Brevet FR2629920A1 — publié le 19891013

I On a décrit au brevet français n 79 02918 du 5 février 1979 un procédé permettant d'éliminer les actions de brouillage de brouilleurs émettant vers une antenne radar dont la direction de pointage est décalé par rapport à la droite reliant l'antenne au brouilleur. Ce procédé était fondé sur le fait que par utili- sation d'un filtre convenablement constitué et convenablement commandé placé en avant de l'antenne, il était possible de moduler l'amplitude des lobes secondaires du diagramme de rayonnement de l'antenne en créant notamment des "creux" qu'il'était possible de déplacer angulairement par apport à la direction de pointage de l'antenne. En faisant coincider la direction du creux avec la direction d'émission du brouilleur (par rapport à l'antenne), il était ainsi possible d'annihiler l'effet du brouillage. Le même brevet décrit un procédé permettant de détecter par voie de conséquence la position d'un brouilleur en déterminant le moment o le brouillage ne crée plus de perturbation notable. Une telle recherche par "effet négatif" est relativement délicate et peu précise, compte tenu notamment du niveau de bruit résiduel de l'antenne. Dans la demande de brevet n 81 18674 du 5 octobre 1981, on a décrit un filtre permettant de généraliser l'action d'inhibition des brouilleurs à toute antenne hyperfréquence à direction de polarisation quelconque, alors qu'au brevet n 79 02918 susmention- né, l'atténuation n'était possible que dans la mesure o l'anten- ne hyperfréquence émettait une onde polarisée linéairement. Dans la demande de brevet plus récente, il n'était pas décrit cepen- dant de procédé particulier pour la recherche et détermination de la position d'un brouilleur, étant renvoyé pour cette recherche à la procédure "d'effet négatif" préconisé à la demande précé- dente. Tous les filtres adaptatifs hyperfréquence ci-dessus décrits fonctionnent à la transmission, étant "transparents" à l'émission et "modulants" pour les lobes secondaires du faisceau de l'anten- ne à la réception. Travaillant à la transmission, les panneaux doivent être placés en avant de l'émetteur, c'est-à-dire entre l'émetteur et le volume d'espace observe, ce qui crée parfois des contraintes d'implantation difficiles à résoudre. L'objet de l'invention est un nouveau filtre spatial adapta- tif hyperfréquence, travaillant à la réflexion et non à la trans- mission. En outre, un objet de l'invention est d'améliorer et faciliter la recherche et la détermination de la position d'un brouilleur émettant vers une antenne radar équipée d'un tel fil- tre. Le procédé de modulation à la réception de l'amplitude des lobes secondaires du diagramme de rayonnement d'une antenne hy- perfréquence conforme à l'invention se caractérise essentielle- ment par les étapes suivantes: - on place, formant filtre a proximité du réflecteur qui réfléchit le faisceau d'émission-réception de l'antenne, au moins un réseau de fils conducteurs chargés par des résistances, tels que des diodes dont les valeurs varient de façon continue en fonction de l'intensité des courants qui les traverse; - on fait passer, lors de la période d'émission de l'an- tenne des courants de polarisation égaux avantageusement d'au moins quelques milliampères dans tous les fils et dans le sens passant des diodes; - on fait passer, lors de la période de réception de l'an- tenne dans chacun des fils des courants de polarisation inégaux variant de quelques microampères à quelques milliampères dans le sens passant des diodes pour former des répartitions spatiales de courant utiles qui modifient en atténuant, supprimant ou augmentant le niveau des lobes secondaires désirés du diagramme. De cette façon, il est possible, sans introduire de défor- mation notable du faisceau à l'émission de déformer de la manière désirée à la réception certains lobes secondaires du rayonnement, permettant par exemple de rechercheret/ou d'annihiler des brouil- leurs, comme il apparaîtra plus clairement de la description qui suivra. Le procédé de l'invention peut être utilisé notamment pour la recherche de brouilleurs. Dans ce cas, on fait avantageusement varier la loi de répartition des intensités des courants dans les fils du ou des réseaux constituant