Brevet FR2686156A1 — publié le 19930716

La présente invention concerne un système récepteur et plus précisément un tel système comprenant un dispositif destiné à supprimer les signaux d'interférence des signaux reçus. Dans un système récepteur connu de radar, un signal reçu sous forme d'un écho est transmis à un convertisseur analogique-numérique. Le signal reçu peut contenir des signaux d'écho provenant d'un objet mobile qui doit etre détecté et aussi de signaux parasites de bourrage dont la partie essentielle provient des impulsions émises et réfléchies par les objets placés au sol. Comme les objets placés au sol ne se déplacent pas par eux-memes, les signaux de bourrage forment une structure prévisible et peuvent etre supprimés par transmission du signal de sortie du convertisseur analogique-numérique à un filtre numérique convenable. Bien que le filtre numérique supprime les signaux de bourrage, il ne supprime pas les interférences pulsées. Les interférences pulsées peuvent par exemple apparaître lorsqu'un autre émetteur radar pulsé fonctionne dans la région considérée, avec une fréquence différente de répétition d'impulsions. Les interférences sont habituellement supérieures d'un facteur élevé à l'écho voulu, mais elles sont reçues uniquement lorsque l'arrivée correspond au fonctionnement du système récepteur en mode de réception. Comme le système de réception n'est placé que par intermittence en mode de réception, les interférences n'affectent habituellement que des impulsions isolées d'écho c'est-à-dire que les interférences ont une nature impulsionnelle. L'un des problèmes posés lorsque l'on tente de supprimer les impulsions d'interférence, et notamment un problème posé dans le cas des systèmes récepteurs de radar, est le fait que les impulsions d'interférence sont difficiles à reconnaître lorsque leur compensation est entreprise avant réduction du bourrage dans le filtre numérique. Ceci est du au fait que les signaux de bourrage ont habituellement une amplitude très supérieure à celle des signaux nécessaires d'écho et ont aussi tendance à masquer les impulsions d'interférence. En conséquence, si l'on tente de supprimer l'impulsion d'interférence avant l'étage de filtrage, on peut aussi supprimer une partie des signaux de bourrage qui sont eux-memes ainsi perturbés et ceux-ci empechent à leur tour leur suppression dans le filtre numérique.D'autre part, lorsque la suppression des impulsions d'interférence est entreprise après réduction du bourrage, l'impulsion d'interférence, lors du passage dans le filtre et en particulier dans le cas d'un filtre récursif, s'est étendue à des impulsions suivantes r à un stade auquel la correction de l'effet complet de l'impulsion d'interférence est dif fi- cile. L'invention concerne un système récepteur comprenant un convertisseur analogique-numérique destiné à recevoir un signal, un filtre numérique destiné à recevoir des signaux de sortie du convertisseur analogiquenumérique, une mémoire tampon destinée à conserver un nombre prédéterminé d'impulsions filtrées et un dispositif de reconnaissance de structure commandé par les impulsions mémorisées et destiné à reconnatre en me me temps une amplitude prédéterminée d'impulsion qui signifie la présence d'une impulsion d'interférence et à transmettre un train modifié d'impulsions vers l'entrée du filtre numérique afin que les signaux suivants de sortie du filtre numérique soient modifiés et soient pratiquement débarrassés des effets des interférences impulsionnelles. Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif de reconnaissance de structure est destiné à calculer, sous forme numérique, l'effet des interférences impulsionnelles détectées sur le train d'impulsions de l'écho, et assure la transmission d'un signal de réaction à la mémoire tampon afin que le train d'impulsions conservé dans la mémoire tampon soit modifié d'une manière telle que l'effet principal des interférences impulsionnelles sur le train mémorisé d'impulsions soit compensé. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif de reconnaissance de structure recon nat une structure d'amplitude d'impulsions dans des impulsions filtrées consécutives se trouvant dans la mémoire tampon, cette structure indiquant la présence et la position au cours du temps de l'impulsion d'inter référence. L'utilisation d'une mémoire tampon dans laquelle un nombre prédéterminé d'impulsions filtrées consécutives sont conservées permet l'utilisation d'une rétroaction sélectivement sur un ou plusieurs signaux mémorisés et facilite ainsi la reconnaissance et la suppression des impulsions d'interférence après la suppression du bourrage. Dans un mode de réalisation préféré, le système récepteur est celui d'un radar, le filtre est destinée supprimer le bourrage des impulsions renvoyées du radar, transmises par la sortie du convertisseur analogiquenumérique, et la mémoire tampon est destinée à conserver le nombre prédéterminé d'impulsions filtrées d'écho du radar. