Brevet FR2683326A1 — publié le 19930507

PROCEDE D'INTERROGATION D'UN REPONDEUR RADAR ET REPONDEUR POUR LA MISE EN OEUVRE DU PROCEDE La présente invention concerne un procédé d'interrogation d'un répondeur radar et répondeur pour la mise en oeuvre du procédé. Sur les champs d'essais de tir, les différents mobiles que l'on teste, par exemple des missiles, sont équipés de répondeurs afin d'assurer le suivi en temps réel de leur trajectoire. Un code d'interrogation émis par les radars environnant est affecté à chaque répondeur, de telle sorte qu'un seul mobile puisse répondre à l'interrogation qui lui est destinée Les codes utilisés à l'heure actuelle sont constitués de deux impulsions émises sur porteuse et séparées d'un intervalle de temps Tc correspondant au paramètre du code A la réception d'un tel code, chaque répondeur réagissant sur le front montant des impulsions, mesure le paramètre Tc, le compare avec le paramètre qui lui est affecté, et, en cas de correspondance, répond à l'interrogation. Un premier inconvénient de ce type de codes réside dans la limitation du nombre de codes possibles, et par conséquent, du nombre de mobiles testés: en effet, la norme actuelle fixe l'intervalle de temps maximal entre deux impulsions à environ 12 ps, et, compte tenu du pouvoir de discrimination des répondeurs actuels qui est sensiblement de 1 ps, seulement dix codes différents sont utilisés, répartis entre 3,ps et 12 ps. La possibilité d'affecter à des groupes de répondeurs différentes fréquences porteuses est exclue du fait de la grande dynamique de puissance des signaux reçus qui ne permet pas de faire une discrimination en fréquence suffisante à un coût raisonnable. De plus, les résultats non satisfaisants obtenus par l'utilisation de ces codes ont conduit la demanderesse à étudier les causes de fausses réponses ou de manques de réponses de la part des mobiles: les fausses réponses surviennent lorsque deux impulsions parasites forment un code, c'est-à-dire, sont décalées d'un intervalle de temps Tc caractéristique d'un répondeur Ces fausses réponses sont relativement fréquentes compte tenu de la présence, sur le champ de tir, et à proximité, de nombreux radars n'ayant pas tous la fonction d'interroger les mobiles Quant aux manques de réponses, ils peuvent survenir soit à la suite d'une fausse réponse, chaque réponse étant suivie d'un temps mort durant lequel le répondeur ne réagit plus aux interrogations, soit lorsqu'une impulsion parasite se produit juste avant une impulsion de code, masquant alors le front montant de cette dernière. Un but de l'invention est de proposer un nouveau type de codes permettant de tester un plus grand nombre de mobiles, sans avoir à apporter des modifications trop importantes au niveau des radars interrogateurs. Un autre but de l'invention est de diminuer sensiblement les erreurs du type fausses réponses ou manques de réponses. Plus précisément, un objet de l'invention concerne un procédé d'interrogation, à partir de radars, de répondeurs radars, caractérisé en ce qu'il consiste à: émettre, à partir d'au moins un radar, des signaux d'interrogation sous forme de codes composés de deux impulsions espacées d'une durée Tc et de fréquences porteuses respectives telles que leur différence Afc soit non nulle, les valeurs du couple (TC, Afc) étant variables pour chaque code de sorte qu'un code ne soit destiné qu'à un seul répondeur radar; mesurer, au niveau de chaque répondeur radar, la différence Af entre la fréquence porteuse d'un signal reçu à l'instant courant et celle du signal reçu un intervalle de temps Tc auparavant, o Tc est propre à chaque répondeur; comparer la valeur de Af avec la valeur Afc affectée à chaque répondeur; répondre en cas d'égalité entre Af et O fc. Un autre objet de l'invention est un répondeur radar apte à répondre à une interrogation conforme au procédé selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens pour mesurer la différence Af