Brevet FR2646924A1 — publié le 19901116

La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'antibrouillage d'un équipement de détection électromagnétique comportant une antenne à réflecteur. Il est connu que divers types de brouilleurs peuvent g8ner le fonctionnement d'équipements de détection électromagnétique. Ces brouilleurs peuvent être notamment les échos de sol, les images de cibles dans le sol, les bandes métallisées, connues sous le vocable anglo-saxon de "chaffs", larguées dans la zone d'opération des équipements de détection électromagnétique connus sous le non de radar afin d'en saturer les indicateurs; des brouilleurs actifs sont également utilisés. D'une marnière générale les signaux radioélectriques émis ou réfléchis par ces brouilleurs sont captés par les lobes latéraux du diagramme de rayonnement de l'antenne et/ou également mais à un degré moindre par le lobe principal. Dans le cas des antennes à réflecteur l'existence des lobes latéraux est due en grande partie à l'irrégularité de la surface du réflecteur, aux réflexions des signaux émis sur des obstacles proches, et au débordement du rayon- nement de la source primaire associée de manière classique au réflecteur. De façcon connue la réception des bruits externes ou signaux de brouillage provoqués par la présence de tels brouilleurs est forte- ment atténuée si l'on est capable de créer des zéros pour les lobes secondaires du diagramme de rayonnement dans les directions a priori inconnues des brouilleurs. La recherche d'une diminution du bruit d'origine externe a fait l'objet d'études et réalisations en particulier dans le domaine technique du sonar. Cette diminution recherchée par action, sur l'amplitude ou sur la phase de la loi d'excitation d'éléments rayon- nants élémentaires n'a, semble-t-il, pas donné lieu à des résultats exploitables en particulier dans le cas o l'on recherche une création de zéros de diagramme dans les directions inconnues des brouilleurs. Un objet de la présente invention es- d'obtenir, pour le réflecteur, une loi de phase quasi optimale par une modification, au niveau de points choisis de la structure du réflecteur et/ou de son voisinage, de la phase correspondante du champ du signal réfléchi en ces points. Suivant l'invention, les zéros des lobes secondaires du diagramme de rayonnement dans les directions inconnues des brouil- leurs sont obtenus par une modification séquentielle, au niveau de points choisis de la structure du réflecteur et/ou de son voi- sinage, de la phase correspondante du champ du signal réfléchi en ces points, cette modification permettant, pour le réflecteur, l'établissement d'une loi de phase quasi optimale pour laquelle !'énergie de brouillage est réduite ou supprimée entraînant une optimisation du niveau du signal de sortie d'mun récepteur associé à l'antenne. Le procédé d'antibrouillage d'un équipement de détection électromagnétique comportant une antenne à réflecteur consiste selon l'invention à provoquer, séquentiellement au niveau d'une pluralité de points choisis de la structure du réflecteur et/ou de son voisinage, une modification de la phase du champ du signal réfléchi en ces points, la modification de la phase au niveau des dits points étant maintenue lorsque le niveau du signal de sortie résultant, comparé au niveau du signal de sortie avant modification de la phase en un point considéré, est inférieur à celui-ci. La loi de phase quasi optimale, pour le réflecteur, est obtenue par l'intermédiaire d'un processeur associé à la commande d'éléments déphaseurs placés en des points choisis de la structure du réflecteur. Selon l'invention le déphasage apporté par chaque élément déphaseur est modifié par l'intermédiaire du processeur pour chacun ou pour une partie d'entre eux d'une ou plusieurs valeurs discrètes. La loi de phase quasi optimale recherchée est obtenue lorsque le niveau du signal de sortie, correspondant à un état de phase de chaque élément déphaseur, est minimal. Le procédé et le dispositif objets de la présente invention sont avantageusement utilisables dans la mise en oeuvre de radars de poursuite monopulse. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description et des figures ci-après o les mêmes références représentent les mêmes éléments et o: - la figure 1 représente un schéma général du dispositif objet de l'invention; - la figure 2 représente une vue en perspective du réflecteur d'une antenne selon la présente invention; - les figures 3, 4,- 5 et 6 représentent un mode de réalisa- tion particulier de la présente invention et - la figure 7 représente un mode de réalisation de la présente invention relativement à un radar de poursuite monopulse. Selon le schéma représenté figure 1 le dispositif objet de l'invention comporte un réflecteur 1 et une source primaire 2, l'ensemble constituant une antenne associée à un récepteur 3. Un circuit de prélèvement 4 du signal de sortie S du récepteur 3 est connecté en sortie de celui-ci et délivre à un circuit de détection une fraction de la puissance du signal de sortie. Le circuit de détection 5 comporte un filtre passe-bas et délivre à un processeur ou calculateur d'antibrouillage 6 un signal vidéo fréquence rerré- sentatif de la puissance moyenne du signal de sortie S. Le proces- seur est lui-même connecté,par l'intermédiaire d'une matrice d'aiguillage 7, à une pluralité d'éléments déphaseurs 8 répartis en des points choisis de la structure du réflecteur 1. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention le circuit de prélèvement 4 du signal de sortie S du récepteur 3 est constitué par une boucle de couplage ou capteur,constitué par une dérivation en Té par exemple, permettant le prélèvement d'une fraction de la puissance du signal de sortie composite constitué par le signal utile et le signal de brouillage. En ce cas la loi de phase quasi optimale pour le réflecteur est obtenue lorsque le niveau du signal composite ou signal de sortie est minimal. Selon un autre mode particulier de réalisation de l'invention le circuit de prélèvement 4 du signal de sortie S du récepteur 3 permet le prélèvement d'une fraction de l'énergie du seul signal de brouillage. En ce cas le circuit de prélèvement 4 est, par exemple, constitué par une boucle de couplage ou capteur connecté en série à une porte dont la conduction est commandée en fin de récurrence du signal radar, le signal composite se réduisant alors à la seule présence du signal de brouillage en l'absence du signal utile. Le circuit de prélèvement 4 peut également être constitué par une boucle de couplage ou capteur connecté en série avec un filtre à bande étroite centré sur un zéro du spectre du signal utile. Le signal de brouillage prélevé dans ce cas est celui existant pour le zéro du spectre du signal utile correspondant. Le circuit de détection 5 est constitué par un circuit de détection par diodes classique associé à un filtre passe-bas. Le circuit de détection délivre au processeur 6 un signal vidéo- fréquence représentatif de la puissance moyenne du signal de sortie S. La matrice d'aiguillage 7 est par exemple constituée par une matrice de diodes dont les bornes de commande et d'entrée sont connectées &a processeur $. Le fonctionnement du dispositif représenté figure 1 est le suivant: le signal prélevé en sortie du récepteur 3 par le circuit de prélèvement 4 est transmis au circuit de détection 5. Le circuit de détection 5 transforme le signal de sortie du récepteur 3 en un signal vidéofréquence représentatif de la puissance moyenne du signal de sortie. Le processeur 6 délivre à partir du signal vidéo fréquence initial une série de signaux de commande de déphasage. Ces signaux de commande de déphasage sont transmis successivement et délivrés respectivement à l'élément déphaseur correspondant par la matrice d'aiguillage 7 conformément à une séquence préétablie correspondant à la disposition des éléments déphaseurs sur la structure du réflecteur. Ainsi pour une direction visée donnée de l'antenne, le proces- 2646924 ' seur 6 pour chaque modification de phase en chacun des points choisis du' réflecteur compare le niveau du signal vidéo-fréquence représentatif de la puissance moyenne du signal de sortie résul- tant de ladite modification de phase au niveau du même signal avant modification. La modification de phase retenue et maintenue au niveau d'un élément déphaseur donné est celle qui, pour la direction déterminée, entraîne un niveau du signal vidéo-fréquence le plus faible. Le même processus est mis en oeuvre au niveau de chaque élément déphaseur, la modification de la phase appliquée entraînant le niveau du signal vidéofréquence minimum étant seule retenue. La modification de la phase d'un certain nombre ou de la totalité des éléments déphaseurs permet d'obtenir une atténuation des lobes latéraux dans la direction des brouilleurs sans que les caractéristiques relatives au lobe principal du diagramme de rayon- nement soient modifiées. En effet les modifications locales de la phase au niveau du réflecteur portent sur des champs faibles, de l'ordre de grandeur du niveau des lobes secondaires et ne pertur- bent pas de façon appréciable le lobe principal. Dans le cas oh.,au niveau de chaque élément déphaseur, une modification de phase par valeurs discrètes est utilisée, comme -ar exemple une variation de 0 à 21T par bonds de -T/2, l'essai successif des quatre positions de déphasage ou états de phase Tr/2, T, 3 1 /2, 21 permet de trouver une action optimale. Dans