Brevet FR2692049A1 — publié le 19931210

La présente invention concerne un dispositif d'antibrouillage pour radar à balayage électronique, elle concerne également un radar comportant un tel dispositif. Les avions militaires actuels sont le plus souvent équipées de brouilleurs qui émettent des signaux de bruit dans la direction des radars susceptibles de les détecter. Les radars au sol recevant ces signaux, meme sur un lobe secondaire, sont saturés et donc rendus aveugles du fait de la puissance émise par ces brouilleurs. Une solution de l'art antérieur pour remédier a' ce brouillage, consiste à utiliser des antennes auxilinaires en nombre suffisant pour que chacune d'elles soit pointée dans la direction d'un brouilleur. Les signaux issus de ces antennes auxiliaires sont mélangés après une adaptation convenable de leurs ampli- tude et phase avec ceux issus de l'antenne principale de façon à annuler les signaux issus des différents brouilleurs Cette solution présente l'inconvénient de nécessiter autant d'antennes auxiliaires que de brouilleurs, ce qui peut rapidement devenir prohibitif. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient par l'utilisation d'une unique antenne auxiliaire pour l'ensemble des brouilleurs. Selon une caracteristique de l'invention, le dispositif d'antibrouillage comporte une antenne auxiliaire qui, pour chaque direction de pointage de l'antenne principale, est pointée successivement dans la direction des différents brouilleurs et un circuit de commande des déphaseurs et/ou des atténuateurs asso ciés aux antennes élémentaires de l'antenne à balayage électronique, ce circuit de commande étant tel que, recevant les signaux somme #1 et #2 issus de l'antenne à balayage électronique et de l'antenne auxiliaire pointée dans la direction d'un brouilleur, il modifie l'angle de phase de certains déphaseurs associés aux antennes élémentaires se trouvant sur, ou à proximité d'un ensemble de lignes droites perpendicul-aires à la projection orthogonale sur le plan de l'antenne à balayage électronique de la direction du brouilleur, une ligne quelconque parmi celles-ci étant respectivement distante de ses deux plus proches voisines de 3 # et #, où # est la 4 sin # 4 sin # longusr d'onde utilisée, O l'angle que forme la direction du brouilleur considéré avec l'axe mécanique de L'antenne à balayage électronique, cette modification de l'angle des déphaseurs assurant, pour une direction de pointage donnée de l'antenne à balayage électronique, une minimisation du gain de cette antenne dans la direction du brouilleur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le signal 2 1 peut etre un signal quelconque issu de l'antenne principale et notamment le signal différence /\ 1 D'autres avantages et caractéristiques de 1 'in- vention apparaitront dans la description qui suit, donnée à l'aide des figures qui représentent - la figure 1, un exemple d'antenne à balayage électronique montrant les lignes sur lesquelles les déphaseurs ont eu leur phase modifiée - la figure 2, un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention. Des expérimentations ont montré que l'on pouvait minimiser le gain d'une antenne à balayage électronique dans la direction d'un brouilleur faisant un angle e par rapport a' à l'axe mécanique de cette antenne, en modifiant le déphasage de certains déphaseurs et/ou atténuateurs associés aux antennes élémentaires se trouvant sur, ou à proximité de lignes droites perpendiculaires à la projection u sur le plan de cette antenne de la direction du brouilleur considéré. La figure 1 montre une antenne à balayage électronique comportant un ensemble d'antennes élé.mentai- res 2. Sur cette antenne 1 sont représentées les lignes droites parallèles concernées , celles-ci se regroupent en deux ensembles de droites parallèles équidistantes 3 et 4, deux droites consécutives d'un meme ensemble étant distantes dew . / où X sIn e est la longueur d'onde utilisée par le radar, les deux ensembles de droites 3 et 4 étant décalés l'un de I'autre drune distance-JL /4. Dans la suite de la description on appellera bandes paires l'ensemble de déphaseurs