le filtre spatial de façon à déplacer le long de tout le diagramme de réception de l'antenne une "bosse" ou surintensification d'un lobe secondaire jusqu'à l'obtention des maxima de bruit sur le diagramme de rayonnement de l'antenne, on détermine et relève à chaque instant la position des "bosses" correspondant à ces maxima, et l'on en déduit immé- diatement la direction des brouilleurs. Pour éliminer l'effet d'un brouilleur, il suffit alors d'annuler le lobe secondaire du diagramme de rayonnement de l'antenne qui se trouve dans la direction du brouilleur par un choix de la loi de répartition des courants appropriée dans les fils du ou des réseaux constituant le filtre spatial. De préférence, le filtre actif comprend deux réseaux con- jugués de lignes-conductrices brisées formées de tronçons de fils conducteurs montés en série chargés par des résistances variables telles que des diodes, lesdites lignes étant alimen- tées en courant d'intensité variable et modulable d'une ligne à la suivante au moyen d'un commutateur électronique, lesdites lignes étant disposées d'un réseau à l'autre de façon que lesdits tronçons appartenant à chaque réseau se croisent et s'enchevêtrent sans contact électrique d'une ligne de réseau à la ligne adjacen- te de l'autre réseau, et lesdites lignes sont formées de tronçons de fils sensiblement égaux successifs disposés suivant une S15 surface à courbure sensiblement continue et sensiblement orthogo- nalement d'un tronçon au suivant et chaque réseau est constitué d'une famille de telles lignes sensiblement parallèles disposées à distance sensiblement constante d'une ligne à la suivante. Lorsqu'on procède ainsi, le filtre est actif quelle que soit la direction de polarisation de l'onde hyperfréquence émise et/ou reçue par l'antenne, ce qui est évidemment un gros avantage lors.- qu'il s'agit plus particulièrement d'éliminer les effets de brouillage de brouilleurs émettant en polarisation quelconque. Selon un mode de réalisation préféré, le filtre est cons- titué par un réseau comprenant deux sous-réseaux de rangées de fils ou tronçons de fils conducteurs sensiblement parallèles dirigés respectivement selon une direction générale locale X et selon une direction générale sensiblement orthogonale Y de fa- çon à constituer un réseau de mailles quadrillées, lesdits fils étant interrompus de distance en distance par des éléments de résistance contrôlables, variables, tels en particulier que des diodes. De cette façon! la construction des deux réseaux qui se croisent formant un réseau de mailles carrées est simplifiée et un tel réseau peut être facilement conformé selon toute courbure désirée. L'invention, sa mise en oeuvre et ses applications apparaî- tront plus clairement à l'aide de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - La figure 1, montre de façon schématique le principe de fonctionnement d'un filtre spatial adaptatif a la réflexion con- forme à l'invention, - la figure 2, montre en vue perspective et de façon schéma- tique la constitution d'un filtre spatial réflectif selon l'invention; la figure 3, montre de façon schématique vu de face un filtre modifié pouvant être avantageusement utilisé; - la figure 4, montre comme la figure 3 un autre filtre modifié. - La figure 5, montre comme les figures 3 et 4 une réalisation préférée d'un réseau constitué de deux sous-réseaux formant filtre utilisable selon l'invention, - Les figures 6 et 7 sont des diagrammes expliquant l'utilisa- tion du procédé à la détection et à l'annihilation des effets de brouilleurs. En se reportant tout d'abord à la figure 1, on a repéré en 1 la surface du réflecteur sur lequel vient se réfléchir l'onde hyperfréquence 2 qui, après réflexion sera renvoyée sur'la source (non représentée aux dessins). Généralement, la surface du réflec- teur est concave, par exemple de forme paraboloidale pour renvoyer l'onde reçue au foyer du parabololde o est située la source de l'émetteur-récenteur de l'antenne. L'onde réfléchie par le réflecteur 1 est renvoyée comme indi- qué en 3. Conformément à l'invention, on place en avant du panneau réflecteur 1 (lequel peut être constitué par une surface métallique ou métallisée) un filtre spatial adaptatif hyperfréquence 4 dont plusieurs exemples