Brevet FR2635195A1 — publié le 19900209

La présente invention concerne un dispositif radar. De manière connue, on réalise un radar sensible à des cibles situées à une distance prédéterminée et insensible à des cibles éloignées de cette distance, au moyen d'un circuit de commutation déclenché selon la distance. Le circuit se déclenche en réponse à une fraction de l'énergie d'une impulsion émise, cette fraction étant appliquée au circuit de commutation par l'inter- médiaire d'une ligne à retard. Dans certaines applications du radar, l'espace disponible est très restreint et il n'y a pas la place d'installer une ligne à retard. Un des buts de la présente invention est de décrire un dispositif radar insensible à des cibles situées en-deçà d'une distance prédéterminée. Selon l'invention, le dispositif radar comporte: des moyens pour émettre des impulsions d'énergie électromagnétique et pour recevoir des impulsions correspondantes en retour, 20. des moyens de commutation fonctionnant de manière sélective en réponse à des signaux de commande, de manière à présenter un premier état dans lequel ils ne transmettent pas une quantité substantielle d'énergie électromagnétique entre une entrée et une sortie, et un second état dans lequel ils transmettent l'énergie électromagnétique de l'entrée vers la sortie, des moyens de commande temporelle constitués de manière à produire des signaux de commande pour permettre aux moyens émetteurs d'émettre une impulsion de durée prédéterminée et d'établir le premier état des moyens de commutation pendant une première fraction de temps prédéterminé égale à la durée de l'impulsion émise, et pour établir le second état pendant une seconde fraction de cette durée, de manière à produire une im- pulsion modifiée d'une durée égale à l'intervalle de temps pendant lequel sont présents simultanément le second état et l'impulsion de retour, et 5. des moyens pour traiter l'impulsion modifiée, de manière à en déduire l'information de distance. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement en référence aux dessins annexes, donnés à titre d'exemple, o: 10. la figure la est un diagramme-bloc schématique d'une partie d'un dispositif radar selon l'invention, la figure lb est constituée de diagrammes schématiques de l'amplitude du signal en fonction du temps, expliquant le fonctionnement du dispositif, 15. la figure 2a est un schéma-bloc d'une partie d'un autre dispositif radar selon l'invention, la figure 2b est constituée de diagrammes schématiques de l'amplitude du signal en fonction du temps, montrant le fonctionnement du dispositif, 20. les figures 3 et 4 représentent des diagrammes schématiques de deux variantes de circuits de traitement du signal, la figure 5a est un diagramme-bloc schématique du circuit de commande temporelle du dispositif des figures 1 à 4, et la figure 5b est constituéede diagrammes de l'amplitude du signal en fonction du temps, montrant le fonctionnement de la source de la figure 5a. Le dispositif de la figure la comporte un oscillateur à onde entretenue 1, qui est relié de manière périodique à une antenne émettrice 2 par l'inter- médiaire d'un modulateur d'impulsions 3 commandé par un circuit de commande temporelle 4, de manière à produire un train d'impulsions émises. Il est également possible de produire un train d'impulsions par une modulation directe en impulsion de l'oscillateur. Un coupleur 5 relie un mélangeur 6 à la sortie du modulateur 3, de manière que le mélangeur reçoive une fraction de l'énergie émise représentant le signal LO de l'oscillateur local. Le mélangeur 6 mélange le signal LO avec le signal retourné reçu par une antenne réceptrice 7. Comme on peut le voir sur la figure lB, chaque impulsion émise et donc aussi le signal LO de l'oscilla- teur local (lBa> recouvrent (c'est-à-dire sont présentes au même moment que) au moins une fraction du signal retourné correspondant (lBb), et de cette manière le mélangeur produit un signal de sortie ayant la forme d'une impulsion modifiée d'une durée égale à la durée du recouvrement des impulsions émise et reçue. Les figures lBa, b, c, montrent les formes d'ondes pour une distance nulle, pour laquelle le recouvrement du signal LO et du signal retourné est maximal et les figures lBa, e, et f montrent des formnes d'ondes correspondant à un quart de la distance maximale; le recouvrement est alors moindre. A la distance maximale, le signal retourné ne recouvre pas du tout avec l'impulsion émise et le signal LO. Il apparait clairement que le taux de recouvrement repré- sente la distance. Un circuit de commutation Vidéo 8 est disposé en sortie du mélangeur 6. La commutation est déclenchée par un signal de commande provenant d'un circuit de commande temporelle 4, de manière à ne transmettre vers la sortie OP du dispositif de la figure 1 la fraction du signal en sortie du mélangeur que pendant un intervalle de temps prédéterminé. Dans l'exemple