entre la fréquence porteuse d'un signal recu à l'instant courant et celle du signal reçu un intervalle de temps Tc auparavant; des moyens pour comparer la valeur de Af avec une valeur Afc propre au répondeur et décider de répondre en cas d'égalité. L'invention, ainsi que ses avantages, seront mieux compris au vu de la description suivante, en référence aux figures annexées: la figure 1 est un premier mode de réalisation possible d'un dispositif de réception, équipant un répondeur et capable de reconnaître un code temps-fréquence selon l'invention; la figure 2 est un second mode de réalisation possible de ce même dispositif selon l'invention. Le procédé selon l'invention propose donc d'interroger les répondeurs en émettant un signal codé suivant un code formé de deux impulsions espacées d'une durée Tc, et émises sur deux porteuses différentes f 1 et f 2, choisies par exemple dans la bande C Par rapport aux codes utilisés actuellement, le code temps-fréquence selon l'invention présente ainsi un paramètre supplémentaire que l'on choisit comme étant la différence Afc entre les deux fréquences porteuses f 1 et f 2 Le choix de ce paramètre vient du fait qu'il est plus facile de mesurer un décalage en fréquence, en prenant par exemple une des fréquences porteuses comme référence, que de mesurer la valeur absolue d'une fréquence. De plus, le nombre de codes disponibles est plus important puisqu'il augmente, pour une même durée maximale d'interrogation de 12 ls, dans un rapport égal au nombre de paramètres Afc utilisés. Par ailleurs, le taux de fausses réponses et par suite, de manque de réponses, diminue d'un facteur correspondant à la probabilité que deux impulsions parasites données soient décalées en fréquence de Afc. L'émission d'un nouveau code temps-fréquence impose au récepteur de chaque répondeur d'être équipé de moyens pour mesurer le décalage en fréquence 4 fc La mesure de Afc peut s'effectuer soit par mesure des deux fréquences, soit en mélangeant les deux impulsions et en mesurant la fréquence du signal résultant. La figure 1 représente un schéma-bloc d'un mode de réalisation possible d'un dispositif de réception équipant un répondeur, et capable de reconnaître une interrogation qui lui est destinée, cette interrogation étant formée d'un code temps-fréquence selon l'invention. Cette interrogation est émise par exemple par un radar 20. Le répondeur est caractérisé par les deux paramètres Tc et Afc correspondant respectivement à la durée entre les deux impulsions du code qu'il sait reconnaître à la différence (f 2-f 1) entre les porteuses f 1 et f 2 de chaque impulsion Le signal ou code reçu par le dispositif est classiquement filtré par un passe-bande 1 de gabarit assez grand pour laisser passer les fréquences porteuses Le signal filtré est alors démodulé par une fréquence fo, choisie par exemple parmi les deux fréquences fl et f 2, à l'aide d'un mélangeur 2 Le signal issu du mélangeur 2 a une fréquence comprise entre O et 20 M Hz qu'il est possible de mesurer grâce à un dispositif de détection 3 de signal, par exemple du type comparaison à un seuil d'amplitude, qui fournit l'instant t O de détection servant d'instant de déclenchement à un dispositif de mesure 4 de la fréquence f(t) du signal démodulé La mesure de f(t) peut se faire par exemple en comptant les passages à zéro du signal démodulé. Dans l'optique de pouvoir mesurer la différence de fréquence Af entre les deux impulsions, et dans l'hypothèse o ces impulsions sont bien séparées d'un intervalle de temps Tc, les valeurs de fréquences mesurées sont stockées pendant une durée Tc dans un dispositif de stockage 5 Si l'on note At la tolérance faite sur l'intervalle de temps Tc, typiquement de l'ordre de 300,ps, le dispositif selon l'invention prévoit préférentiellement de faire des mesures de fréquences et de stocker ces mesures tous les Avantageusement, le dispositif de stockage 5 est un registre à déca age de longueur Tc, capable