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le filtre numérique est un filtre récursif à "n" pâles. La mémoire tampon comporte un dispositif destiné à conserver temporairement les signaux d'entrée et de sortie du filtre numérique, pendant un nombre prédéterminé d'impulsions, de préférence sous forme séquentielle. Ce nombre prédéterminé est de préférence inférieur ou égal au nombre "n" de pôles associés au filtre récursif et de préférence d'une manière telle que, après le nombre prédéterminé d'impulsions, la fonction de réponse du filtre a dépassé son pic. Dans un autre mode de réalisation de la présente invention, le filtre numérique est sous forme d'un filtre à réponse impulsionnelle finie. Le dispositif de reconnaissance de structure, dans un mode de réalisation, comporte un dispositif de calcul d'une amplitude de seuil, celle-ci étant fonction de l'amplitude moyenne d'un nombre prédéterminé d'impulsions filtrées reçues antérieurement. Un dispositif peut etre disposé afin qu'il compare les amplitudes de certaines impulsions filtrées au moins, conservées dans la mémoire tampon, à l'amplitude de seuil afin que celles des impulsions filtrées dont l'amplitude dépasse l'amplitude de seuil, le cas échéant, puissentetre identifiées.La reconnaissance de structure met en oeuvre, dans un mode de réalisation préféré, un dispositif de comparaison de l'amplitude d'une impulsion filtrée du train d'impulsions conservé dans la mémoire tampon, avec l'amplitude d'une autre impulsion afin que l'impulsion d'entrée pendant laquelle l'interférence a apparu soit déterminée. Un aspect de la présente invention est la mise à disposition d'un procédé de suppression des impulsions d'interférence des impulsions d'écho reçues, comprenant les étapes de réception des impulsions d'écho, de suppression des interférences de bourrage des impulsions d'écho reçues, par filtrage, de mémorisation d'un train d'impulsions filtrées d'écho reçu, pratiquement dépourvu d'interférences de bourrage dans une mémoire tampon, d'identification de la présence d'une impulsion d'interférence, de calcul de l'effet de l'impulsion d'interférence sur un train prévu d'impulsions d'écho reçues, non affecté par l'impulsion d'interférence, et la formation d'un signal de réaction transmis à la mémoire tampon et à un filtre afin que les effets de l'impulsion d'interférence soient supprimés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure 1 est un diagramme synoptique d'un système de réception de radar. selon un mode de réalisation de l'invention cet et la figure 2 représente un exemple de train d'impulsions, traité dans l'étage de reconnaissance de structure de la figure 1. On se réfère à la figure 1 ; un récepteur radar 2 est destiné à recevoir des impulsions d'écho pendant un court intervalle de temps suivant chaque émission, le retard entre l'émission et la réception correspondant à la distance de la source de l'écho. L'impulsion reçue est un signal complet dans le sens où, en plus de l'écho provenant de la cible mobile voulue, et d'une interférence impulsionnelle éventuelle, il contient aussi des signaux de bourrage. Le signal complet reçu par le récepteur radar 2, après chaque impulsion émise, est transmis à un convertisseur analogique-numérique 4 qui enregistre, sous forme numérique, l'amplitude du signal complet. Le train d'"impulsions" (c'est-à-dire le train des amplitudes numérisées des signaux) transmis par la sortie du convertisseur 4 est transmis à l'entrée d'un filtre récursif (numérique) 6 à "n" pales dont le signal de sortie dépend des "n" dernières impulsions d'entrée et des "n" dernières impulsions de sortie. Le filtre récursif 6 est réalisé de manière qu'il supprime les signaux de bourrage dont les trains dtimpulsions ont des caractéristiques de structure qui peuvent etre prédites. Le signal de sortie qui est maintenant débarrassé des signaux de bourrage et qui provient du filtre récursif 6, est transmis à une entrée d'une mémoire tampon 8 qui fait partie d'un processeur numérique qui comporte aussi un étage 10 de reconnaissance de structure. La mémoire tampon 8 est programmée afin qu'elle conserve un nombre prédéterminé d'impulsions et, dans le mode de réalisation décrit, la mémoire tampon 8 est programmée afin qu'elle conserve quatre impulsions consécutives provenant de la sortie du filtre récursif 6.Lorsqu'une impulsion d'interférence est présente au niveau du récepteur, son effet est réparti dans tous les signaux suivants de sortie du filtre récursif 6, à moins qu'elle ne soit supprimée. La mémoire tampon 8 est couplée à l'étage 10 de reconnaissance de structure qui est programmé afin qu'il identifie