Brevet FR2634902A1 — publié le 19900202

La présente invention concerne un répondeur radar. Un répondeur radar est un appareil qu'on dispose a bord d'un aéronef ou d'un engin, destiné à être suivi, par exemple, par un radar de poursuite installé au sol, pour précisément pouvoir suivre l'aéronef ami au-delà de la portée naturelle du radar. Un répondeur comporte des moyens de réception de l'impulsion radar, des moyens d'amplification et de traitement de cette impulsion radar et des moyens d'émission pour, après traitement, la renvoyer sur le radar, gEntrale- rent à une fréquence porteuse différente de celle de l'im- pulsion émise par le radar pour éviter un problème de couplage. En raison d'un considérable trafic, notamment d'avions et de bateaux, l'éther est particulièrement encombré de fréquences. Avant que pareille situation n'ait été prise en considération, la poursuite d'engins était donc perturbée par des fausses réponses. Il avait déjà été proposé, pour pallier cet inconvénient, de coder les impulsions d'interrogation radar, par exemple en envoyant, au lieu d'une seule impulsion, deux impulsions séparées d'une durée prédéterminée représentative du code associé au répondeur considéré. Dans le cas d'un tel codage en position d'impulsion1 à la,réception de la première des deux impulsions, un compteur est déclenché pour, au terme de la durée de codage, ouvrir une fenêtre de réception de la deuxième impulsion. Si la deuxième impulsion est bien reçue dans la fenêtre, l'émetteur du répondeur est alors lis en marche. Sinon, il ne l'est pas. Nais pour de multiples raisons, il a fallu proposer des durées de codage de plus en plus longues. Et neutraliser le compteur pendant une longue durée a été à l'origine d'un inconvénient.En effet, si un parasite est reçu par le répondeur juste avant la première impulsion radar, à une fréquence sensiblement égale 8 la fréquence porteuse de cet impulsion radar, il peut provoquer un déclenchement intempestif du compteur, qui peut entraîner l'aveuglement du répondeur. Sans réponse du répondeur au-bout d'une certaine durée, l'engin peut astre perdu et la décision de le détruire prise. Les durées du codage, et donc de comptage, trop longues, ont donc pu être néfastes. On a alors proposé le dispositif perfectionné du document FR-A-2 579 038' , procédant à la détection des paires d'impulsions émises à la cadence d'interrogation du ou des radars, par une méthode de correlation. En résumé, l'interrogation des répondeurs pouvait,lusqu à aujourd'hui, s'effectuer soit en mode simple à une impulsion, soit en mode codé à deux impulsions par période de récurrence, ou d'interrogation, ce dernier mode éventuellementcom- biné à une méthode de correlation. En fait, pour qu'un répondeur puisse répondre aux radars qui l'interrogent et pas aux autres, la fréquence porteuse à laquelle il est interrogé lui est généralement propre. A cet effet, le récepteur du répondeur est donc pourvu d'un système de filtrage qui, avec le système de décodage, contribue à la sélectivité requise. A un tel système de filtrage est naturellement associée une bande passante. A cet endroit, la perturbation radio-électrique de l'environnement, déjà évoquée ci-dessus, s'explique encore mieux. Lorsque sur un site, plusieurs radars émettent de façon aléatoire sur des fréquences porteuses voisines, en direction d'engins équipés pour recevoir, les uns,des impulsions simples, les autres,des paires d'impulsions codées, les répondeurs émettent dans la même bande de fréquences des réponses en général non codées. L'environnement radio-électrique se trouve donc gravement encombré par des émissions multiples, dans la même bande de fréquences porteuses, d'impulsions de diverses largeurs sans relation de phase entre elles. Malgré donc l'exploitation des répondeur. radar en mode codé, les inventeurs ont constatéque la poursuite d'engins restait entachée de sérieuses perturbations. C'est alors que l'invention est proposée par ces inven tueurs, dont l'un est un collaborateur de l'Etablissement Technique Central de l'A=merent et du Centre des Techniques et Moyens de Mesure et d'Essais, dont le concours, dans l'élaboration de la présente invention, a été déterminant. La présente invention concerne un répondeur radar, comprenuant des moyens de réception comportant un filtre lfune fréquence porteuse d'impulsions radar et des moyens de détection et d'amplification des impulsions radar, des moyens de traitement des impulsions détectées et amplifiées et des moyens d'émission, répondeur caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens agencés pour éliminer toute impulsion de largeur prédéterminée et notamment