de mémoriser Tc/At valeurs dans autant de cases mémoire Lorsqu'aucune détection de signal n'est effectuée au niveau du dispositif de détection 3, la case d'entrée du registre est mise systématiquement à une valeur fixe ne pouvant correspondre à une fréquence possible Chaque valeur de f(t) arrivant dans le registre à décalage est soustraite à la valeur stockée un intervalle de temps Tc auparavant par l'intermédiaire d'un dispositif de calcul 6 fournissant la différence de fréquence Af recherchée Un dispositif de comparaison 7 compare alors Af avec le paramètre Afc du répondeur L'égalité est obtenue dans le cas o le code reçu était effectivement adressé à ce répondeur Ce dernier peut prendre, le cas échéant, la décision de répondre à l'interrogation. La figure 2 représente un autre mode de réalisation du dispositif de réception d'un code temps-fréquence selon l'invention, dans lequel la mesure du paramètre Afc s'effectue par le mélange des deux impulsions reçues et la mesure de la fréquence du signal résultant; plus précisément, en se référant à la figure 2, le signal reçu est toujours filtré par un passe-bande 1, comme dans le cas de la figure 1 Le signal filtré est ensuite appliqué à un limiteur 8 qui permet d'éliminer les problèmes dus à une grande dynamique en puissance Pour simplifier le traitement, le signal issu du limiteur 8 est alors transposé en fréquence intermédiaire par un mélangeur 9, puis, le signal résultant est multiplié au niveau d'un mélangeur 11 par le même signal retardé d'une durée Tc par une ligne à retard 10 La détection du code s'effectue ensuite grâce à un filtre passe-bande 12 centré sur Afc, suivi d'un comparateur 13. Le fonctionnement du dispositif de la figure 2 sera mieux compris au vu de la formulation mathématique suivante: Supposons que le code reçu par le dispositif de la figure 2 soit constitué, conformément à l'invention, de deux impulsions, de fronts, par exemple montants, séparés par une durée T, la première impulsion transmettant un signal sl(t) de fréquence porteuse fl, et la deuxième impulsion transmettant un signal S 2 (t) de fréquence porteuse f 2 Les deux signaux S 1 (t) et S 2 (t) ont par exemple une même amplitude E, de sorte que l'on peut écrire s, (t) = Esin( 2 -rft) s 2 (t) = Esin( 2 rf 2 t) Le limiteur 8 limite alors l'amplitude des deux signaux S 1 (t) et s 2 (t) à une valeur A correspondant au plus à la plus petite amplitude susceptible d'être reçue. En sortie du mélangeur 11, le signal s'écrit S(t) = 2 lcos( 27 ràf t) cos( 2 r(f, + f 2)t)l Avec Af = If, f, si T = T% S(t)=O sit T 1 Lorsque le signal s(t) est non nul, son passage par le filtre passe- bande 12 centré sur Afc et de fonction gain G(f) permet d'obtenir un signal s'(t) tel que: A 2 s' (t) = G(f) A cos 2 -waf t Le comparateur 13, par comparaison à un seuil d'amplitude 50, permet alors de détecter uniquement les signaux s'(t) de fréquence Afc. Notons que le seuil d'amplitude 50 doit satisfaire à la double inégalité suivante A 2 A 2 2 G(A\fm) A l'issue de la comparaison, le dispositif peut prendre ou non la décision de répondre au code reçu. Pour des raisons de coûts et de faible encombrement, on choisira préférentiellement une ligne à retard 10 à ondes de surface. REVENDICATIONS 1 Procédé d'interrogation, à partir de radars, de répondeurs radars, caractérisé en ce qu'il consiste à: émettre, à partir d'au moins un radar, des signaux d'interrogation sous forme de codes composés de deux impulsions espacées d'une durée Te et de fréquences porteuses respectives telles que leur différence Afc soit non nulle, les valeurs du couple (Tc, Afc) étant variables pour chaque code de sorte qu'un code ne soit destiné qu'à un seul répondeur radar; mesurer, au niveau de chaque répondeur radar, la différence Af entre la fréquence porteuse d'un signal reçu à l'instant courant et celle du signal reçu un intervalle de temps Tc auparavant, o Tc est propre à chaque répondeur; comparer la valeur de Af avec la valeur Afc affectée à chaque répondeur; répondre en cas d'égalité entre Af et Afc. 2 Procédé d'interrogation selon la revendication 1, caractérisé en ce que, après démodulation des signaux reçus, la mesure de la différence Af consiste à détecter la présence d'un signal pour déclencher des mesures de fréquence; faire une pluralité de mesures de la fréquence des signaux successifs reçus; stocker lesdites mesures; soustraire à la mesure courante de la fréquence la mesure effectuée un intervalle de temps Tc auparavant. 