de constitution seront décrits plus loin. Ce filtre 4 est commandé de telle sorte qu'à la période d'émission de, l'antenne, il soit pratiquement "transparent" par rapport au fais- ceau d'émission de l'émetteur de l'antenne, tandis qu'au moment de la réception par le récepteur, il introduit une certaine modula- tion de l'amplitude des lobes secondaires du diagramme de rayonne- ment de l'antenne. A la figure 1, on a ainsi montré que l'on- de 2 se reçue par le réflecteur 1 était déformée après ré- flexion sur le réflecteur 1 et double traversée du filtre 4, la déformation de l'onde se traduisant par une modulation de l'ampli- tude tracée au dessin. Le filtre 4 est de préférence disposé à une distance sensible- ment égale à A/4 de la surface du réflecteur 1 à laquelle il est parallèle, A étant la longueur d'ondes moyenne du faisceau hyper- fréquence traité par l'antenne. Selon la réalisation simplifiée illustrée à la figure 2, le filtre 41 est constitué, comme décrit au brevet français susmentionné n 79 2918 d'un réseau de fils conducteurs parallè- les chargés de diodes dirigés parallèlement au vecteur champ électrique t de l'onde hyperfréquence traversant ce réseau. Dans de telles conditions, en respectant les diverses données de construction mentionnées au brevet susmentionné, corres- pondant notamment à l'espacement des fils entre eux, à l'espace- ment des diodes sur les fils, etc, il est possible d'obtenir une modulation à la réception des lobes secondaires du diagramme de rayonnement de l'antenne en modulant de façon correspondante les courants électriques traversant les fils du réseau 41. De façon plus précise, lorsqu'on voudra que le réseau 41 soit "transparent" (à l'émission de l'antenne), on commandera l'alimentation en courants forts, par exemple de l'ordre de milliampères, des différents fils du réseau, l'onde hyperfré- quence traversant dans ce cas le réseau 41 aussi bien avant qu'après réflexion sur le réflecteur 1 sans qu'il y ait de modi- fication notable du faisceau. Par contre, au moment des périodes de réception des signaux, on modulera les différents courants traversant les différents fils du réseau selon une loi de réparti- tion déterminée faisant passer dans les différents fils des cou- rants différents allant de quelques microampères à quelques milliampères, de façon à créer la modulation recherchée des lobes secondaires du faisceau reçu par l'antenne. De façon plus précise, on a montré à la figure 6, en trait pointillé, le diagramme de rayonnement à l'émission de l'antenne lequel ne subit pratiquement pas de perturbation par introduction du réseau 41 lorsque tous les fils-diodes de ce réseau sont traversés par des courants forts tous égaux par exemple d'une dizaine de milliampères. En abscisses, sont portés les angles et en ordonnées les amplitudes en décibels des différents lobes, le lobe central étant supposé pointé sur l'angle e = zéro. Lors de la période de réception, le filtre 4 est commandé en courants modulés, chaque fil du réseau étant traversé par un courant d'intensité donnée, comprise entre quelques microampères et quelques milliampères, perturbant la courbe, essentiellement au niveau des lobes secondaires de l'antenne qui sont déformés comme montré par la courbe en trait plein de la même figure 6 (le lobe principal n'étant pas perceptiblement affecté à l'échelle des dessins). On constate sur la courbe en trait continu de la figure 6 que l'on a créé ainsi deux "bosses" ou surintensifications très nettes des lobes secondaires pour des angles 4 égaux à - 50 et + 50 respectivement. Par une modulation appropriée de cette modulation d'amplitude des courants, on peut déplacer les "bosses" de même que l'on peut déplacer les "creux" de chaque côté de l'angle = ' de façon à surintensifier ou au contraire atté- nuer les lobes secondaires désirés de l'antenne. Lorsqu'on voudra favoriser la surintensification des "bosses", on effectuera une très forte modulation de l'am- plitude, de façon à obtenir un accroissement d'au moins dix à quinze décibels de certains des lobes secondaires. Une telle manière de procéder est très utile pour la recherche d'un brouilleur. Ainsi, comme on le voit à la figure 7, on a dépla- cé la "bosse" située à - 50 vers l'angle - 45 . Si