Brevet FR2577721A1 — publié le 19860822

SOURCE PRIMAIRE HYPERFREQUENCE POUR ANTENNE A BALAYAGE CONIQUE DE PHASE La présente invention concerne une source primaire hyper- fréquence pour antenne à balayage conique,-plus particulièrement à balayage conique de phase. Des antennes à balayage conique sont le plus souvent associées à des systèmes radar utilisés en poursuite et il n'est pas inutile de rappeler brièvement en quoi consiste un ensemble de balayage conique bien qu'un tel ensemble soit bien connu des spécialistes et qu'il en existe des descriptions dans la littérature. Dans un ensemble à balayage conique d'amplitude, comportant un système focalisant, l'antenne est éclairée par une source primaire et son centre de phase décrit autour de l'axe focal du système un cercle de rayon déterminé situé dans le plan focal. Pour une telle antenne, le diagramme de rayonnement n'est plus centré sur l'axe du système focalisant, il tourne dans l'espace de sorte que la direction de rayonnement maximal décrit un cône dont le demi-angle au sommet est appelé angle de strabisme de l'antenne (Squint angle en anglais). Le balayage conique peut être obtenu au moyen d'une source tournante, inclinée par rapport à son axe de révolution et dont le centre de phase est sur cet axe. Dans un tel ensemble cependant, le diagramme de rayonnement étant le même à l'émission et à la réception, il est possible en analysant le dia- gramme d'émission d'en déterminer la fréquence de rotation et d'utiliser cette connaissance à des fins de brouillage. Dans un ensemble à balayage conique de phase, tel que décrit par exemple dans le brevet français NI 78 36245 déposé le 22 décembre 1978 le centre de phase du rayonnement émis décrit un cercle situé dans un plan perpendiculaire à la direction du rayon- nement maximal de l'antenne. Le diagramme de rayonnement à l'émission étant centré sur l'axe de l'antenne il n'y a plus de possibilité d'en déterminer la fréquence de rotation et partant de procéder à son brouillage. Cependant les réalisations de sources hyperfréquence données dans le brevet français cité, consistant par exemple à faire tourner une source primaire devant un réflecteur, de façon telle que son centre de phase reste fixé au foyer du système d'antenne, peuvent donner lieu à certaines contraintes mécaniques qu'il est souhaitable d'éviter. La présente invention a pour objet une source hyperfrêquence permettant d'obtenir un balayage conique de phase sans présenter les inconvénients ci-dessus. Une source hyperfréquence pour antenne à balayage conique de phase suivant l'invention, éclairant un système focalisant, est caractérisée en ce qu'elle comporte n éléments rayonnants (avec n entier >v 2) connectés chacun à un déphaseur variable, formant ainsi n voies, l'ensemble de ces déphaseurs étant commandé de manière à prendre successivement au moins deux configurations de phase distinctes au cours d'un cycle de balayage, définies chacune par un déphasage relatif entre voies, et l'ensemble de ces voies étant sommé de manière à former une voie de réception unique. La présente invention sera mieux comprise en se reportant à la description suivante et aux figures qui l'accompagnent, dans lesquelles: - la figure 1 est un schéma d'un premier mode de réalisation d'une source primaire hyperfréquence suivant l'invention; - la figure 2 est un diagramme représentant les différents plans équiphases correspondant aux configurations successives de dépha- sage obtenues au cours d'un cycle de balayage - la figure 3 représente une source primaire hyperfréquence suivant l'invention, associée à un système focalisant; - la figure 4 est un schéma d'un second mode de réalisation d'une source primaire hyperfréquence suivant l'invention; - la figure 5 est un schéma d'une source primaire hyperfréquence suivant l'invention, utilisable à l'émission et à la réception. Des éléments identiques sur les différentes figures portent les mêmes références. La description qui suit est faite à titre d'exemple pour une valeur de n égale à 4. D'autres valeurs de n sont bien entendu possibles, la valeur 4 étant cependant la plus avantageuse en pratique. Sur la figure I on a représenté une source primaire hyper- fréquence comportant quatre éléments rayonnants 1, 2, 3, 4 qui peuvent à titre d'exemple être constitués par des cornets. Chacun de ces éléments rayonnants est connecté à un déphaseur hyper- fréquence variable, respectivement 5, 6, 7, 8, définissant ainsi quatre voies distinctes. Ces quatre voies sont sommées deux à deux en hyperfréquence, notamment au moyen de Tés magiques, de manière à former une voie de réception unique R. L'ensemble de ces - déphaseurs est commandé de manière à prendre successivement quatre configurations de phase distinctes au cours d'un cycle de balayage, définies chacune par un déphasage relatif entre voies. Ces quatre configurations de phase distinctes permettent d'obtenir successivement, à la réception, quatre surfaces équiphases d'inclinaisons distinctes par rapport à un plan normal à la direction de rayonnement maximum de l'antenne, telles que les plans équi- phases PI, P2, P3, P4 de la figure 2, fournissant ainsi quatre références