associés aux antennes élémentaires 2 situés sur ou à proximité de l'une des droites de l'ensemble des droites 3, l'une de ces droites 3 passant par le centre de symétrie de l'antenne à balayage électronique. De même on appellera bande impaire l'ensemble des déphaseurs associés aux antennes élémentaires situées sur, ou à proximité du second ensemble de lignes droites parallèles 4. A chaque brouilleur correspond une direction û et donc deux ensembles de bandes paires et impaires. La minimisation dans la direction d'un brouilleur donné du gain de l'antenne à balayage électronique dépend donc du pourcentage de déphaseurs modifiés dans chaque type de bande, paire ou impaire, et de l'amplitude de cette modification de Phase pour chaque déphaseur. Le schéma du dispositif selon l'invention permettant cette minimisation du gain dans les directions des différents brouilleurs est montré sur la figure 2 I1 comporte une antenne auxiliaire 5 connectée à un circuit opérateur 8 par l'intermédiaire d'un circuit de changement de fréquence 6 et d'un amplifica- teur en moyenne fréquence 7 montés en série. L'antenne principale Il à balayage électronique est de même connectée au circuit opérateur 8 par l'intermédiaire d'un circuit haute fréquence 10 délivrant des signaux somme T et différence À et d'un amplificateur en moyenne fréquence 9 montés en série et recevant le signal somme ss issu du circuit haute fréquence 10. Les deux sorties de ce circuit opérateur 8 sont connectées à un premier calculateur 14 par l'intermédiaire de deux convertisseurs analogique-numérique Il et 12. La sortie ca ce premier calculateur 14 est connectée par l'intermédiaire d'une mémoire 15 et d'un second calculaveur 16 à un troisième calculateur 13, commandant cette mémoire 15. Ce troisième calculateur 13 est connecté au circuit haute fréquence 10 et commande les déphaseurs associés aux antennes élémentaires 2. L'ensemble du circuit opérateur 8, des deux convertisseurs analogique-numérique 11 et 12, des trois calculateurs 13, 14, 16, et de la mémoire 15 constitue- ce que l'on appelle l'ensemble 20 de commande des déphaseurs. Le fonctionnement du dispositif objet de l'invention est le suivant : le circuit opérateur 8 reçoit les signaux somme #1 et #2 délivrés respectivement 1 2 par l'antenne à balayage électronique 1 et par llan- tenne auxiliaire 5 après avoir été transposés en moyenne fréquence. Si B. représente le signal issu du brouilleur de rang i au niveau de l'antenne à balayage électronique 1 et de l'antenne auxiliaire 5, &alpha;i le gain complexe de l'antenne à balayage électronique 1 dans la direction du sème brouilleur et ss le gain de l'antenne auxiliaire dans sa direction de pointage, on peut écrire le circuit opérateur 8 délivre alors sur deux sorties les signaux p et Pq correspondant respectivement à ces signaux p et p sont échantillonnés et les amplitudes aes échantillons sont converties en mots binaires par les circuits 11 et 12 de conversion analogique-numérique. Le calculateur 14 recoit les signaux p et p en numérique ; ces signaux y sont mémorisés pendanL un temps suffisamment important de façon à déterminer les amplitudes moyennes p et p des si q gnaux p et pq. Le calculateur 14 détermine ensuite les valeurs des composantes a. et b. du gain complexe &alpha;i I i de l'antenne à balayage électronique 1 dans la direc ème tion du i brouilleur a l'aide des relations ces valeurs sont ensuite transmises à la mémoire 15. Cette première série d'opérations est faite sans modification des angles de phase des déphaseurs associés aux antennes élémentaires 2 autre que celles nécessaires au pointage de l'antenne à balayage électronique 1 dans une direction donnée. Dans une seconde étape, certains des déphaseurs associés aux antennes élémentaires 2 des bandes paires ont leur angle de phase modifié d'une même quantité prédéterminée, pouvant par exemple correspondre à la modification du mot binaire caracterisant le déphasage de chaque déphaseur par addition algébrique d'une unité. Le nomb-re de déphaseurs dont la phase est modifiée pour chaque bande de l'ensemble des bandes paires est prédéterminé par le