Brevet FR2533319A1 — publié le 19840323

La présente invention se-rapporte d'une façon générale aux émetteurs radar et concerne plus particuliè- rement un émetteur à variation de fréquence dans lequel le bruit en mode non-commun est nettement réduit. Dans le domaine des contre-mesures radar, la condition pour les émetteurs d'avoir de plus larges bandes, des possibilités de variation de fréquence et un bruit plus faible s'accroit de façon évidente Pour répondre à la nécessité de variation de fréquence, et permettre en même temps une diversité de formes d'ondes, des émetteurs ont été développés dans lesquels la source d'hyperfréquences consiste en une combinaison de deux ou plusieurs générateurs séparés d'hyperfréquences dont les signaux de sortie sont combinés et amplifiés dans des amplificateurs à bandes relativement larges avant d'être émis Bien qu'une large bande de fonctionnement puisse être obtenue avec des émet- teurs de ce type, des signaux parasites et des niveaux de bruit croissants apparaissent également Ces signaux parasites sont des produits duintermodulation qui apparais- sent quand des signaux de sortie de deux ou plusieurs générateurs séparés d'hyperfréquences sont combinés Ces signaux se situant dans la large bande de fonctionnement de l'émetteur ne peuvent être facilement éliminés par filtrage Il en résulte que les signaux parasites nuisent à la pureté de la forme d'ondes émise En ce qui concerne le problème du bruit accru à l'émetteur, une distinction doit être faite entre le bruit en "mode commun", c'est-à-dire le bruit présent à la fois dans les signaux d'émetteur et d'oscillateurs locaux et le bruit èn "mode non commun" c'est-à-dire le bruit produit par les amplificateurs de l'émetteur Bien que le bruit en mode commun puisse être partiellement annulé, la large bande instantanée nécessaire-pour les variations de fréquence entraîne généralement que les amplificateurs produisent des niveaux de bruit accrus en mode non commun, par rapport à ceux utilisés pour le fonctionnement en bande étroite. Compte-tenu de ceci, un objet essentiel de l'invention estde fournir un émetteur radar à variation de fréquences à large bande dans lequel le bruit en mode non commun est nettement réduit. Un autre objet de l'invention est de proposer un émetteur radar à large bande dans lequel les produits indésirables du mélange sont réduits. Ces objets de l'invention ainsi que d'autres sont atteints grâce à un émetteur radar dans lequel le signal émis est produit par un oscillateur commandé par tension dont la largeur de bande couvre la bande de fonc- tionnement voulue Un amplificateur élève le signal de sortie de l'oscillateur commandé par tension jusqu'au niveau de puissance voulue et un échantillon de la sortie de l'amplificateur est converti en fréquence plus basse et ramené à la commande deil'oscillateur, dégénérant ainsi le bruit en mode non commun. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé donné à-titre d'exem Dle nulle- ment limitatif. La figure unique est un schéma fonctionnel d'un émetteur selon l'invention. La figure représente donc un émetteur radar selon l'invention qui comporte un oscillateur commandé par tension 11 à large bande comme source principale de signal Le signal de sortie de l'oscillateur 11 est amplifié dans deux amplificateurs 13, 15 et il est transmis par un coupleur directionnel 14 à -l'antenne radar (non-représentée). Un échantillon du signal émis est produit par un atténua- teur 19 à l'entrée d'un mélangeur 21 Le second signal d'entrée du mélangeur 21 provient d'un oscillateur pilote 23 à variation de fréquence qui est ici de type courant. L'oscillateur pilote 23 à variation de fréquence fournit également le premier signal d'oscillateur local f 1 au récepteur radar ( 1 cnredresenté) Le mélangeur 21 convertit vers le bas la fréquence du signal de sortie de l'émetteur F 1 en un premier signal de fréquence intermédiaire F 2, avec F 2 F f Le premier signal de fréquence intermédiaire provenant du mélangeur 21 est transmis par un séparateur 25 et un filtre passe-bas 27, à un second mélangeur 29 de réduction de fréquence Le second signal d'entrée du second mélangeur 29 vient d'un généra- teur d'oscillateur local 31 qui produit un signal de fréquence f 2 Le second générateur local 31 produit également le second signal d'oscillateur local pour le récepteur radar (non représenté) Le mélangeur 29 convertit vers le bas la fréquence *du premier signal de fréquence intermédiaire en un second signal de fréquence intermédiaire F 3 avec F 3 = F 2 -f 2 Le second signal de fréquence intermédiaire provenant du mélangeur 29 passe par un séparateur 33 et un filtre passe-bas 35 à un détec- teur de phase 37 Le second signal d'entrée de ce dernier est produit par un générateur de forme d'ondes 39 à une fréquence f 3 Le signal de sortie d'erreur provenant du détecteur de phase 37 passe par un amplificateur confor- mateur en boucle 41, comme un signal de commande, vers 1 'oscillateur commandé 11. Il apparaît ainsi que les éléments mentionnés ci-dessus constituent une boucle de commande à verrouillage de phase (non référencée) autour de l'oscillateur commandé 11 Le bruit en-mode non-commun produit par l'oscillateur 11 et les amplificateurs 13,15 est dégénéré ou réduit d'une valeur proportionnelle