représenté ir les figures 1A et B, le circuit de commutation 8 est déclenché de telle sorte qu'il ne laisse passer vers la sortie OP que la fraction du signal en sortie du mélangeur correspondant à l'intervalle compris entre un quart de la distance maximale et la distance maximale. Ceci rend le'dispositif insensible aux cibles situées à moins d'un quart de la distance maximale, puisque le signal de sortie est le même pour une distance nulle et pour une distance d'un quart de la distance maximale, comme on peut le voir en comparant les figures lBd et g qui montrent le signal de sortie du circuit de commutation, ce signal étant le même dans les deux cas. On peut également choisir d'autres proportions, entre une distance nulle et la distance maximale. Les figures 2A et 2B montrent un autre dispositif qui diffère du dispositif des figures lA et lB par le fait que le circuit de commutation 8 en sortie du mélangeur 6 est remplacé par un interrupteur 9 du type P-I-N placé entre le coupleur 5 et le mélangeur 6. L'interrupteur P-I-N est déclenché par le signal de commande de la même manière que le circuit de commutation 8, de telle sorte que, au lieu de commander la sortie du mélangeur, on commande le signal de l'oscillateur local LO. Comme représenté sur les figures 2B, la forme d'onde émise comporte une impulsion (a) et, à une distance nulle, le signal de retour (c) est de durée égale et recouvre entièrement l'impulsion émise, tandis que pour un quart de la distance maximale, le signal retourné (e) est de même durée que l'impulsion émise mais la recouvre seulement partiellement. L'interrupteur P-I-N 9 est commandé de manière à relier le mélangeur 6 à la sortie du modulateur 3 seulement pendant l'intervalle de temps o sont présents simultanément le signal retourné correspondant à un quart (ou plus) de la distance maximale et l'im- pulsion émise, comme représenté en (b). Ainsi, comme on peut le voir en (d) et (f), le signal en sortie du mélangeur est le même pour une distance nulle, pour un quart de la distance maximale et pour des valeurs de la distance comprises entre ces deux valeurs. Le signal de sortie du mélangeur est une impulsion d'une longueur dépendant de la distance, selon la loi de variation déterminée par le dispositif des figures la ou 2a. L'impulsion peut être traitée de différentes manières pour en déduire l'information de distance. Une de ces manières est illustrée par la figure 3. Le dispositif de la figure 3 fonctionne de manière à obtenir l'information de distance, de la façon décrite dans la demande de brevet britannique 55 243-73 (demande des E.U.A. 129 373 du 7 mars 1980, demande française 80.04583, demande en R.F.A. P 3 010 413). Sommairement, le dispositif de la figure 3 fonctionne de la manière suivante: Le spectre d'une forme d'onde impulsionnelle varie selon la longueur de l'impulsion. En particulier, les amplitudes des raies spectrales varient selon la longueur de l'impulsion. Le dispositif choisit deux raies de fréquences F1 et F2 qui sont, par exemple, en relation harmonique avec la fréquence de répétition des impulsions, au moyen de mélangeurs 30 et 31 auxquels on applique les signaux R1 et B1, de fréquences F et F/2. On peut utiliser en complément des filtres passe-bande. Les signaux de sortie des mélangeurs sont appliqués à des amplificateurs Doppler 32, 33 et des détecteurs d'enveloppe 34, 35, pour produire des signaux repré- sentant les amplitudes des raies sélectionnées. Les intégrateurs 36, 37 intègrent les signaux pendant la durée de plusieurs impulsions émises. Un signal repré- sentant le rapport des amplitudes est obtenu au moyen d'amplificateurs logarithmiques 39, 39' et d'un sous- tracteur 38. Une autre manière de traiter les impulsions en sortie du dispositif des figures la ou 2a est illustrée en figure 4. Le dispositif de la figure 4 obtient l'infor- mation de distance de la manière décrite dans la demande britannique 80-21851 (n/référence: P.Q. 20761). Sommairement, l'impulsion représentative de la distance est amenée à un mélangeur 40, o elle est mélangée avec un signal de référence bipolaire Ri. Le signal R1 comporte au moins un changement de polarité pendant la durée de la commutation Vidéo, pour définir des fractions inversées et non-inversées de l'impulsion représentative de la distance. Un intégrateur 41 (en pratique constitué d'un amplificateur Doppler) intègre lesdites fractions pendant la durée du déclenchement Vidéo. De cette façon, le signal en sortie de l'intégrateur est égal à l'amplitude moyenne de l'impulsion représentant la distance, pondérée par le signal Ri, qui donne une pondération non-uniforme en fonction des durées possibles de l'impulsion. Une autre manière de traiter l'impulsion de sortie est décrite dans la demande britannique 80-21849, incorporée ici par référence. Les figures 5A et 5B montrent un exemple du circuit de commande temporelle 4. Une horloge produit une forme