des changements d'amplitudes des impulsions mémorisées dans la mémoire tampon 8, ces changements étant un résultat des interférences impulsionnelles. A cet effet, l'étage 10 de reconnaissance de structure est programmé afin qu'il calcule de façon continue une valeur moyenne de l'amplitude d'un certain nombre d'impulsions préalablement mémorisées qui étaient toutes pratiquement dépourvues des effets des interférences impulsionnelles. L'amplitude moyenne A de trente-deux impulsions préalablement mémorisées par exemple, est déterminée. L'étage 10 de reconnaissance de structure détermine constamment une valeur de seuil d'amplitude qui dépend de l'amplitude moyenne A des impulsions.On a constaté en pratique que l'effet d'interférence impulsionnelle notable quelconque sur un train normal d'impulsions d'écho augmentait notablement l'amplitude d'une ou plusieurs de ces impulsions reçues par la mémoire tampon 8, habituellement. Dans le mode de réalisation décrit, on suppose que l'amplitude de seuil est réglée à une valeur quatre fois supérieure à l'amplitude moyenne A. Ainsi, l'amplitude de seuil est réglée à une valeur égale à 4A. Après calcul de l'amplitude de seuil, l'étage 10 de reconnaissance de structure assure la comparaison de l'amplitude réelle de certaines des impulsions conservées dans la mémoire tampon 8 à l'amplitude de seuil. L'étage 10 de reconnaissance de structure est aussi programmé afin qu'il compare les amplitudes relatives des impulsions conservées dans la mémoire tampon 8 car cette opération est représentative de la position dans le temps de l'impulsion d'interférence.L'étage 10 de reconnaissance de structure calcule sous forme numérique l'effet de llinter- férence impulsionnelle sur le train des impulsions d'écho, dans l'hypothèse où cet effet prédomine à sa valeur de crete, et transmet un signal de réaction par une ligne 11, rejoignant la mémoire tampon 8, afin que le train d'impulsions mémorisées conservé dans la mémoire tampon 8 soit modifié d'une manière telle que l'effet principal de l'interférence impulsionnelle est supprimé. Le train d'impulsions modifié est alors renvoyé par une ligne 13 à l'entrée du filtre récursif dont les signaux de sortie doivent ensuite être pratiquement dépourvus des effets des interférences impulsionnelles. Le processus précédent est maintenant illutré en référence au train d'impulsions de la figure 2 sur laquelle les amplitudes Pn-1, Pn-2, Pn-3 et Pn-4 des impulsions ont été conservées dans la mémoire tampon 8. La valeur de seuil T est calculée dans l'étage 10 de reconnaissance de structure comme étant égale à 4A et, dans cet exemple, Pn-1 et Pn-2 sont tous deux représentés comme ayant une amplitude légèrement supérieure à 4A. La détermination par rapport au seuil dans l'étage 10 de reconnaissance de structure, indique que les deux amplitudes d'impulsions Pn-1 et Pn-2 dépassent la valeur de seuil 4A, et l'étage 10 de reconnaissance de structure est programmé afin qu'il reconnaisse le train d'impulsions mémorisées comme ayant été affecté par une impulsion d'interférence.Un sous-programme mis en oeuvre dans l'étage 10 de reconnaissance de structure, compare alors les amplitudes des impulsions et détermine par exemple que- l'amplitude de l'impulsion n-2 était supérieure à celle de l'impulsion n, et il en déduit que l'interférence impulsionnelle a apparu pour l'impulsion n-4. A l'aide de ces données, le train d'impulsions de la figure 2 peut être modifié par le signal de réaction transmis le long de la ligne 11 afin que l'effet de l'impulsion sur le train d'impulsions conservé dans la mémoire 8 soit supprimé. Les données du train d'impulsions modifié sont renvoyées à l'entrée du filtre récursif 6 et modifient les signaux ultérieurs de sortie de ce filtre 6 et suppriment l'effet de l'impulsion d'interférence sur les signaux de sortie. Le signal de sortie de l'étage 10 de reconnaissance de structure est donc un signal dans lequel les impulsions de bourrage et d'interférerreont été supprimées. Le signal de sortie est envoyé à un processeur 12 qui calcule l'emplacement et la vitesse de l'objet mobile, ces résultats étant alors transmis à un circuit 14 de détection. Bien qu' on ait décrit l'invention en référence à un système récepteur radar, il s'applique à d'autres systèmes récepteurs, par exemple de sonar. D'autres types de filtres numériques peuvent être utilisés, et les algorithmes de reconnaissance de structure mis en oeuvre dans le processeur numérique varient en fonction de la configuration de la fonction de réponse du filtre numérique. Les tests d'amplitude de seuil et d'amplitude relative appliqués aux impulsions peuvent être réalisés sur des données complexes ou réelles, et un certain nombre d'approximations peuvent être réalisées afin que l'opération de traitement en temps réel soit