3 Procédé d'interrogation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les mesures effectuées sur des signaux nuls sont remplacées par une valeur déterminée, non représentative d'une fréquence possible. 4 Procédé d'interrogation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mesure de la différence Af consiste à mélanger ledit signal reçu à l'instant courant avec ledit signal reçu un intervalle de temps Tc auparavant pour obtenir un signal résultant de fréquence Af, et en ce que la comparaison de la valeur Af avec Afc consiste à effectuer un filtrage passe-bande centré sur Afc dudit signal résultant et à comparer le signal filtré à un seuil 50. 5 Répondeur radar apte à répondre à une interrogation conforme au procédé selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens pour mesurer la différence Af entre la fréquence porteuse d'un signal reçu à l'instant courant et celle du signal reçu un intervalle de temps Tc auparavant; des moyens pour comparer la valeur de Af avec une valeur Afc propre au répondeur et décider de répondre en cas d'égalité. 6 Répondeur radar selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il dispose d'un mélangeur ( 2) des f O pour démoduler ces signaux, et en différence Af comprennent: un dispositif de détection mesures de fréquence; un dispositif de mesure successifs reçus déclenchés par le effectuer une pluralité de mesures; signaux reçus avec une fréquence ce que les moyens pour mesurer la ( 3) de signal pour déclencher des ( 4) de la fréquence des signaux dispositif de détection ( 3) pour un dispositif de stockage ( 5) desdites mesures; un dispositif de calcul ( 6) qui soustrait à la mesure courante de la fréquence, la mesure effectuée un intervalle de temps Tc auparavant. 7 Répondeur radar selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de détection ( 3) est du type comparaison de l'amplitude du signal reçu à un seuil d'amplitude. 8 Répondeur radar selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le dispositif de mesure ( 4) de la fréquence des signaux compte les passages à zéro desdits signaux. 9 Répondeur radar selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le dispositif de mesure ( 4) effectue des mesures tous les At I 2, At étant la tolérance faite sur l'intervalle de temps Tc. Répondeur radar selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif de stockage ( 5) est un registre à décalage de longueur Tc, capable de mémoriser TC/At valeurs dans autant de cases mémoire. 11 Répondeur radar selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens pour mesurer Af comprennent: une ligne à retard ( 10) de retard Tc, qui retarde d'un intervalle de temps Tc le signal reçu; un mélangeur ( 11) qui mélange ledit signal reçu à l'instant courant avec le signal retardé et en ce que les moyens pour comparer Af avec Afc sont constitués d'un filtre passe-bande ( 12) centré sur Afc et d'un comparateur ( 13) du signal issu du filtre ( 12) à un seuil 50. 12 Répondeur radar selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il dispose, en outre, d'un mélangeur ( 9) qui transpose le signal reçu en fréquence intermédiaire. il 13 Répondeur radar selon l'une quelconque des revendications 11 ou 13, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un limiteur ( 8) d'amplitude limitant l'amplitude des signaux reçus à une valeur A correspondant au plus à la plus petite amplitude susceptible d'être reçue.