constitués par un mélangeur 26 dont l'une des entrées est reliée à la sortie du filtre 25 et dont l'autre entrée est reliée -20 via un filtre passe-bande 29 à la-sortie du circuit Il multipli- - cateur qui fournit le signal de fréquence FI. On réalise ainsi une seconde transposition, le mélangeur 26 fournissant en sortie un signal de fréquence FR - F2 - Fi. Le filtre passe-bande 29 est centré sur la fréquence FI et permet d'éliminer tout résidu de parasites subsistant et plus particulièrement celui de fréquence FO + Fi. La chaîne de réception comporte des troisièmes moyens de fil- trage passe-bande constitués par un filtre passe-bande 27 de largeur d et centré sur la fréquence FO, dont l'entrée est reliée à la sortie du mélangeur 26,et dont la sortie est reliée à des moyens 28 de traitement et de visualisation des informations dans le signal issu du mélangeur 26. Dans l'exemple particulier, FO est égal à MHz et d est égal à 4 MHz. Enfin, la chaîne de réception comporte des premiers moyens de blocage 30 constitués, par exemple, par un atténuateur à diodes PIN et placés entre le filtre passe-bande 29 et le mélangeur 26, et des 2 249 1628 seconds moyens de blocage associés au préamplificateur 21. Ces moyens de blocage sont commandés par le même signal de synchroni- sation issu de l'élément 9, de telle sorte qu'il y ait blocage de la chaîne de réception, à l'entrée en 21 et en 30, chaque fois que la chaîne d'émission émet une impulsion ou en séquence, et, de telle sorte que le blocage cesse et que le récepteur soit efficace avec sa pleine sensibilité dès que l'émission a cessé. Grâce à cette chaîne de réception avec double transposition et triple filtrage successifs, la fréquence utile F0 est exempte de fréquences parasites. En effet, la fréquence d'un brouilleur éventuel ne peut être efficace qu'à la fréquence utile de réception et dans la bande du filtre le plus étroit, c'est-à-dire dans notre cas particulier, le filtre à 60 f.Hz de bande 4 MHz. Le rapport R (R= BE bande de fréquences exploitées BB * bande de fréquences susceptibles d'Utre brouillées est alors égal à d. Dans notre exemple, R = - = 150, ce qui d 4 correspond à environ 22 dB de protection. En dehors de la protection contre les brouilleurs, la double transposition utilisée dans cette chaîne de réception permet d'aug- menter la sensibilité du récepteur, c'est-à-dire d'augmenter la valeur du minimum détectable d'approximativement 3 dB. En outre, aucun parasite interne n'est à craindre grâce aux filtrages efficaces réalisés parles filtres 16, 17 et 29. Enfin, la sensibilité du récepteur est améliorée en ce qui concerne les zones proches grâce au blocage de la chaîne de ré- ception pendant les temps d'émission, ce qui permet d'empêcher la dégradation de la sensibilité du récepteur pendant les instants qui suivent l'émission. 24 9 16 28 REVENDICATIONS 1. Chaîne de réception de radar cohérent dont la chaîne d'é- mission comporte au moins deux oscillateurs cohérents, le premier fournissant un signal de fréquence fl et le second un signal de fréquence f2 variable, au moins un mélangeur dont l'une des entrées est reliée à la sortie du premier oscillateur via un premier filtre passe-bande centré sur fi, dont l'autre entrée est reliée à la sortie du second oscillateur via un second filtre passe-bande dont la bande est celle dans laquelle varie f2, et dont la sortie fournit le signal d'émission dont la fréquence f3 est égale à fl + ú2, caractérisée en ce qu'elle comporte successivement des premiers moyens (22) de filtrage passe-bande du signal reçu de fréquence fr, ces moyens étant reliés à l'antenne de réception (20) et la bande de filtrage correspondant à la bande de fréquence dans laquelle varie la fréquence d'émission; - des premiers moyens de transposition (23) dans lesquels sont mélangés le signal issu des premiers moyens de filtrage (22 et le signal issu du second oscillateur de la chaîne d'émission, et, qui fournissent un signal