calculateur 13 en fonction de la valeur de l'amplitude du signal Bi reçu. Ces modifications des angles de phase des déphaseurs les bandes paires étant effectuées, les opérations précédentes se répètent, ce qui aboutit au calcul des coefficients a'i et b' i correspondant aux composantes du nouveau gain complexe OQ' de l'antenne a' balayage électronique I dans la direction du 1ème brouilleur Ces valeurs a' i et b'. sont stockées également dans la mémoire 15. Le calculateur 13, dans une troisième étape procède à za modification des angles de phase de certains déphaseurs associés aux antennes élémentaires 2 des bandes impaires. Cette opération peut se faire en conservant la modification précédente des angles de phase des déphaseurs des bandes paires, mais ceci n'est nullement nécessaire. Le nombre N' de déphaseurs dont l'angle de phase est modifié par une bande parmi l'ensemble des bandes impaires est prédéterminé par le calculateur 13 toujours en fonction de la valeur de l'amplitude du signal B.. Comme précédemment cette opération conduit au stockage dans la mémoire 15 de coefficients a"i et b"i correspondant aux composantes du nouveau gain complexe &alpha; "i de l'antenne à balayage électronique 1 dans la direction du ième brouilleur. A la fin de cette troisième étape le calculateur 16 reçoit les valeurs ai, b., a b'1, a1t. et b". et délivre les valeurs des coefficients # et définis par ces coefficients Ç et sont transmis au calculateur 13 qui détermine les nombres N1 et N'1 de déphaseurs dont la phase doit etre modifiée sur les bandes paires et impaires afin d'obtenir une minimisation du gain ème dans la direction du ieme brouilleur considéré ici. E et Ntl sont définis par ces opérations terminées, le calculateur 13 commande, par une liaison non représentée ici, ltorientation de l'antenne auxiliaire 5 vers le brouilleur- suivant et l'ensemble des opérations précédentes est répute. Si l'on est en présence de k brouilleurs, on aura k ensembles de lignes parallèles sur l'antenne à balayage électronique, ces ensembles de lignes étant généralement sécants les uns avec les autres puisque les k brouilleurs sont a priori dans des directions différentes non coplanaires. Cette opération de minimisation du gain de l'antenne à balayage électronique dans les directions des K brouilleurs est à recommencer pour chaque direction de pointage de l'antenne à-balayage électronique I. La conversion analogique-numérique des signaux peut également se faire à la sortie des amplificateurs en moyenne fréquence 7 et 9. L'exemple décrit précédemment utilise une perturbation en phase du rayonnement des sources élémentaires. Une modification ou une perturbation de phase sur les lignes impaires étant équivalente à une modification ou une perturbation d'amplitude sur les lignes paires et vice et versa, une variante de réalisation du dispositif selon l'invention consiste å remplacer dans le processus décrit précédemment les modifications de phase par des modifications d'amplitude équivalentes. Dans le cas d'une antenne non plane., les lignes paires et impaires définies précédemment sont rapportées au plan d'ouverture de l'antenne, et les déphaseurs et/ou les atténuateurs correspondant à ces lignes sont déterminés sur la surface de l'antenne par î'in- teraction entre cette surface de l'antenne et les plans perpend-Culaires à la direction du brouilleur considéré et passant par ces lignes paires et impaires. On a a-;nsi décrit un dispositif d'antibrouillage pour un radar à balayage électronique, et un radar le comp m-snt. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'antibrouillage d'un radar à balayage électronique comportant au moins une antenne auxiliaire, caractérisé en ce qu'il comporte une unique antenne auxiliaire (5) pointée successivement dans la direction des différents brouilleurs et un circuit de commande (20) des déphaseurs associés aux antennes élémentaires (2) de l'antenne a balayage électronique (1), ce circuit de commande (20) étant tel, que recevant les signaux somme =51 et 52 issus 1 2 de l'antenne à balayage électronique (1) et de l'an- tenne auxiliaire (5), pointée dans la direction-d'un brouilleur, il modifie l'angle de phase de certains des déphaseurs associés aux antennes élémentaires (2) se trolm-.nt sur, ou à proximité -d'un ensemble de lignes droites (3 et 4) perpendiculaires à la projection sur le plan de l'antenne à balayage électronique (1) de la direction du brouillage considéré et réparties de façon périodique sur le plan de l'antenne à balayage électronique, une ligne quelconque parmi celles-ci étant distante de ses deux plus proches voisines respectivement d'une distance 3 > h et X 4 sin O où ou est la longueur tonde utilisée, e 4 sin 6 l'angle que forme la direction du brouilleur considéré avec l'axe mécanique de l'antenne à balayage électro- nique (1), cette modification des déphaseurs assurant pour une direction de pointage donnée de l'antenne à balayage électronique (1), une minimisation du gain de cette antenne dans la direction du brouilleur. 2. Dispositif d'antibrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de commande (20) des déphaseurs des antennes élémentaires (2) comporte un circuit opérateur (8) recevant les signaux somme #1 et #2 respectivement de l'antenne à balayage électronique (1) et de l'antenne auxiliaire (5) et délivrant sur deux sorties distinctes-les signaux p et pa définis par 3. Dispositif d'antibrouillage selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le circuit de commande (20) des déphaseurs des antennes élémentaires (2) comporte, connecté au circuit opérateur (8), un calculateur- (14) calculant à partir de l'amplitude moyenne p et pq des signaux p et Pq les composantes ak et bk du gain complexe &alpha;k de l'antenne à balayage électronique (1) dans la direction du brouilleur de rang k en utilisant les équations où ss représente le gain de l'antenne auxiliaire (5) dans sa direction de pointage. 4. Dispositif d'antibrouillage selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le circuit de commande (20) des déphaseurs des antennes élémentaires (2) comporte un calculateur (13) qui pour chaque pointage de l'antenne auxiliaire (5) dans la direction d'un brouilleur de rang k effectue successivement une modification de la phase d'un nombre nl, n2 prédéterminé de déphaseurs associé aux antennes élémentaires (2) situés sur ou à proximité d'un des ensembles de lignes parallèles (3 ou 4), un circuit mémoire (15) recevant du calculateur (14) l'ensemble des valeurs (akr bk) (a kt b'k) et (a"k, b"k) correspondant respectivement aux composantes du gain complexe 0(k sans modification des angles de phase des déphaseurs des antennes élémentaires (2), &alpha;'k et &alpha;"k avec modification des angles de phase des déphaseurs des antennes élémentaires (2), situés sur ou à proximité d'un des ensembles de lignes droites parallèles (3 ou 4), un calculateur (16) calculant les coefficients # k et k définis par : 5. Dispositif d'antibrouillage selon les revendictions 7 et 4, caractérisé en ce que le calculateur (13) recevant pour chaque brouilleur de rang k les coefficients 0 et k change respectivement les v nombres nl et n2 des déphaseurs (2) dont on modifie l'angle de phase sur ou à proximité d'un des ensembles de lignes droites parallèles (3 ou 4), les nouveaux nombres n'1 et n'2, de déphaseurs concernés étant définis par 6. Dispositif d'antibrouillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux sorties du circuit opérateur (8) sont connectées au calculateur (14) par l'intermédiaire de deux convertisseurs analogique-numérique (11 et 12). 7. Dispositif d'antibrouillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'antenne auxiliaire (5) et l'antenne à balayage électronique (1) sont respectivement connectées au circuit opérateur (8) par l'intermédiaire des convertisseurs analogiquenumérique (11 et 12). 8. Dispositif d'antibrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal somme est est remplaçé par le signal différence #1 issu 1 remplac-é A de l'antenne principale à balayage électronique (1). 9. Radar associé à une antenne à balayage électronique caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'antibrouillage selon l'une quelconque des revendications précédentes.