inférieure à la plus petite des largeurs d'impulsions que le répondeur est destiné à recevoir. De préférence, les moyens d'élimination sont disposés en amont des moyens d'émission des impulsions émises par le répondeur et, quand il en est pourvu, en amont des moyens de décodage des moyens de traitement des impulsions reçues par le répondeur, raccordés à l'entrée des moyens d'émission, soit à la sortie de moyens de mise en forme des moyens de traitement qui en sont généralement pourvus. L'invention de la présente demande est surprenante et n'a pu Stre expliquée qu'a posteriori. Compte tenu de sa réalisation, un répondeur radar ne peut pas détecter la largeur des impulsions qu'il reçoit. I1 en résulte que tout parasite de fréquence comprise dans la bande passante du filtre, et même de très petite largeur, est, à tort, détecté. En outre, dans certaines conditions d'écart de fréquence reçue par rapport à la fréquence nominale, associées à des conditions de niveau reçu, on peut observer une différenciation des fronts de l'impulsion reçue provoquant son dédoublement. Le signal est alors vu par le répondeur comme deux impulsions breves distantes de la largeur de l'impulsion reçue. En autres termes, tout parasite, de largeur quelconque, mais dont la fréquence porteuse se situe sur l'un des fronts de la courbe de réponse du filtre, peut donner naissance à deux impulsions brèves distantes de la largeur du parasite. Enfin, en cas d'exploitation en mode codé, une impulsion parasite de largeur égale à l'intervalle de codage, donne également lieu à une réponse parasite. En d'autres termes, une impulsion parasite à fréquence porteuse sur l'un des flancs du filtre pouvant outre dédoublée en deux impulsions brèves de différenciation dans les circuits de réception du répondeur, l'invention permet avantageusement de les éliminer. On conçoit d'ailleurs que plusieurs impulsions parasites peuvent donner naissance à plusieurs combinaisons de paires d'impulsions de différenciation apparue en codées et donc identifiables par un décodeur quand le répondeur en est pourvu, et qu est donc aussi avantageux d'éliminer. GrEce à l'invention, la sélectivité du répondeur est améliorée par élimination de la plupart des fausses interrogations. Dans la forme de réalisation préférée du répondeur de l'invention, les moyens d'élimination d'impulsions comprennent une porte ET et des moyens pour présenter respectivement aux deux entrées de la porte ET chaque impulsion reçue par le répondeur et la même impulsion retardée d'un intervalle égal à ladite largeur prédéterminée. L'invention sera mise; comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée du répondeur de l'invention, en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente le schéma par blocs du répondeur de lsinventionS - la figure 2 représente le dispositif d'élimination d'impulsions brèves du répondeur de la figure 1; - les figures 3A et 3B représentent deux paires d1impul- sions identiques retardées lune par rapport à l'autre, respectivement de petite largeur et de grande largeur; - la figure 4 représente les courbes de sélectivité d'un répondeur respectivement équipé et dépourvu du dispositif d'élimination d'impulsions brèves de la figure 2. Le répondeur radar de la figure 1 comprend, en série, un circuit de réception 1, un circuit de traitement 2 et un circuit d'émission 3. Le circuit de réception comprend, en série, une antenne 4, un préamplificateur 5, un filtre passe bande 6, centré sur la fréquence porteuse des impulsions Émises par un radar interrogateur, un amplifi capteur HF 7, qui Few: être à changement de fréquence, un détecteur bas niveau 8 et tir plificateur 9 dit "vidéo". Le circuit de traitement 2 comprend, en série, un circuit 10 de mise en forme des impulsions reçues, un dipôle 11, dont il sera question plus en détails ci-après, et un décodeur 12. Le circuit d'émission 3 comprend un générateur HF modulé 13 et une antenne 14. Le circuit de réception 1 fonctionne en analogique. La mise en forme dans le circuit 10 s'effectue en numérique , c 'est-à-dire en tout ou rien, après la conversion nécessaire. Tel que décrit jusqu'ici, et hormis le dipôle 11 , le répondeur est parfaitement classique. Le dipôle 11, de la figure 2, comporte une plaquette 15 de trois portes NAND 16 - 18 en cascade et une porte ET (AND) 19. La première porte 16 reçoit sur l'une 20 de ses entrées le signal du circuit de mise en forme 10, l'autre de ses entrées étant mise à un potentiel V d'une source de tension, en l'occurence 5v. La sortie de la porte 16 est reliée à 1 'une des entrées de la porte 17 ainsi qu'à l'une des entrées de la dernière porte ET 19. L'autre des