de fréquence fr - f2; - des moyens d'amplification (24) constitués par un préamplifi- cateur; - des deuxièmes moyens (25) de filtrage passe-bande; - des seconds moyens de transposition (26) dans lesquels sont mé- langés le signal issu des deuxièmes moyens de filtrage et le signal issu du premier oscillateur de la chaîne d'émission, et filtré par des moyens de filtrage passe-bande (29) centrés sur fl, et qui four- nissent un signal de fréquence fr - fl - f2; - des quatrièmes moyens (27) de filtrage passe-bande - des moyens de traitement et de visualisation (28) des informations contenues dans le signal issu des troisièmes moyens de filtrage de façon à améliorer la protection contre le brouillage. 2. Chaîne de réception de radar cohérent, selon la revendi- cation 1, dont la chaîne d'émission (1) comporte un oscillateur de référence (10) de fréquence FO dont la sortie est reliée d'une part à l'entrée d'un élément de mise en forme (9) dont la sortie est 249 1 628 reliée à l'une des entrées d'un premier mélangeur (12), et, d'autre part à l'entrée d'un premier multiplicateur de fréquence (11) de rapport NI dont la sortie fournit un signal de fréquence FI égale à NI x F0 et est reliée via un premier filtre passe-bande (16) centré sur FI à la seconde entrée du premier mélangeur (12) et à l'entrée d'un second multiplicateur de fréquence (13) de rapport N2 variable dont la sortie fournit un signal de fréquence F2 égale à N2 x FI et est reliée via un second filtre passebande (17) à l'une des entrées d'un deuxième mélangeur (14) dont l'autre entrée est reliée à la sortie du premier mélangeur et dont la sortie fournit un signal de fréquence F3 égale à F0 + FI + F2 et est reliée à une antenne d'émission (15), caractérisée en ce qu'elle comporte - une antenne de réception (20); - un premier filtre passe-bande (22) dont l'entrée est reliée à l'antenne de réception et dont la bande de largeur A correspond aux fréquences émises F3; - un premier mélangeur (23) dont l'une des entrées est reliée à la sortie du premier filtre (22) et dont l'autre entrée est reliée à la sortie du second multiplicateur (13) de la chaîne d'émission - un premier préamplificateur (24) dont l'entrée est reliée à la sortie-du premier mélangeur; - un deuxième filtre passe-bande (25) dont l'entrée est reliée à la sortie du premier préamplificateur, centré sur la fréquence F0 + FI et de largeur de bande 6; - un second mélangeur (26) dont l'une des entrées est reliée à. la sortie du deuxième filtre (25) et dont l'autre entrée est reliée via un troisième filtre passe-bande (29) centré sur Fl à la sortie du premier multiplicateur (11) de la chaîne d'émission - un quatrième filtre passebande (27) dont l'entrée est reliée à la sortie du second mélangeur, qui est centré sur la fréquence F0 et dont la largeur de bande est égale à d; - et des moyens d'exploitation des informations et de visualisation (28), dont l'entrée est reliée à la sortie du quatrième filtre (27). 3. Chaîne de réception de radar cohérent selon la revendi- cation 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte, 2 4 9 16 28 entre l'antenne de réception et les premiers moyens de filtrage, un second préamplificateur (21) à faible bruit, de façon à rendre négligeables les pertes d'insertion dues aux premiers moyens de filtrage. 1 4. Chaîne de réception de radar cohérent selon la revendi- cation-2 et la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte des premiers moyens de blocage (30) connectés entre le troisième filtre (29) et le second mélangeur (26), et des seconds moyens de blocage associés au second préamplificateur (21), les entrées de commande des moyens de blocage étant reliées à une sortie de l'élément (9) de mise en forme qui fournit un signal de synchro- nisation qui déclenche le blocage si, et seulement s'il y a émission. 5. Radar cohérent, caractérisé en ce qu'il comporte une chaîne de réception selon l'une quelconque des revendications précédentes.