Brevet FR2552885A1 — publié le 19850405

La présente invention concerne un procédé d'antibrouillage, plus particulièrement applicable à une antenne à balayage électronique et l'antenne obtenue par application dudit procédé. On sait que divers types de brouilleurs peuvent gêner le fonctionnement d'un appareillage de détection électromagnétique, connu sous le nom de radar. Ces brouilleurs sont par exemple le clutter de sol ou d'atmosphère suivant la terminologie anglo-saxonne bien connue de l'homme de l'art, les images des cibles dans le sol, des bandelettes (ou chaffs en anglais) métalliques que l'on largue dans l'air pour saturer les indicateurs du radar. Ce peut être également un brouilleur actif. les signaux radioélectriques produits par ces brouilleurs sont en général captés par les lobes latéraux du diagramme de rayonnement de l'antienne ou même éventuellement par le lobe principal lui-meme. L'existence des lobes latéraux résulte dlun nombre de causes important, liées à la loi d'illumination d'une part et à des réflexions secondaires sur des obstacles généralement proches d'autre part, et liées également aux tolérances de fabrication de l'antenne. Dans le cas des antennes à balayage électronique où la distribution du champ désiré le long de l'antenne est obtenue par réglage de la phase des éléments rayonnants du réseau ou sources élémentaires, le niveau moyen des lobes latéraux est relativement élevé par suite en particulier du caractère quantifié des déphaseurs utilisés. Le problème de l'antibrouillage apparat ainsi relativement plus important à résoudre pour ces antennes à balayage électronique à déphaseurs quantifiés. De fait on reconnaît dans le cas de quantification des déphasages, l'existence d'une erreur périodique et drune erreur aléatoire qui agissent sur la perte de gain, le niveau relatif des lobes secondaires par rapport au lobe principal et sur la déviation de l'axe de visée, principalement dans le cas d'un radar monopulse pour ce dernier point. Dans la techniaue du sonar, qui à bien des égards, peut se rapprocher à celle du radar, la recherche de l'amélioration automa tique du rapport signal à bruit d'origine externe, a fait l'objet de nombreuses études et réalisations. Cette amélioration est recherchée par action tant sur l'amplitude que sur la phase de la loi d'excitation des éléments rayonnants élémentaires. Ces procédés sont toutefois difficilement transposables au domaine spécifique du radar. Dans ce domaine en particulier, le contr8le en temps réel de la loi d'amplitude pose des problèmes techniques difficiles à résoudre par suite de la grande différence des temps de propagation dans les milieux considérés. En ce qui concerne la loi de phase prise isolément, il ne semble pas, surtout pour une loi quantifiée, que des études aient été faites ou aient abouti à quelque chose d'exploitable, dans le cas principalement où l'on veut créer automatiquement des zéros de diagramme dans les directions inconnues des brouilleurs. Suivant l'invention, on cherche à modifier légèrement la distribution de la phase sur le réseau en fonction de la présence éventuelle de brouilleurs dans certaines directions inconnues tout en maintenant sensiblement constantes les caractéristiques de rayonnement dans la direction de visée. De la sorte on crée dans la direction inconnue du ou des brouilleurs une crevasse dans le ou les diagrammes de rayonnement de l'antenne. Pour ce faire et à l'aide d'un calculateur généralement associé à la commande des déphaseurs du réseau, on modifie la valeur du déphasage de chaque déphaseur ou d'un nombre déterminé d'entre eux, d'un quantum, ou éventuellement plusieurs, en plus et/ou en moins, de façon à diminuer le niveau des signaux reçus, ce qui implique une mesure en temps réel dudit niveau. On peut ainsi réaliser pour l'ensemble des déphaseurs du réseau, une loi de phase quasi optimale pour laquelle le niveau des brouilleurs détectés est minimal. Un avantage de ce procédé est qu'il n'est pas nécessaire de con natte, a priori, la structure fixe de rayonnement de 1 'antenne et la distribution angulaire des brouilleurs. Suivant l'invention également, l'antenne à laquelle ce procédé d'antibrouillage est appliqué, comporte une chaîne de mise en oeuvre dudit procédé comprenant sur la voie de sortie du récepteur où apparat un signal utile melé au signal brouilleur, un coupleur dérivant dudit récepteur le signal brouilleur, éventuellement un dispositif de filtrage permettant de débarasser ledit signal brouilleur de toute trace de signal utile, un dispositif de détection suivi d'un filtre donnant le niveau moyen du signal brouilleur, pour agir sur un processeur, comprenant un dispositif de mesure du niveau du signal brouilleur, un dispositif de commande de la modification à apporter au déphasage d'un déphaseur concerné et ce successivement après chaque mesure, un comparateur qui compare entre eux les niveaux mesurés et un dispositif de décision qui choisit le déphasage pour lequel le niveau mesuré est minimum. Cette valeur de déphasage est celle qui est conservée pour chaque déphaseur. En agissant de la sorte successivement sur tous les déphaseurs ou seulement sur certains d'entre eux, à partir d'un programme pouvant être introduit dans le processeur on construit la loi optimale de phase de l'antenne pour rendre la moins gênante possible l'action des brouilleurs. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparat- tront au cours de la description qui suit donnée à l'aide de la figure unique jointe qui représente sous une forme schématique une antenne à balayage électronique à laquelle est appliqué le procédé d'antibrouillage L'antenne à balayage électronique représentée schématiquement sur la figure comprend un réseau rayonnant linéaire comportant un certain nombre d'éléments rayonnants rl à rn sous la forme de cornets appelés également sources élémentaires. Dans chaque guide d'alimentation d'un cornet se trouve un déphaseur d'un type courant, à commande digitale. Ces déphaseurs sont groupés dans l'ensemble repéré 1.Un élément 2 appelé calculateur de pointage commande les valeurs du déphasage que l'on doit appliquer à chaque déphaseur pour obtenir le pointage désiré des diagrammes. Dans l'exemple de réalisation schématique de la figure où l'antenne représentée est une antenne monopulse donnée à titre d'exemple, les guides de sortie des déphaseurs sont répartis dans l'élément 3 en deux groupes permettant par exemple à travers un té magique non représenté, d'obtenir respectivement sur une voie de sortie 4 un signal dit somme et sur une voie de sortie 5 un signal dit différence. Ces signaux sont traités dans des récepteurs appropriés 6 et 7 et les signaux utiles apparaissent respectivement sur les voies de sortie 8 et 9 des récepteurs. Ces signaux utiles sont évidemment mélanges' aux signaux brouilleurs.Le fonctionnement du système qui vient d'être décrit ne sera pas rappelé ici en détail, car une littérature abondante et connue existe sur cette question. On indiquera simplement que le fonctionnement dune telle antenne repose sur la commande digitale des déphaseurs insérés dans les circuits d'alimentation des cornets rayonnants, selon une certaine loi pour obtenir les caractéristiques de rayonnement désiré. C'est précisément sur les déphasages imprimés aux déphaseurs de l'antenne que l'on va agir suivant l'invention, pour tenter de réduire le niveau des lobes latéraux, jusqu'à éventuelle disparition, dans les directions des brouilleurs. Suivant l'invention on ajoute aux circuits qui viennent d'être décrits, une channe permettant de modifier les déphasages des déphaseurs dans un sens et d'une quantité tels que le niveau des lobes latéraux dans les directions des brouilleurs B1, 32 éventuels est fortement diminué, étant entendu toutefois que la modification apportée aux déphasages, agit de façon négligeable sur les caractéristiques de l'antenne dans la direction de visée du lobe principal LE. Dans le cas de la figure où l'on a représenté une antenne pour radar de poursuite monopulse, on dispose dans chacune des voies de sortie des récepteurs 6 et 7, un circuit 10-11 capable de dériver le signal brouilleur mêlé au signal utile, sortant desdits récepteurs respectivement. Chacun des circuits 10-11 est ensuite connecté à un circuit de détection et de filtrage 12-13 connectés eux-mêmes à un circuit 14 dit de pondération, délivrant un signal d'erreur agissant sur un circuit 1 5 dit processeur qui commande les déphaseurs dans les conditions déjà décrites. L'action envisagée sur les déphaseurs peut être systématique ou bien faite suivant un certain choix des éléments rayonnants, choix pouvant résulter d'une étude préalable des lois d'illumination des sources élémentaires. Pour chacun des déphaseurs choisis et ce successivement, on affiche outre le déphasage initial, celui résultant de l'addition puis de la soustraction d'un quantum de déphasage par exemple. Cette modification légère de la phase des déphaseurs permet d'obtenir des modifications assez sensibles des lobes latéraux sans que les caractéristiques de l'antenne dans la direction de visée soient affectées. Pour chacune de ces valeurs de déphasage le processeur 15 détermine les niveaux des signaux obtenus qu'il compare ensuite entre eux. On retient pour valeur de déphasage à afficher celui pour lequel le niveau mesuré des signaux est le plus faible. On procède de la sorte et successivement sur les autres déphaseurs en conservant