facilitée. REVENDICATIONS 1. Système récepteur caractérisé en ce qu'il comprend un convertisseur analogique-numérique (4) destiné à recevoir un signal, un filtre numérique (6) destiné à recevoir des signaux de sortie du convertisseur analogiquenumérique, une mémoire tampon (8) destinée à conserver un nombre prédéterminé d'impulsions filtrées, et un dispositif (10) de reconnaissance de structure, recevant les impulsions mémorisées et destiné à reconnatre en meme temps une structure prédéterminée d'amplitudes d'impulsions qui signifie la présence d'une impulsion d'interférence et à transmettre un train modifié d'impulsions à l'entrée du filtre numérique afin que les signaux ultérieurs de sortie du filtre numérique soient modifiés et soient pratiquement dépourvus des effets des interférences impulsionnelles. 2. Système récepteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (10) de reconnaissance de structure est destiné à calculer, sous forme numérique, l'effet des interférences impulsionnelles détectées sur le train d'impulsions renvoyées, et est destiné à transmettre un signal de réaction à la mémoire tampon (8) afin que le train d'impulsions mémorisé dans cette mémoire soit modifié et que l'effet principal de la réponse impulsionnelle sur le train d'impulsions mémorisé soit compensé. 3. Système récepteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif (10) de reconnaissance de structure reconnalt une structure d'amplitudes d'impulsions dans des impulsions filtrées consécutives se trouvant dans la mémoire tampon (8), cette structure signifiant la présence et la position dans le temps de l'impulsion d'interférence. 4. Système récepteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le dispositif (10) de reconnaissance de structure comporte un dispositif de calcul d'une amplitude de seuil, cette dernière étant fonction de l'amplitude moyenne d'un nombre prédéterminé d'impulsions filtrées reçues antérieurement par le dispositif de reconnaissance de structure, un dispositif étant aussi destiné à comparer les amplitudes de certaines au moins des impulsions filtrées conservées dans la mémoire tampon à l'amplitude de seuil afin que les impulsions filtrées dont l'amplitude est supérieure ou égale à l'amplitude de seuil, éventuellement présente, soient identifiées. 5. Système récepteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif (10) de reconnaissance de structure comporte un dispositif de comparaison des amplitudes des impulsions filtrées contenues dans la mémoire tampon (8) avec l'amplitude d'une autre ou de plusieurs autres impulsions afin que la position dans le temps de l'interférence impulsionnelle soit déterminée. 6. Système récepteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le filtre numérique (6) est un filtre récursif à "n" pâles. 7. Système récepteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la mémoire tampon (8) est destinée à conserver les signaux d'entrée et de sortie du filtre numérique (6) pendant un nombre prédéterminé d'impulsions inférieur ou égal au nombre "n" de pâles associés au filtre récursif, et de manière que, après le nombre prédéterminé d'impulsions, la fonction de réponse du filtre ait dépassé son pic. 8. Système récepteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le filtre numérique (6) est un filtre à réponse impulsionnelle finie. 9. Système récepteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le système récepteur est celui d'un radar, le filtre (6) étant destiné à supprimer le bourrage des impulsions d'écho du radar et la mémoire tampon étant destinée à conserver un nombre prédéterminé d'impulsions filtrées d'écho de radar. 10. Système récepteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le système récepteur est celui d'un sonar, le filtre (6) étant destiné à supprimer le bourrage des impulsions d'écho du sonar et la mémoire tampon étant destinée à conserver un nombre prédéterminé d'impulsions filtrées d'écho du sonar. 11. Procédé de suppression d'impulsions d'interférence dans des impulsions d'écho reçues, caractérisé en ce qu'il comprend la réception des impulsions d'écho reçues, la suppression des interférences de bourrage des impulsions d'écho reçues par filtrage à l'aide d'un filtre numérique (6), la mémorisation d'un train d'impulsions filtrées d'écho reçu qui est pratiquement dépourvu d'interférences de bourrage, dans une mémoire tampon (8), l'identification de la présence d'une impulsion d'interférence, le calcul de l'effet de l'impulsion d'interférence sur un train d'impulsions prévues d'écho reçu qui n'est pas affecté par l'impulsion d'interférence, et la transmission d'un signal de réaction à la mémoire tampon (8) et au filtre numérique (6) afin que les effets de l'impulsion d'interférence sur le train d'impulsions d'écho reçu soient supprimés.