d'onde impulsionnelle de fréquence 2F, qui est amenée à des circuits bistables successifs 50 et 51, pour produire les signaux R1 et B1. Le signal B1 est appliqué, par l'intermédiaire d'un autre bistable 52, à l'une des entrées d'une porte ET 53, ainsi que directement à l'autre entrée de cette porte, pour produire les signaux B1 et B2 destinés au modulateur 3 d'impulsions commandées. Le signal de commande du circuit de commutation 8 ou de l'interrupteur 9 est obtenu en combinant le signal d'hor- loge avec R1 dans une porte ET inverseuse 54, et en com- binant la sortie de la porte 54 avec les signaux B1 et B2 dans une porte ET 55. REVENDICATIONS 1. Dispositif radar, caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens (1, 3, 2) pour émettre des impulsions d'énergie électromagnétique et pour recevoir (7) des impulsions correspondantes en retour, des moyens de commutation fonctionnant de manière sélective en réponse à des signaux de commande, de manière à présenter un premier état dans lequel ils ne transmettent pas une quantité substantielle d'énergie électromagnétique entre une entree et une sortie, et un second état dans lequel ils transmettent l'énergie électromagnétique de l'entrée vers la sortie, des moyens de commande temporelle (4) constitués de manière à produire des signaux de commande pour permettre aux moyens émetteurs d'émettre une impulsion de durée prédéterminée et d'établir le premier état des moyens de commutation pendant une première fraction de temps prédéterminé égale à la durée de l'impulsion émise, et pour établir le second état pendant une seconde fraction de cette durée, de manière à produire une impulsion modi- fiée de durée égale à l'intervalle de temps pendant lequel sont présents simultanément le second état et l'impulsion de retour, et des moyens pour traiter l'impulsion modifiée, afin de déterminer l'information de distance. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commutation comportent un mélangeur (6) relié de manière à recevoir sur une première entrée les impulsions retournées et à recevoir sur une seconde entrée une impulsion supplémentaire (LO) obtenue à partir de l'impulsion émise correspondante, ainsi qu'un circuit de commutation (8) fonctionnant de manière sélective en réponse aux signaux de commande définissant les premier et second états, connecté à la sortie du mélangeur pour produire cette impulsion modifiée. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commutation comportent un mélangeur (6) relié de manière à recevoir sur une première entrée les impulsions retournées et comportant une seconde entrée et une sortie, ainsi que des moyens interrupteurs (9), commandés de manière sélective en réponse aux signaux de commande, déterminant lesdits premier et second états, et reliés de manière à trans- mettre à la seconde entrée du mélangeur, pendant la durée du second état, une impulsion supplémentaire (LO) obtenue à partir de l'impulsion émise, afin de produire l'impulsion modifiée en sortie du mélangeur. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'impulsion supplémentaire coincide parfaitement avec l'impulsion émise, et est de même durée. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que les moyens de traitement de l'impulsion comportent des moyens pour obtenir un signal représentant l'amplitude moyenne de l'impulsion modifiée pondérée par une fonction de pondération non-uniforme pour au moins une partie des valeurs de la durée que peut prendre l'impulsion modifiée. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de traitement de l'im- pulsion comportent des moyens (4) pour produire un signal de pondération bipolaire comportant au moins un changement de polarité au cours de la durée dudit second état, ainsi qu'un mélangeur (40) pour mélanger l'impulsion modifiée et le signal de pondération. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de traitement de l'impulsion comportent des moyens pour choisir une modulation Doppler prédéterminée sur deux composantes différentes de la fréquence dans le spectre de l'impulsion modifiée, ainsi que des moyens (30 à 39) pour produire un signal représentant le rapport des amplitudes de ces composantes modulées. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les moyens de traitement de l'impulsion comportent en outre des moyens pour produire un signal supplémentaire représentant l'amplitude moyenne de l'impulsion modifiée pondérée selon une fonction supplémentaire de pondération, ainsi que des moyens pour produire un signal représentant le rapport des signaux représentatifs des amplitudes moyennes pondérées. 9. Dispositif selon l'une des revendications , 6 ou 8, caractérisé en ce que les moyens de traitement comportent des moyens sensibles à une modulation Doppler prédéterminée du train d'impulsions modifiées, de manière à produire ledit signal ou chacun desdits signaux repré- sentatifs de l'amplitude moyenne pondérée.