Brevet FR2602621A1 — publié le 19880212

Répondeur radioélectrique actif, capable d'une forte amplification L'invention concerne les répondeurs radioélectriques actif s, c'est-à-dire les dispositifs destinés à recevoir un signal radioélectrique incident, ainsi qu'à réémettre un signal radioélectrique de réponse, après amplification. Ces dispositifs trouvent différentes applications. Dans le domaine des radars, ils sont capables de produire une amplification importante du signal reçu par une cible sur laquelle ils sont installés. On connait déjà différents moyens pour obtenir une telle amplification de l'écho reçu par une cible. Ces moyens peuvent faire intervenir un retard à la réponse d'impulsions, le découplage passif ou-actif d'aériens, un découpage du signal, ou encore l'usage de systèmes passifs, tels que des trièdres réflecteurs radar, ou encore des lentilles de Luneberg. Tous ces moyens présentent des contraintes particulières qui en limitent l'emploi. Dans le cas de systèmes passifs, la limitation tient à la dimension maximale des antennes de réception du signal incident. Les systèmes à découpage sont sujets à des problèmes de convolution. Enfin, les systèmes actifs sont naturellement sensibles à l'autooscillation. L'invention concerne plus particulièrement un répondeur radioélectrique actif. Un tel appareil comprend habituellement - une antenne propre à recevoir le signal radioélectrique incident, de fréquence f, ainsi qu'à réémettre un signal radioélectrique de réponse, de même fréquence f, - un séparateur directionnel possédant une entrée/sortie reliée à l'antenne, ainsi qu'une autre sortie et une autre entrée, - un dispositif régénérateur connecté entre ladite autre sortie et ladite autre entrée du séparateur, pour engendrer le signal de réponse, à partir du signal incident, après amplification et, le cas échéant, avec modification de phase. La difficulté tient à ce que le séparateur, en général un circulateur, n'est pas parfait : il laisse repartir une faible portion du signal de réponse vers le dispositif de régénération. I1 s'ensuit un rebouclage de la sortie de la voie d'amplification sur son entrée, et par conséquent un risque d'oscillation. Ce risque d'oscillation est natu- rellement d'autant plus important que l'amplification réalisée dans le dispositif régénérateur est elle-même plus élevée. L'invention a essentiellement pour but d'améliorer ce type de répondeur radioélectrique. Un autre but de l'invention est de garantir autant que possible une stabilité naturelle du dispositif, en l'absence de découpage. L'invention a également pour but de permettre l'usage d'une surface d'aérien aussi réduite que possible, ce qui est important dans certaines applications. L'invention a encore pour but de permettre le remplacement du circulateur par un duplexeur, en conservant la possibilité d'une amplification importante. Dans le répondeur radioélectrique selon l'invention, qui est du type défini plus haut, on ajoute d'une part - un premier mélangeur, réciproque, entre l'antenne et le séparateur; - un oscillateur local, de fréquence F, connecté à ce premier mélangeur; - un premier filtre, réciproque, placé entre le premier mélangeur et le séparateur, et de type double passe-bande, pour ne laisser passer que les fréquences F+f et F-f, et, d'autre part on fait comporter au dispositif régénérateur,en série - un second filtre passe-bande, propre à ne laisser passer que la fréquence F+f, - un premier amplificateur centré sur la fréquence F+f, - un second mélangeur, recevant pour signal local une fréquence double de celle dudit oscillateur local et fournissant en sortie une fréquence F-f, - un troisième filtre passe-bande, propre à ne laisser passer que cette fréquence F-f, et - un second amplificateur, centré sur la fréquence F-f. Ainsi, le séparateur renvoie vers le premier mélangeur, réciproque, un signal de réponse à la fréquence F-f, qui, après mélange dans le premier mélangeur réciproque atteint donc l'antenne avec la fréquence f. Ceci permet l'amplification du signal de réponse sans limitation due aux capacités d'isolement du séparateur entre son autre entrée et son autre sortie. De préférence, le premier mélangeur est- du type à diode Schottky, en particulier à fort niveau entrée/sortie. De son côté, le séparateur directionnel peut être un circulateur, ou bien un duplexeur. Le second mélangeur est, de préférence, du type à bas niveau, tandis que, pour leur part, les second et troisième filtres peuvent posséder une réjection d'au moins 70 dB environ. Lans un mode de réalisation à circulateur, l'antenne