un brouil- leur B est situé dans cette direction, le niveau relativement élevé de la bosse donnera un signal de brouillage très fort qui permettra immédiatement de déterminer la valeur de l'angle ' considéré, laquelle est connue puisqu'elle dépend directe- ment de la loi de modulation connue appliquée au filtre. A partir de ce moment, si l'on désire annihiler l'effet du brouilleur, il suffit de commuter la commande de modulation du filtre de façon à créer dans le diagramme de réception de l'antenne pour cet angle île creux correspondant, lequel sera créé de préférence à partir d'une faible modulation de l'am- plitude de façon à réduite au minimum les "bruits" de fond reçus par l'antenne. Le filtre 41 décrit à la figure 2 ne permet cepen- dant, comme mentionné plus haut,que de traiter les ondes hyperfréquence polarisées linéairement. Si l'on veut pouvoir traiter n'importe quelle onde en direction de polarisation quelconque, on peut utili- ser un filtre 42' du type illustré à la figure 3 et dont la constitution a été décrite au brevet français susmentionné 81 18674. A ce sujet, on rappelle que le filtre 42 est cons- titué par une feuille support d'un matériau diélectrique 11 quiporte d'un côté (montrées en trais continus)deslignesconductrices brisées Li, L2, etc formées chacune de tronçons de fils conduc- teurs tels que repérés 121, 131, 141... 122, 132, 142... qui portent chacun la diode D. Les tronçons successifs sont disposés sensiblement orthogonalement de sorte que les directions générales des lignes telles que L1, L2, etc... sont des lignes droites parallèles xl, x2,... De l'autre côté de la feuille, en matériau diélectrique 11, est disposé symétriquement un réseau conjugué de lignes conductrices (montrées en traits discontinus) 11, 12, etc... dirigées sensiblement symétriquement, de sorte que chaque tronçon, tel que 221, 231, 241... 222, 232, 242... des lignes 11, 12 vient s'enchevêtrer (sans contact électrique) sensiblement orthogonalement par rapport aux tronçons homologues adjacents de la ligne conjuguée L1, L2... Evidemment, les lignes 11, 12. ont même direction générale x1, x2... que les lignes conjuguées L1, L2..., les milieux des tronçons orthogonaux des fils se coupant précisément sur les lignes x1, x2 Lorsque le panneau doit être transparent, et plus parti- culièrement à l'émission de l'antenne, on fait passer dans chaque ligne telle que L1, L2... 11, 12... des courants importants de l'ordre de plusieurs milliampères tous-égaux voisins des courants de saturation des diodes. Dans de telles conditions, le filtre placé à distance >/4 du réflecteur 1 n'introduit qu'un léger déphasage uniforme de l'ordre de quelques degrés. A la réception, les différents courants qui traversent. les lignes conjuguées des deux réseaux sont modulés au moyen d'un commutateur électronique (non représenté) en fonction de l'effet d'atténuation ou de surintensification que l'on veut obtenir de tel ou tel lobe secondaire. Le fait d'utiliser deux réseaux croisés conjugués de lignes conductrices brisées parcourus par des mêmes courants, permet l'atténuation ou la surintensifi- cation du lobe secondaire dans la direction déterminée quelle que soit la direction de polarisation de l'onde reçue. Selon la variante du filtre 43 illustrée à la figure 4, ce filtre est constitué par deux filtres identiques à ceux de la figure 3 placéb l'un contre l'autre dans des orientations sensi- blement orthogonales. Dans une telle disposition, la recherche de localisation d'un brouilleur peut se faire immédiatement en gisement et en site par le même processus que celui décrit précédemment en relation à la description des figures 6 et 7. Selon la variante de réalisation illustrée à la figure 5, le filtre 44 est constitué de sous-réseaux de fils chargés de diodes, ou fils-diodes, associés, dirigés respectivement selon une direction générale X et selon la direction générale orthogonale Y. De façon pratique, on peut constituer sur une seule et même face d'une plaque support d'un matériau plastique de qualité appropriée (non représenté), par exemple selon la technique des circuits imprimés une grille de mailles carrées de côté \/2 ( \ étant la longueur moyenne de l'onde électromagnétique traitée par l'antenne), chaque