ce cas, et compte tenu de l'amplitude de la variation de déphasage suscep- tible d'être appliquée au niveau d'un élément déphaseur, le nombre d'éléments déphaseurs nécessaires à l'obtention du minimum du niveau du signal vidéo fréquence est restreint, dix éléments dépha- seurs par exemple. En tout état de cause le nombre d'éléments déphaseurs, compte tenu de la modification de phase susceptible d'être apportée à leur niveau, est lié à la finesse du résultat désiré et au nombre de brouilleurs à éliminer. Les essais successifs au niveau du processeur 6 des différents états de phase des éléments déphaseurs permettent la réalisation progressive d'une loi de phase optimale pour le réflecteur. Selon 'une variante de réalisation de l'invention l'éventuelle modification de la phase au niveau de chaque élément déphaseur est choisie entre deux valeurs opposées de faible amplitude. En ce cas une pluralité d'éléments déphaseurs est disposée au niveau de la structure du réflecteur de façon que, malgré la faible valeur de la variation de phase au niveau d'un élément déphaseur, il en existe au moins un pour lequel une diminution ou uhi zéro du niveau du signal vidéo-fréquence est obtenue. En ce cas les essais succes- sifs, par l'intermédiaire du processeur, de la valeur algébrique de modification de phase au niveau de chaque élément déphaseur permettent également la réalisation progressive d'une loi de phase optimale pour le réflecteur. La figure 2 représente un réflecteur du type "peau d'orange". Le réflecteur 1 de l'antenne est constitué par un grillage 21 supporté par des barres métalliques 22 formant la structure por- tante. Les éléments déphaseurs 8 prennent place dans des trous ménagés dans le grillage ou à la périphérie du réflecteur ou région de débordement de l'antenne. Les éléments déphaseurs sont alors fxés par des pattes ou tiges métalliques 23 à la partie arrière de la structure de l'antenne. Les éléments déphaseurs ou le plus grand nombre d'entre eux sont de préférence disposés à la périphérie du réflecteur ou région de débordement de l'antenne, la modification ou perturbation des caractéristiques relatives au lobe principal étant alors réduite au minimum. Les éléments déphaseurs disposés à la surface du réflecteur sont répartis de façon arbitraire au niveau de points particuliers de celle-ci, lesdits points étant aussi bien situés dans les zones ok le champ réfléchi est intense que dans celles ok le champ réfléchi est faible compte tenu des caractéristiques du réflecteur, une étude statistique ayant montré que seul le nombre de déphaseurs intervenait dans la finesse du résultat à obtenir. Dans le cas o la surface du réflecteur est en matériau plas- tique métallisé les éléments déphaseurs sont de la m4me façon placés dans des ouvertures ménagées dans ladite surface ou à la périphérie de celleci. Dans ce cas les éléments déphaseurs sont fixés à l'aide de tiges métalliques noyées dans la structure plastique. De façon générale, les éléments déphaseurs dont la dimension est de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde des signaux d'émission de l'antenne, sont disposés sur la surface du réflec- teur ou à son voisinage immédiat. De la sorte les éléments dépha- seurs interceptent un champ dont la valeur rayonnée dans la direc- tion du brouilleur est égale ou inférieure au champ qui règne normalement dans cette direction. La figure 3 représente un mode de réalisation particulier du circuit de prélèvement 4 comportant un capteur constitué par une dérivation en Té 133, ledit capteur étant connecté à une porte 131 dont la borne de commande 132 est reliée aux circuits de commande de récurrence du signal d'émission du radar 134 délivrant une impulsion entraînant la conduction de la porte 131 en fin de récurrence du signal radar, et dont la sortie 135 est reliée au circuit de détection 5. Des figures 4, 5 et t représentent des modes d? réalisat on particuliers des éléments déphaseurs selon l'invention. Selon la figure 4 un élément déphaseur comporte un réflecteur 33 devant lequel, compte tenu du sens de propagation des signaux incidents matérialisé par la flèche F, sont tendus une série de fils conducteurs 34 formant un réseau de fils. Chaque fil compor- tant une ou plusieurs diodes 35 connectées en série est relié à un circuit de commande 31. Le circuit de commande 31 comprend des circuits de polarisation des diodes 35 qui peuvent, à volonté selon les signaux de commande de déphasage délivrés à l'entrée 32 du circuit de commande 31 par la matrice d'aiguillage 7 non repré- sentée, être rendues conductrices ou non conductrices. Le réflec- teur 33 d'un élément déphaseur est rendu réfléchissant ou partiel- lement transparent par modification de l'état de