peut être une antenne conique au type spirale logarithmique de manière à pouvoir assurer un fonctionnement large bande du répondeur. Enfin, le second mélangeur peut recevoir en outre un signal de modulation, en amplitude et/ou en phase, gui lui permet de produire une réplique modifiée du signal incident. Le dispositif ainsi obtenu peut s'appliquer en tant que brouilleur radar actif ou répondeur de trajectographie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à l'examen de la description détaillée ciaprès, et des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est le schéma de principe d'un répondeur de la technique antérieure; et - la figure 2 est le schéma de principe d'un répondeur selon l'invention. Sur la figure 1, le répondeur actif connu comprend une antenne A reliée à l'entrée/sortie 1 d'un circulateur C. L'autre sortie 2 de celui-ci est reliée à l'entrée d'un dispositif de régénération DR, dont la sortie revient sur l'entrée 3 du circulateur C. Le traitement effectué dans le dispositif de régénération DR peut consister essentiellement en une amplification, avec ou sans modification de phase. Mais, comme déjà indiqué, les circulateurs disponibles ne sont pas parfaits, et laissent repartir une faible quantité de l'onde réémise vers le dispositif de régénération, c'està-dire qu'il se produit une fuite entre l'entrée 3 et la sortie 2 du circulateur C. I1 en résulte un rebouclage de la sortie du dispositif DR sur son entrée. Comme celui-ci est en principe fortement amplificateur, il apparat un risque d'oscillation, déjà mentionne. Le dispositif de la figure 2 va rendre ce rebouclage sur le dispositif DR pratiquement inexistant. L'antenne A est maintenant reliée à un mélangeur réciproque :, qui reçoit comme signal local une fréquence F provenant de l'oscillateur local OS. Si f désigne la fréquence du signal incident, la sortie du mélangeur M1 est donc constituée de deux bandes latéra les, respectivement F+f et F-f. Ces deux bandes latérales sont appliquées à un filtre passe-bande réciproque F1. La fonction de celui-ci est de laisser passer les fréquences F+f et F-f, tout en arrêtant les signaux résiduels de fréquence F de l'oscillateur local. Pour cela, le filtre F1 doit être un filtre formant double passe-bande, l'une des bandes passantes étant centrée sur F+f, et l'autre sur F-f. En variante, le filtre F1 peut être non réciproque, en laissant passer la fréquence F+f de. la gauche vers la droite, et la fréquence F-f de la droite vers la gauche. La sortie de ce filtre F1 est appliquée au circulateur C, sur son entréeZsortie 1. La sortie 2 du circulateur C est appliquée au dispositif de régénération DR, ce symbole étant conservé pour permettre la comparaison entre les figures 1 et 2, bien que la structure et le rôle de l'ensemble DR ne soient pas les mêmes dans les deux cas. Ainsi donc, la sortie 2 du circulateur C est appliquée tout d'abord à un second filtre F2, centré sur la bande F+f. La sortie du filtre F2 est envoyée sur un premier amplificateur Al, dont la sortie est reliée à un second mélangeur M2, qui n'a pas besoin d'être réciproque. Ce second mélangeur M2 reçoit le signal local de l'oscillateur local OS après multiplication de fréquence par deux dans un dispositif ML, qui peut être de tout type connu. Le second mélangeur M2 réalise donc le mélange d'un signal F+f avec un signal local 2F. La sortie du mélangeur M2 est donc d'une part un signal F-f, d'autre part un signal 3F + f. Un troisième filtre passe-bande F3 permet de ne sélectionner que le signal F-f, qui est appliqué à l'entrée 3 du circulateur C par l'intermédiaire d'un second amplificateur A2. Le signal sortant du circulateur C par sa sortie 1 est filtré par le filtre F1 et appliqué au mélangeur M1, dont la sortie est appliquée à l'antenne. Celle-ci se trouve alimentée par un signal de fréquence f, car l'autre bande latérale 2F-f est largement en dehors de la bande passante de l'antenne. On obtient ainsi un dispositif régénérateur et amplificateur du signal radioélectrique reçu, qui est capable de produire un signal de réponse fortement amplifié par rapport à celui-ci. L'homme de l'art appréciera que le signal qui sort du circulateur par sa sortie 2 a une fréquence différente de celle qui y rentre par l'entrée 3. L'isolaticn entre ces deux voies est donc très élevée. Elle permet c'~voir, notamment par les amplificateurs Al et A2, un gain très important dans la boucle constituée par le circuit DR entre la sortie 2 et l'entrée 3 du circulateur, sans risque d'accrochage. Seul le taux d'ondes stationnaires de l'antenne A va maintenant