noeud de la grille étant occupé par une plaquette métallique conductrice en forme générale de pastille annulaire. Chaque pastille est elle-même subdivisée en deux demi-pastilles repérées respectivement Ps (plaquette supérieure hachurée horizontalement) et Pi (plaquette inférieure hachurée verticalement) séparées électriquement l'une de l'autre par un intervalle ou une coupure. A partir de ces plaquettes, il est possible de réaliser l'alimentation électrique de tous les tronçons de fils réunis- sant deux à deux chaque plaquette adjacente,d'un seul côté. d'une même plaque support, de sorte que, en alimentant le réseau du filtre 44 par une de ses tranches (à gauche sur la figure) comme repéré par les signes. (+), et en collectant l'alimentation sur l'autre tranche (à droite sur la figure) comme repéré par les signes(-), il est possible d'alimenter chaque tronçon de mailles quadrillées chargé d'une diode. Sur la figure, on a repéré de façon particulière pour permettre d'en suivre plus facilement le cheminement un trajet de courant continu selon la ligne X3, x'3 Lorsque tous les fils du réseau sont parcourus par des courants forts et égaux, le filtre 44 est transparent. Lorsque les courants de commande traversant les diverses lignes X1, X2, X3... sont modulés de façon convenable, on obtient la modulation correspondante désirée en amplification et/ou en atténuation des lobes secondaires du faisceau d'émission de l'antenne. Du fait de l'aspect quadrillé du réseau à mailles de largeur X/2, le filtre fonctionne quelle que soit la direction de polarisa- tion du signal hyperfréquence reçu par l'antenne. En outre, une telle grille comportant de telles pastilles annulaires en chaque noeud de la grille peut être immédiatement conformée pour suivre toute courbure donnée au réflecteur 1. REVENDICATIONS. 1. Procédé de modulation à la réception del'.amplitude des lobes secondaires du diagramme de rayonnement d'une antenne hyperfréquence, caractérisé par les étapes suivantes: - on place, formant filtre (4) à proximité du réflecteur (1) qui réfléchit le faisceau d'émissionréception de l'antenne, au moins un réseau de fils conducteurs chargé par des résistances, telles que des diodes dont les valeurs varient de façon continue en fonction de l'intensité des courants qui les traverse; - on fait passer, lors de la période d'émission de l'anten- ne des courants de polarisation égaux, avantageusement d'au moins quelques milliampères, dans tous les fils et dans le sens passant des diodes; - on fait passer, lors de la période de réception de l'an- tenne, dans chacun des fils des courants de polarisation inégaux variant de quelques microampères à quelques milliampères dans le sens passant des diodes pour former des répartitions spatiales de courant utiles qui modifient en atténuant, supprimant ou aug- mentant le niveau des lobes secondaires désiré du diagramme. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait varier rapidement au moyen d'un commutateur électronique la loi de répartition spatiale des intensités dans les fils de façon à atténuer ou augmenter successivement tous les lobes secondaires du diagramme de réception de l'antenne. 3. Utilisation du procédé de modulation des lobes.secondai- res du diagramme de rayonnement d'une antenne hyperfréquence selon la revendication 1 ou 2, à la localisation de brouilleurs, carac- térisée en ce que l'on fait varier la loi de répartition des intensités des courants dans les fils du ou des réseaux constituant le filtre spatial (4), de façon à déplacer le long de tout le diagramme de réception de l'antenne une "bosse" ou surintensifica- tion du lobe secondaire jusqu'à l'obtention des maxima de bruit sur le diagramme de rayonnement de l'antenne, on détermine et relève à chaque instant la position des "bosses" correspondant à ces maxima, et l'on en déduit immédiatement la direction des brouilleurs. 4. Utilisation du procédé d'atténuation ou d'annulation des lobes secondaires du diagramme de rayonnement d'une-antenne hyperfréquence, selon la revendication 1 ou la revendication 2, à l'élimination de l'effet d'un brouilleur émettant en direction de l'antenne, caractérisée en ce que l'on annule le lobe secon- daire du diagramme de rayonnement de l'antenne qui se trouve dans la direction du brouilleur par un choix de la loi de répar- tition des courants appropriés dans les fils du ou des réseaux constituant le filtre spatial (4). 