au gain en boucle ouverte de la boucle de commande à verrouillage de base. Il faut également noter que la production des produits-parasites de mélange est réduite en utilisant des convertisseurs de réduction de fréquence dans la boucle de commande Autrement dit, les convertisseurs à réduction de fréquence produisent des signaux parasites de niveaux plus bas que les convertisseurs élévateurs de fréquence fonctionnant aux mêmes fréquences Ainsi, un émetteur courant utilisant des convertisseurs élévateurs de fréquence effectuerait la conversion suivante; f f =F ( 1) 3 + 2 2 2 1 1 ( 2) de sorte que f 1 + f 2 f 3 F Le type d'émetteur considéré, utilisant des convertis- seurs à réduction de fréquence effectue la conversion suivante F 1 +f 1 F 2 ( 4) 2 f 2 3 3 ( 5) de sorte que F 1 1-f 2 f 3 ( 6) Les équations ( 1) et ( 5) sont équivalentes, de même que les équations ( 2) et ( 4) mais le processus de réduction de fréquence, équations ( 4) et ( 5) engendre moins de produits indésirables de mélange que l'opération d'éléva- tion de fréquence donnée par les équations ( 1) et ( 2). L'objectif de la réduction des produits parasites de mélange est également facilité en utilisant des filtres passe-bas relativement simples pour la réjec- tion des signaux indésirables Il faut noter en passant que les séparateurs 25, 33 sont prévus entre les filtres passe-bas 27, 35 et les mélangeurs 21, 29 pour assurer que ces derniers ne soient pas terminés sur des charges réactives Il faut également noter que l'oscillateur commandé 11 fonctionne comme un filtre à bande étroite pour éliminer des signaux parasites car il est connecté à la boucle à verrouillage de phase par l'amplificateur cnfonntateur vidéo 41 qui est un dispositif à-bande étroite. Comme cela a été mentionné rapidement ci-dessus, l'oscillateur commandé par tension 11 est la source princi- pale-de signal de l'émetteur 10 Ainsi, il peut être accordé sur une largeur de bande variable en réponse à une commande de fréquences CFappliquée à l'extérieur et produite par tout moyen connu L'oscillateur pilote 23 peut être accordé sur la même largeur de bande variable, également en réponse à la commande de fréquene CF Le géné- rateur de forme d'ondes 39 module à volonté la forme d'ondes émise Cette modulation peut être par exemple une modula- tion sinusoïdale ou une modulation de fréquence linéaire. 253331 Y Il est bien évident que de nombreuses modifi- cations pourraient être apportées au mode de réalisation décrit à titre d'exemple nullement limitatif sans sortir du cadre de l'invention Ainsi, par exemple, si un circuit d'échantillonnage et maintien était prévu dans l'amplifi- cateur conformateur vidéo pour maintenir la fréquence d'oscillateur commandé pendant que le signal de sortie d'émetteur est absent, l'émetteur pourrait être utilisé comme un émetteur radar Doppler pulsé à rapport d'impulsion élevé D'une manière similaire, l'émetteur pourrait être utilisé dans un radar à fréquence variable si un circuit de restitution de composantes continues était prévu à la sortie de l'amplificateur conformateur vidéo pour ramener l'oscillateur commandé sur la fréquence du flanc avant de la variation de fréquence. 25331 9 REVENDICATIONS 1 Emetteur radar, caractérisé en ce qu'il comporte un oscillateur commandé par tension ( 11) destiné à produire un signal à haute fréquence dont la fréquence se situe dans une bande de fréquences prédéterminée, un amplificateur à bande passante ( 13, 15) réagissant au signal à haute fréquence provenant de l'oscillateur commandé par tension et destiné à augmenter la puissance de ce signal jusqu'à un niveau prédéterminé, un dispositif d' échantillonnage ( 19) et de conversion à réduction de fréquence ( 21, 23, 31, 29) du signal à haute fréquence provenant de l'amplificateur à bande passante pour produire un signal de fréquence basse correspondante à un niveau bas prédéterminé et une boucle à verrouillage ( 19, 21, 25, 27, 29, 33, 35, 37, 41) réagissant au signal à haute fréquence correspondant au niveau bas et à un signal de référence à fréquence basse en produisant un signal de commande de fréquence de l'oscillateur commandé par tension. 2 Emetteur radar selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de conversion à réduc- tion de fréquence comporte un premier oscillateur ( 23) à variation de fréquence et un mélangeur ( 21) pour produire un premier signal de fréquence intermédiaire correspon- dant au signal à haute fréquence provenant de l'amplifica- teur à bande passante, les fréquences possibles produites par le premier oscillateur à variation de fréquence se situant dans la largeur de bande de l'amplificateur. 3 Emetteur radar selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de conversion à réduc- tion de fréquence comporte un second oscillateur ( 31) à fréquence fixe et un mélangeur ( 29) pour produire un second signal de fréquence *intermédiaire correspondant au premier signal de fréquence intermédiaire 4 Emetteur radar selon la revendication 3, caractérisé en ce que la boucle à verrouillage de phase comprend un oscillateur de référence ( 39) et un détecteur de phase ( 37), ce détecteur réagissant au signal provenant de l'oscillateur et au second signal de fréquence intermé- diaire en produisant le signal de commande de fréquence.