limiter le gain que l'on peut mettre en oeuvre dans le répondeur. La fonction du répondeur peut être simplement de réémettre le signal reçu fortement amplifié. Cependant, dans la plupart des cas, on modifie le signal de réponse, par rapport au signal incident. La modification peut porter sur l'amplitude et/ou la phase, du signal incident. Ainsi, une modulation peut être appliquée au niveau d second mélangeur M2. On peut également introduire à l'intérieur du circuit DR de la figure 2 tous autres dispositifs propres à réaliser une modification convenable du signal, avant qu'il ne soit utilisé pour la réponse. L'homme de l'art connait la plupart des applications d'un tel dispositif. On se contentera simplement ici d'indiquer qu'il peut servir à constituer un brouilleur radar actif ou un répondeur de trajectographie. Dans un mode de réalisation particulier - l'antenne A est une antenne réceptrice-émettrice conique du type spirale logarithmique fonctionnant dans la bande de 100 à 400 MHz. - le mélangeur Ml est un mélangeur à diode SchottKï à fort niveau entrée/sortie, par exemple le type MC36A cor.m.er- cialisé par TELE TECH; - le filtre F1 est un filtre passe-bande de 3,2 à 4 GHz, avec réjection à la fréquence de 3,6 GH de l'oscillateur local; - le circulateur C est un composant SOBCAB ELECTRONICS couvrant la bande de 3,2 à 4 GHz. - le filtre F2 est un filtre de bande passante 3,7 à GHz, pour 70 dB de réjection; - les amplificateurs Al et A2 sont par exemple respective ment les modèles DEXCEL type DXA 020604 et AVANTEK type APT 4014. - le mélangeur M2 est un mélangeur à bas niveau, par exemple de type MB24MX, commercialisé par WESTERN MICROWAVE; - le filtre F3 est un filtre à 70 dB de réjection, de bande passante 3,2 à 3,5 GHz. Revendications 1.- Répondeur radioélectrique actif, du type comprenant - une antenne (A) propre à recevoir le signal radioélectrique incident, de fréquence f, ainsi qu a réémettre un signal radioélectrique de réponse, de même fréquence f, - un séparateur directionnel (C) possédant une entrée/sortie reliée à l'antenne, ainsi qu'une autre sortie et une autre entrée, - un dispositif régénérateur (DR) connecté entre ladite autre sortie et ladite autre entrée du séparateur, pour engendrer le signal de réponse, à partir-du signal incident, avec amplification et, le cas échéant avec modification de phase, caractérisé en ce qu'il comporte en outre - un premier mélangeur (mol), réciproque, placé entre l'antenne et le séparateur, - un oscillateur local (OS), de fréquence F, connecté a premier mélangeur, - un premier filtre (F1), réciproque, placé entre le premier mélangeur et le séparateur, de type double passe-bande, pour ne laisser passer que les fréquences F+f et F-f, et en ce que le dispositif régénérateur (DR) comprend, en série - un second filtre (F21 passe-bande, propre à ne laisser passer que la fréquence F+f, - un premier amplifizateur (Al) accordé sur la fréquence F+f, - un second mélangeur (M2), recevant pour signal local une fréquence double de celle dudit oscillateur local (OS), et fournissant donc notamment une fréquence F-f, - un troisième filtre (F3) passe-bande, propre à ne laisser passer que cette fréquence F-f, et - un second amplificateur (A2), centré sur la fréquence F-f, de sorte que le séparateur renvoie vers le premier mélangeur, réciproque, un signal de réponse à la fréquence F-f, lequel atteint l'antenne avec la fréquence f, ce qui permet l'amplification du signal de réponse sans les limitations dues aux capacités d'isolement du séparateur entre son autre entrée 3 et son autre sortie 2. 2.- Répondeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier mélangeur (M1) est du type à diode Schott 3.- Répondeur selon l'une des revendications 1 et 2, carac péris en ce que le séparateur directionnel (C) est un circulateur. 4.- Répondeur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le séparateur directionnel est un duplexeur. 5.- Répondeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second mélangeur (M2) est du type à bas niveau. 6.- Répondeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les second (F2) et troisième (F3) filtres possèdent une réjection d'au moins 70 dB environ. 7.- Répondeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'antenne (A) est une antenne conique du type spirale logarithmique. 8.- Répondeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second mélangeur (M2) reçoit en outre un signal de modulation en amplitude et/ou en phase. 9.- Application du répondeur selon l'une des revendications précédentes, en tant que brouilleur radar actif.