polarisation des diodes 35. Selon la transparence conférée par les signaux de commande à l'élément déphaseur correspondant, le plan de réflexion équivalent des signaux change de position par rapport au plan de réflexion réel du réflecteur 33 et le déphasage apporté au champ des signaux réfléchis par la zone correspondante est modifié. La position moyenne du plan de réflexion équivalent correspond à une modification de phase nulle du champ du signal réfléchi au niveau de la zone de l'élément déphaseur correspondant. Les figures 5 et 6 représentent un mode de réalisation parti- culier desdits éléments déphaseurs. Ceux-ci sont constitués, par un dip8le 41 pouvant être court-circuité au voisinage de son excita- tion par des diodes 42 selon la figure 5 ou par un cornet 51 comportant également des diodes 52 selon la figure 6. Les diodes 42 ou 52 sont connectées à un circuit de commande,non représenté, analogue au circuit de commande 31 de la figure 4. Le dip8le ou le cornet constituant l'élément déphaseur est logé dans un trou ménagé dans la surface du réflecteur constituée par exemple par le grillage 21 ou à la périphérie du réflecteur. De façon plus générale, et sans sortir du cadre de la présente invention, les éléments déphaseurs peuvent être constitués par tout dispositif, rsceptible de fournir un coefficient de réflexion de module 1 et de phase pouvant prendre au moins deux valeurs. Selon la figure 7 le mode de réalisation particulier de la présente invention est relatif à un radar de poursuite monopulse. Celui-ci comporte un réflecteur 61 associé à la source primaire 62 constituant l'antenne. Ce réflecteur 61 est muni d'éléments déphaseurs 68 répartis à la surface ou à la périphérie de celui-ci. La source 62 est monopulse et fournit les voies de réception somme r- et différence ú aux récepteurs 63 associés à chaque voie somme et différence. Les circuits de prélèvement 64 du signal de sortie de chaque voie somme et différence dirigent vers le proces- seur 66 une fraction de la puissance du signal de sortie de chaque récepteur 63. En particulier la fraction d'énergie du signal de sortie de chaque voie est prélevée par les circuits 64 en fin de récurrence du signal en l'absence du signal utile. Les opérations de modification de phase au niveau des éléments déphaseurs et de comparaison du niveau d'énergie du signal de brouillage sont effectuées en l'absence de signal utile. Ces opérations peuvent être répétées lors des récurrences suivantes jusqu'à l'obtention du minimum du niveau d'énergie du signal de brouillage. Les circuits assurent la détection et le filtrage des signaux reçus sur chaque voie. Les circuits de prélèvement 64 du signal de sortie sont cons- titués par exemple comme décrit précédemment par une boucle de couplage ou capteur connecté en série à un commutateur dont la fermeture e3t commandée en fin de récurrence du signal. Les circuits de détection 65 consistent en un dispositif classique de détection par diodes délivrant, par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas, pour chaque voie un signal vidéo fréquence représentatif de la puissance moyenne du signal de brouillage. Les circuits 65 sont connectés à un circuit de pondération 69 qui délivre à partir du signal vidéo fréquence précédent un signal d'erreur représentatif du niveau d'énergie du signal de brouillage à partir duquel le processeur 66 connecté en sortie du circuit de pondération 69 effectue, par 'intermédiaire d'une matrice d'aiguillage 67, les opérations de commande séquentielle de modifi- cation de phase appliquée aux éléments déphaseurs 68 répartis au niveau de la structure du réflecteur, de comparaison du niveau du signal d'erreur délivré par le circuit de pondération après commande de modification de la phase au niveau d'un élément déphaseur avec le niveau du signal d'erreur avant ladite commande de modification de phase, de maintien de la modification de phase correspondante lorsque le niveau du signal d'erreur après modification de la phase est inférieur au niveau du signal d'erreur avant cette modification. De façon générale le processeur 66 peut consister en un calcu- lateur comprenant des moyens de comparer le niveau du signal vidéo fréquence obtenu après détection de la fraction du signal prélevée en sortie du récepteur ou le niveau du signal d'erreur délivré par le circuit de pondération 69, des moyens de discrimination de niveaux de signaux vidéo fréquence associés à des moyens de main- tien de commande de déphasage au niveau de chaque élément déphaseur. On a ainsi décrit un procédé et un dispositif d'antibrouillage d'un radar comportant une antenne à réflecteur applicables à la mise en oeuvre de radars de poursuite monopulse. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Procédé d'antibrouillage d'un équipement de détection électro- magnétique comprenant une antenne à réflecteur, agissant par opti- misation du niveau du signal obtenu à la sortie d'un récepteur associé à l'antenne, caractérisé en ce qu'il consiste à provoquer séquentiellement au niveau d'une pluralité de points choisis de la structure du réflecteur et/ou de son voisinage une modification de la phase du champ réfléchi en ces points, la modification de la phase au niveau desdits points étant maintenue lorsque le niveau du signal de sortie résultant, comparé au niveau du signal de sortie avant modification de ladite phase en un point considéré, est inférieur à celui-ci. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de sortie résultant comparé au signal de sortie avant modi- fication de la phase en un point considéré est une fraction de i 5 l'énergie du signal de brouillage en l'absence de signal utile. 3. Procédé d'antibrouillage selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que ladite modification de la phase du champ réfléchi est effectuée en un nombre restreint de points de la structure du réflecteur par valeurs variables de 0 à 2T par valeurs discrètes. 4. Procédé d'antibrouillage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les valeurs discrètes de variation de la modification de phase en un point de la structure du réflecteur sont des multiples de 7/2. 5. Procédé d'antibrouillage selon les revendications 1 à 3, carac- térisé en ce que la comparaison du niveau du signal de sortie résultant de la modification de la phase au niveau d'un des points déterminés du réflecteur est effectuée, pour un même point, pour chaque valeur discrète du déphasage appliquée. 6. Dispositif d'antibrouillage d'un équipement de détection 1électro- magnétique comprenant un réflecteur associé à une source primaire et à un récepteur, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de prélèvement (4) du signal de sortie du récepteur, ledit circuit de prélèvement (4) étant connecté à un processeur (6) par l'interr_é- diaire d'un circuit de détection (5) et délivrant audit processeur un signal représentatif de la puissance moyenne du signal de sortie du récepteur, la sortie du processeur (6) étant connectée à une pluralité d'éléments déphaseurs (8) répartis en des points choisis de la structure du réflecteur et/ou de son voisinage par l'intermé- diaire d'une matrice d'aiguillage (7). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le circuit de prélèvement (4) comporte un capteur constitué par une dérivation en Té. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit de prélèvement (4) comporte un capteur constitué par une dérivation en Té (133), ledit capteuz étant connecté à. une porte (131) dont la borne de commande (132) est reliée aux circuits de commande de récurrence du signal d'émission du radar (134), et dont la sortie (135) est reliée au circuit de détection (5). 9. Dispositif selon la revendication 6 à 8, caractérisé en ce que les éléments déphaseurs (8) sont répartis d'une part à la surface du réflecteur (1) et d'autre part à la périphérie dudit réflecteur ou zone de débordement de celui-ci. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les éléments déphaseurs (8) comportent un réflecteur (33) devant lequel sont tendus une série de fils conducteurs (34) comportant chacun une ou plusieurs diodes (35) connectées en série, chacun des fils étant connecté à un circuit de commande (31) dont l'entrée (32) est reliée à la matrice d'aiguillage (7). 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les éléments déphaseurs (8) sont constitués par un dip8le (41) compor- tant des diodes (42) au voisinage de son excitation. 12. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les éléments déphaseurs (8),sont constitués par un cornet (51) compor- tant des diodes (52) au voisinage de son-excitation. 13. Dispositif suivant les revendications 6 à 8, caractérisé en ce que dans le cas d'un radar monopulse les voies somme et différence comportent un circuit de prélèvement du signal de brouillage (64) connecté par l'intermédiaire d'un circuit de détection (65) à un circuit de pondération (69), ledit circuit de pondération délivrant à un processeur (66) un signal d'erreur représentatif du niveau d'énergie du signal de brouillage, ledit processeur étant connecté à une pluralité d'éléments déphaseurs (68) répartis en des points choisis de la structure du réflecteur (61) par l'intermédiaire d'une matrice d'aiguillage (67). 14. Antenne à réflecteur équipée d'éléments déphaseurs selon la revendication 9. 15. Equipement de détection électromagnétique comportant un dispo- sitif d'antibrouillage selon l'une des revendications précédentes.