chaque fois la valeur du déphasage pour lequel le niveau du signal de brouillage obtenu est le plus faible. On peut ainsi réaliser une loi générale de la phase quasi optimale pour laquelle les brouilleurs sont le moins gênants. Il n'a pas paru utile de décrire un processeur particulier réalisant les fonctions qui ont été décrites.Ce peut être un calculateur qui pourrait contenir par exemple, le calculateur de pointage 2. Dans la mise en pratique, il est indispensable, bien que leur direction soit inconnue, de détecter les brouilleurs pour obtenir les signaux qui agiront sur le processeur. On admet qu'un brouilleur pour être gênant a un niveau dépassant nettement celui du signal utile qu'il masque par conséquent. On trouve de l'énergie de brouillage en fin de récurrence, à l'exclu- sion de tout signal utile, dans le temps mort, au-delà de la portée utile du radar0 Dans ce cas les circuits 10 et 11 peuvent être de simples commutateurs dirigeant les signaux de bruit vers le processeur à travers la chaine décrite. Pendant ce temps mort sont réalisées les opérations de mesure, de modification de déphasage et de comparaison des niveaux, pouvant porter sur plusieurs déphaseurs. Cette opération est ensuite reprise sur la récurrence suivante jusqu'à ce que tous les déphaseurs choisis ont été traités. On peut également, dans la partie utile de la récurrence choisir le signal brouilleur existant pour un zéro du spectre du signal utile auquel il est mélangé. Les circuits 10-11 comportent alors un filtre à bande étroite centré sur un zéro du spectre du signal utile. Il est possible également d'agir sur plusieurs périodes de répétition successives pour établir la loi optimale de phase puis bloquer la chaîne d'antibrouillage pour les périodes de répétition suivantes. Le circuit 14 est un circuit de pondération qui, dans l'exemple décrit traitant d'une antenne monopulse délivre un signal d'erreur dt précisément à la présence du brouilleur et qui va déclencher dans le processeur 15 les opérations ayant pour but de l'annuler, dans les cas les plus favorables. Ce circuit de pondération agit en vidéo fréquence, d'où la présence en amont d'un circuit de détection 12-13. Ce circuit de pondération est par exemple du type potentiomètre, ayant pour effet suivant les conditions opérationnelles dans lesquelles se trouve l'antenne, de choisir plus ou moins d'énergie de chacune des voies somme et différence, ou même choisir l'une ou l'autre. Il est alors entendu que le procédé décrit s'applique à toute antenne à balayage électronique à déphaseurs à commande digitale, en particulier les antennes ne comportant qu'une seule voie. Dans ce cas, la figure est modifiée, ne montrant qu'une voie de sortie et qu'une seule voie de dérivation des signaux de brouillage sans circuit de pondération. Dans la description précédente, on a envisagé de modifier successivement les déphasages des différents déphaseurs. Si une étude préalable des lois d'illumination de l'antenne a été faite, il est possible de faire un choix parmi ces déphaseurs et donc de n'appliquer le procédé suivant l'invention qu'à un nombre restreint de déphaseurs, sans que le résultat de cette application soit modifié pour autant. Ongagne en temps passé à faire les essais pour obtenir la loi de phase optimale recherchée. Un certain nombre de déphaseurs peuvent alors être groups et la modification du déphasage se fait alors en bloc pour un groupe considéré. L'expérience a montré qu'il y avait un ordre préférentiel d'action sur ces déphaseurs suivant la conception du système. Par exemple pour une antenne à balayage électronique monopulse, où le procédé est appliqué seulement sur la voie somme, il est judicieux d'agir alternativement en partant du déphaseur associé à la source centrale, sur les déphaseurs situés de part et d'autre de cette source. Quand seule la voie différence est considérée, il est préférable d'agir alternativement en partant d'une des extrémités du réseau. Quand le signal de brouillage est la somme pondérée du signal reçu sur la voie somme et du signal reçu sur la voie différence, le choix adopté pour la voie somme est préférable. En ce qui concerne l'amplitude du déphasage à imprimer aux déphaseurs, on a indiqué dans la description que la modification jouait sur un quantum. Il est évidemment possible de modifer les déphasages d'une valeur supérieure à un quantum, la limite étant donnée par la valeur qui modifierait par trop les conditions de l'illumination dans la direction de visée. On a ainsi décrit un procédé d'antibrouillage d'une antenne à balayage électronique ainsi qu'une antenne à laquelle ledit procédé a été appliqué. REvENDICATIONS 1. Procédé d'antibrouillage d'une antenne à balayage électronique dans