5. Filtre spatial pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications-précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison un réflecteur (1) et placé en avant de lui au moins un réseau (4) de fils conducteurs char- gés par des résistances, telsen particulier que des diodes dont les valeurs de résistance varient de façon continue en fonction de l'intensité des courants qui les traverse, et un commutateur permettant de faire varier dans lesdits fils lesdits courants de façon à y faire passer, lors de la période d'émission de l'antenne, des courants de polarisation égaux, dans le sens passant des diodes présentant des intensités d'au moins quelques milliampères, et lors de la période de réception de l'antenne, des courants inégaux dans le sens passant des diodes selon une loi de répartition d'intensités prédéterminée permettant d'atté- nuer ou augmenter les lobes secondaires du diagramme de réception de l'antenne. 6. Filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits réseaux de fils (4) sont distants d'environ X/4 de la surface du réflecteur (1), X étant la longueur d'ondes moyenne du faisceau de rayonnement de l'antenne. 7. Filtre selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites résistances étant des diodes, plusieurs diodes sont montées en série sur chaque fil, comme connu en soi. 8. Filtre selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les diodes montées en série sur les fils du réseau sont distribuées selon un pas constant sur chacun des fils, comme connu en soi. 9. Filtre selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que, comme connu en soi, le réseau de fils est constitué de deux réseaux conjugués de lignes conductrices brisées (L1, 11; L2, 12;...) formées de tronçons de fils conducteurs (121, 131, 141... 221, 231, 241... 122 132 142... 222, 232, 242...) montés en série chargés par des résistances variables telles que des diodes (D), lesdites lignes étant alimentées en courants (Il, I2...) d'intensités variables et modulables d'une ligne à la suivante au moyen d'un commutateur électronique, lesdites lignes étant disposées d'un réseau à l'autre de façon que lesdits tronçons appartenant à chaque réseau se croisent et s'enchevêtrent sans contact électrique d'une ligne de réseau à la ligne adja- cente de l'autre réseau, et lesdites lignes sont formées de tron- çons de fils sensiblement égaux successifs disposés sur une sur- face à courbure sensiblement continue et sensiblement orthogonale- ment d'un tronçon au suivant et chaque réseau est constitué d'une famille de telles lignes sensiblement parallèles disposées à dis- tance (p) sensiblement constante d'une ligne à la suivante. - 10. Filtre selon l'une des revendications 5 à 8, caractéri- sé en ce qu'il est constitué par un réseau (44) comprenant deux sousréseaux de rangées de fils ou tronçons de fils conducteurs sensiblement parallèles dirigés respectivement selon une direc- tion générale locale (X) et selon une direction sensiblement orthogonale (Y), de façon à constituer un réseau de mailles quadrillées, lesdits fils étant interrompus de distance en distance par des éléments de résistance contrôlable variable tels en particulier que des diodes. 11. Filtre selon la revendication 10, caractérisé en ce que le pas des sous-réseaux de fils est sensiblement égal à./2, \ étant la longueur d'ondes moyennes du faisceau hyperfréquence traité par l'antenne. 12. Filtre selon la revendication 10 ou la revendication 11, caractérisé en ce qu'on donne aux trajets porteurs de diodes des chemins sinueux reliant tous les noeuds des mailles quadrillées du réseau et lion prévoit en chaque noeud deux plaquettes conduc- trices (Ps, Pi) séparées servant à réunir chacune deux tronçons seulement de fils aboutissant à ce noeud. 13. Filtre selon l'une des revendications 10 à 12, caracté- risé en ce que lesdites plaquettes (Ps, Pi) se présentent sous la forme de pastilles par exemple annulaires séparées en deux moitiés symétriques et de surface réduite de façon à conserver pour le réseau (44) un aspect général de grille ajourée.