entrées de la porte 17 est mise au même potentiel V. La sortie de la porte 17 est reliée par un potentiomètre 21, à l'une des entrées de la porte 18 reliée par ailleurs à la terre, par un condensateur 22 constituant avec le potentiomètre 21 un intégrateur. L'au tre,des entrées de la porte 18 est mise au même potentiel V. La sortie de la porte 18 est reliée à l'autre des entrées de la porte 19. La sortie de la porte 19 est reliée au décodeur 12. De par son tableau de vérité 20 \ o 1 110 la porte 16, tout comme d'ailleurs les deux autres portes 17, 18,inverse le signal reçu sur son entrée 20, puisque son autre entrée est toujours au potentiel V. Le signal inversé est reçu sur l'entrée 23 de la porte 19. I1 sort de la porte 17 le signal reçu (inversé deux fois). I1 sort de la porte 18 le signal inversé (trois fois) et retardé,de la constante de temps de l'intégrateur 21, 22, qui est reçu sur l'entrée 24 de la porte 19. La porte 19 reçoit donc le signal inversé et le signal inversé et retarde. Grâce à cela, il est possible d'éliminer toute impulsion parasite brève de largeur inférieure à l'intervalle défini par la constante de temps de l'intégrateur et réglable par le potentiomètre 21. Sur la figure 3A, on a représenté une impulsion parasite inversée,à l'instant t , et la même, retardée d'un intervalle t, de durée supérieure à la largeur 6 de l'impulsion. Dans ces conditions, les deux entrées de la porte ET 19 ne sont pas au même niveau en même temps, et l'impulsion parasite ne franchit pas la porte 19. Sur la figure 3B, on a représenté une bonne impulsion d'interrogation inversée, à l'instant Dans ces conditions, il est donc facile d'éliminer toute impulsion de largeur prédéterminée et notamment inférieure à la plus petite des largeurs d'impulsion que le répondez est destiné ^ recevoir. On notera qu'en réalité l'impulsion d'interrogation qui se présente à l'entrée du dipôle 11, à l'entrée 20 de la porte inverseuse 16, est négative si bien que l'impulsion-dtin- terrogation sortant de la porte ET 19 est positive. Les courbes de la figure 4 représentent les courbes superposées S1, S2 de sélectivité dtun répondeur, respectivement avec le dispositif d'élimination des impulsions brèves et sans le dispositif, établies à l'aide d'un simulateur et d'un calculateur. I1 s'agit des courbes de variation de la paissance S ABm reçue par le répondeur, en dB en-dessous du mW, en fonction de la fréquence F. La zone intérieure à chaque courbe correspond à tout signal reçu provoquant une réponse du répondeur. On remarquera que la courbe avec le dispositif d'élimination de l'invention, est moins étalée, donc plus sélective, que la courbe S2, sans dispositif, dans la tranche des fortes paissances, et c'est la diminution de la bande passante à ces fortes puissances qui est appréciable. En réalité, le répondeur peut ne comprendre qu'une seale antenne dBémission-réception. Dans ce cas, il sera également pourvu d'un circulateur. REVENDICATIONS 1.- Répondeur radar, comprenant des moyens de réception (1), comportant un filtre (6) dune fréquence porteuse dimpulsions radar et des moyens (5, 7, 8, 9) de détection et d'Sm- plification des impulsions radar, des moyens (2) de traitement des impulsions détectées et amplifiées et des moyens (3) d'émission, répondeur caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (11) agencés pour éliminer toute impulsion de largeur prédéterminée. 2.- Répondeur selon la revendication l, dans lequel les moyens d'élimination d'impulsions (il) sont connectés & l'entrée des moyens d'émission (3). 3.- Répondeur selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel les moyens de traitement (2) comportent des moyens de décodage (12) et les moyens d'élimination d'impulsions (ll) sont connectés à l'entrée des moyens de décodage (12 > . 4.- Répondeur selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les moyens de traitement (2) comportent des moyens de mise en forme (10) et les moyens d'élimination d'impulsion (11) sont connectés à la sertie des moyens de mise en forme (10). 5.- Répondeur selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les moyens d'élimination d'impulsion (11) comprennent une porte ET (19) et des moyens (16, 17, 18, 21, 22) pour présenter respectivement aux deux entrées de la porte ET (19) chaque impulsion reçue par le répondeur et la même impulsion retardée d'un intervalle égal à ladite largeur prédéterminée. 6.- Répondeur selon la revendication 5, dans lequel lesdits moyens de présentation d'impulsions comprennent trois portes inverseuses (16, 17, 18) en cascade, la sortie de la deuxième porte inverseuse (17) étant raccordée à un intégrateur (21, 22).