distinctes pour effectuer des mesures d'écartométrie site et gisement, pour chaque direction radar-cible, telle que la direction D (figure 2). A titre d'exemple, si l'on désigne par Y1,2' W 3 4P4 les déphasages procurés par chacun des déphaseurs 5, 6, 7, 8, on peut avoir les quatre configurations de phase distinctes et successives suivantes: I - =3 = 0 2 4 0 qI = Y3 IY3 - Y4 = 40 4 tP2î deux autres, égal à 40 . D'autres exemples sont bien entendu possibles, la condition étant à chaque fois d'établir un déphasage relatif entre les quatre voies, de manière à obtenir pour chaque configuration une incli- naison donnée des plans équiphases par rapport à un plan normal à la direction de rayonnement maximum de l'antenne, et pour les diffé- rentes configurations, différentes inclinaisons des plans équiphases. Le balayage conique de phase étant ainsi obtenu de manière purement électronique, cette antenne présente une grande souplesse d'utilisation. Notamment les déphasages y appliqués aux différents déphaseurs peuvent varier en cours de fonctionnement pour adapter la pente d'écartométrie de phase au mieux des conditions de réception. La figure 3 représente une source hyperfréquence suivant l'invention, avec ses quatre éléments rayonnants 1, 2, 3, 4, placée au foyer F d'un réflecteur 10 constitué par un paraboloïde de révo- lution. Dans le cas de la figure 1, les opérations de déphasage sur chacune des voies et de sommation-des différentes voies sont effectuées en hyperfréquence. Dans la variante de réalisation représentée sur la figure 5, ces opérations sont effectuées en fréquence intermédiaire, grâce à la présence d'étages de transposition de fréquence 11, 12, 13, 14 insérés sur chacune des voies entre l'élément rayonnant et le déphaseur variable correspondant à cette voie, et associés à un oscillateur local 15. La sommation est alors effectuée en fréquence intermédiaire par un sommateur 16. Alors que la source primaire hyperfréquence représentée sur les figures 1 et 4 n'est utilisable qu'à la réception, la figure 5 représente une source primaire hyperfréquence utilisable à l'émission et à la réception, grâce à la présence de duplexeurs 16, 17, 18, 19 insérés sur chacune des voies entre l'élément rayonnant et le déphaseur correspondant à cette voie, P'ensemble de ces duplexeurs étant par ailleurs relié à une voie d'émission unique E. D'une façon générale le nombre de configurations de phases des n voies peut être égal à 3 ou plus, indépendamment de la valeur de n. Trois configurations de phase sont nécessaires et suffisantes pour déterminer les deux paramètres définissant une direction dans l'espace. Dans le cas de trois configurations de phase des a voies, les deux paramètres sont déterminés à partir des trois valeurs succes- sives des phases des signaux obtenus dans la voie somme unique, ces signaux correspondant respectivement aux trois combinaisons de phase des n voies. Il est en effet nécessaire de définir une référence de phase qui peut être la phase de l'un des trois signaux ou celle d'une combinaison linéaire des trois signaux. Dans le cas o l'on utilise plus de trois combinaisons de phase des n voies on obtient une redondance qui peut permettre un processus d'exploitation minimisant l'influence des erreurs de mesure. Si l'on cherche à mesurer un seul paramètre angulaire par exemple le site ou le gisement, deux configurations de phase des n voies suffisent; dans ce cas l'on peut prendre n >. 2. REVENDICATIONS 1. Source primaire hyperfréquence pour antenne à balayage conique de phase, source éclairant un système focalisant (10), caractérisée en ce qu'elle comporte n éléments rayonnants (1, 2, 3, 4) (avec n entier > 2) connectés chacun à un déphaseur variable (5, 6, 7, 8), formant ainsi n voies, l'ensemble de ces déphaseurs étant commandé de manière à prendre successivement au moins deux configurations de phase distinctes au cours d'un cycle de balayage, définies chacune par un déphasage relatif entre voies, et l'ensemble de ces voies étant sommé pour former une voie de réception unique (R). 2. Source primaire hyperfréquence selon la revendication 1, caractérisée en ce que les déphaseurs variables sont des déphaseurs hyperfréquence. 3. Source primaire hyperfréquence selon la revendication 1, caractérisée en ce que les voies sont sommées en hyperfréquence. 4. Source primaire hyperfréquence selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un étage de transposition de fréquence (11, 12, 13, 14) est inséré entre l'élément rayonnant et le déphaseur de chacune des voies. 5. Source primaire hyperfréquence selon la revendication 4, caractérisée en ce que les déphaseurs variables sont des déphaseurs fonctionnant en fréquence intermédiaire. 6. Source primaire hyperfréquence selon la revendication 4, caractérisée en ce que les voies sont sommées en fréquence intermédiaire. 7. Source primaire hyperfréquence selon l'une des revendi- cations I à 6, utilisée à l'émission et à la réception, caractérisée en ce qu'un duplexeur (9, 10, 11, 12) est inséré entre l'élément rayonnant et le déphaseur de chacune des voies, l'ensemble de ces duplexeurs étant par ailleurs connecté à une voie d'émission unique (E).