laquelle en particulier la commande du déphasage des diffférents déphaseurs insérés dans les lignes d'alimentation des éléments rayonnants est digitalisée et effectuée par un calculateur, caractérisé par le fait que l'énergie de brouillage obtenue à la sortie d'un récepteur associé à l'antenne est mesurée puis enregistrée, qu'elle déclenche pour chaque déphaseur ou pour un groupe de déphaseurs, la modification de la valeur du déphasage qui leur est appliqué, successivement par addition et/ou soustraction d'une valeur élémentaire de déphasage, et que pour chacune de ces nouvelles valeurs de déphasage, le niveau d'énergie du signal brouilleur est mesuré et enregistré et que pour chaque déphaseur, les différents niveaux d'énergie sont comparés et que seule est conservée la valeur du déphasage pour laquelle le niveau mesuré est un minimum, résultant pour l'antenne de l'établissement d'une loi de phase quasi optimale, pour laquelle l'influence des brouilleurs est réduite au minimum ou supprimée. 2. Procédé d'antibrouillage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la valeur élémentaire de déphasage est celle du quantum choisi pour exprimer le déphasage en binaire. 5. Procédé d'antibrouillage suivant l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la valeur élémentaire de déphasage est multiple du quantum choisi, mais inférieure à la valeur pour laquelle la loi d'illumination est modifiée dans la direction de visée choisie. 4. Procédé d'antibrouillage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que pour une antenne monopulse, le signal de brouillage est obtenu, sur les voies de sorties somme et différence des récepteurs associés et que le signal déclenchant les opérations de modification de déphasage est une somme pondérée des signaux des voies somme et différence. 5. Procédé d'antibrouillage suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que l'ordre dans lequel les différents déphaseurs sont sollicités dépend de la voie sur laquelle porte l'antibrouillage, un signal de brouillage venant de la voie somme ou d'un mélange de voies somme et différence, agissant successivement sur les déphaseurs dont les positions sont symétriques par rapport au centre du réseau et en partant des extrémités. 6. Procédé d'antibrouillage suivant l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que pour réduire le niveau de brouillage sur la seule voie différence on agit successivement et alternativement sur les déphaseurs en partant d'une extrémité du réseau. 7. Procédé d'antibrouillage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le signal de brouillage est prélevé sur une voie de sortie d'un récepteur associé à l'antenne en fin de période de répétition radar. 8. Procédé d'antibrouillage suivant l'une des revendications 1 ou 7, caractérisé par le fait que le signal de brouillage est prélevé sur une voie de sortie d'un récepteur associé à l'antenne, sur un zéro du spectre du signal utile. 9. Procédé d'antibrouillage suivant l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé par le fait que les signaux de brouillage sont prélevés pendant un nombre déterminé de périodes de répétition. 10. Antenne obtenue par application du procédé des revendications précédentes 1 à 9, caractérisée par le fait qu'elle comporte un dispositif de prélèvement (10-11) du signal de brouillage apparaissant sur une voie de sortie d'un récepteur associé à l'antenne, un détecteur (12-13) délivrant ledit signal de brouillage en vidéo fréquence, et un filtre déterminant la valeur moyenne dudit signal, un processeur (15) déclenché par ledit signal issu du filtre commandant les différentes opérations permettant de réaliser la loi de phase quasi optimale. 11. Antenne suivant la revendication 10, caractérisée par le fait que dans le cas d'une antenne monopulse où le signal de brouillage est prélevé sur la voie somme et la voie différence, un circuit de pondération (14) réalise la somme pondérée desdits signaux, pour délivrer un signal unique dit d'erreur agissant sur le processeur (15). 12. Antenne suivant l'une ou l'autre des revendications 10 ou 11, caractérisé par le fait que le signal de brouillage étant prélevé pendant une période de répétition radar, pour un zéro de spectre utile, le dispositif de prélèvement (10-11) comprend un filtre à bande étroite centré sur ledit zéro. 13. Antenne suivant l'une ou l'autre des revendications 10 ou 11, caractérisée par le fait que le processeur (15) est un calculateur et qu'il peut contenir le calculateur de pointage (2) de l'antenne. 14. Antenne obtenue par application du procédé des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que ses diagrammes de rayonnement présentent des crevasses dans les directions des brouilleurs.