Brevet FR2688893A1 — publié le 19930924

La présente invention concerne un procédé d'évalua- tion d'impulsions radar reçues permettant la distinction entre un écho d'une cible particulière et les échos d'au- tres cibles, le bruit, les interférences, etc Les impul- sions reçues peuvent être évaluées relativement à un cer- tain nombre de caractéristiques, par exemple la direction de réception (angle de visée), le niveau de puissance, la largeur d'impulsion, l'intervalle de répétition des impul- sions (PRI), et aussi la haute fréquence, lorsqu'une mesure absolue de fréquence est disponible Chacune de ces carac- téristiques, même pour une cible particulière, présente des variations dues au bruit, aux interférences, etc, et on doit utiliser des tolérances importantes pour l'évaluation de chaque impulsion Des systèmes classiques de traitement de signaux comparent la valeur de la caractéristique parti- culière à des limites préréglées et acceptent ou rejettent l'impulsion en conséquence. La bande de tolérances ainsi déterminée donne une probabilité importante d'acceptation d'un signal erroné, avec une perte correspondante d'aptitude à la distinction des cibles. La présente invention a pour objet l'augmentation de l'aptitude d'un récepteur à radar à évaluer et identifier des impulsions des cibles Dans un premier aspect de la présente invention, dans un procédé d'évaluation d'im- pulsions radar reçues de cibles, par rapport à plusieurs caractéristiques des impulsions, et pour chaque caractéris- tique, la valeur de cette caractéristique pour une impul- sion actuellement reçue est comparée à la valeur moyenne des impulsions reçues antérieurement afin qu'un incrément mesuré actuellement soit déterminé, l'incrément mesuré actuellement est traité par un processus de probabilité destiné à donner un taux de fiabilité pour l'impulsion associée et la caractéristique associée, et les taux de fiabilité des caractéristiques correspondant à l'impulsion associée sont combinés et donnent un taux global de fiabi- lité pour l'impulsion associée. Les diverses caractéristiques de l'impulsion com- prennent de préférence au moins deux caractéristiques parmi l'angle de la cible, le niveau de puissance de l'impulsion, la largeur de l'impulsion et l'intervalle de répétition des impulsions. Lorsqu'une ou plusieurs des caractéristiques des impulsions est l'angle de la cible, le processus associé de probabilité tient compte de préférence de la composante estimée de bruit de l'impulsion actuelle pour la détermina- tion du taux de fiabilité de l'angle. L'estimation relative au bruit thermique est de préférence tirée de la valeur moyenne de l'angle de la cible et du niveau de puissance de l'impulsion actuelle. L'angle de cible de réception peut être tiré des valeurs mesurées de l'angle de cible en azimut et en hau- teur, des incréments d'azimut et de hauteur en étant déri- vés. Le taux de fiabilité de l'une au moins des caracté- ristiques est soumis à un facteur respectif de pondération dépendant d'une incertitude prédéterminée sur les valeurs caractéristiques particulières. Dans un autre aspect de l'invention, un récepteur radar comporte un circuit d'évaluation d'impulsions destiné à mettre en oeuvre le procédé précité d'évaluation d'impul- sions. Un procédé d'évaluation d'impulsions radar reçues, et un appareil destiné à la mise en oeuvre d'un tel procédé sont maintenant décrits à titre illustratif en référence au dessin annexé qui est un diagramme synoptique des processus mis en oeuvre. Quatre caractéristiques d'un signal radar pulsé sont détectées: (a) l'angle de la source par rapport à l'axe de visée de l'antenne, (b) le niveau de puissance des impul- sions reçues, (c) la largeur d'impulsions du signal reçu, et (d) l'intervalle de répétition des impulsions. L'angle de la source est mesuré pour une impulsion particulière actuellement mesurée, en azimut et en hauteur, i 3 de manière classique. On se réfère au dessin; une valeur moyenne de l'azimut correspondant aux impulsions précédentes détermi- nées comme provenant de la même source est conservée dans une mémoire 11 et est appliquée à un processus 2 De même, une valeur moyenne de la hauteur, par rapport à la direc- tion de l'antenne du récepteur pour les impulsions précé- dentes, est appliquée par l'intermédiaire d'une mémoire 13 au processus 2 Le processus 2 tire, de ces deux valeurs, une valeur moyenne de l'angle de visée dans le plan de la cible suivant la relation l(azimut moyen) + (hauteur moyenne) l cette dernière valeur de l'angle de visée étant appliquée au processus 3 Une seconde entrée du processus 3 est tirée d'une mesure de puissance de l'impulsion actuellement mesu- rée, tirée du processus 15. L'erreur angulaire est due essentiellement aux ef- fets du bruit thermique Bien que l'amplitude de ce bruit thermique ne soit pas prévisible, la valeur quadratique moyenne de l'erreur angulaire due au bruit thermique peut être estimée et dépend de la puissance et de l'angle de visée de la cible Le processus 3, recevant l'angle de visée prévu de la cible (c'est-à-dire la valeur moyenne) (calculé par le processus 2) et la valeur de la puissance de l'impulsion, effectue une estimation du niveau de bruit thermique destinée à être transmise au processus 4 à l'entrée 21. Les valeurs des erreurs d'azimut et de hauteur sont appliquées aux processus 17 et 19, celleci étant dérivées sous forme de différences entre les valeurs moyennes préci- tées de l'azimut et la hauteur d'une part et les angles tirés de l'impulsion actuellement mesurée d'autre part Il faut noter que ces valeurs dites d'erreurs peuvent être tirées des variations de position de la cible et/ou du déplacement de l'antenne du radar, bien qu'une fréquence de répétition d'impulsions soit par exemple suffisamment éle- vée pour qu'elle ne provoque pas de petites variations sous l'action de ces effets Le processus 1 utilise les erreurs d'azimut et de hauteur (c'est-à-dire la différence angu- laire entre le gisement moyen de la cible mesuré pour plusieurs impulsions précédentes et le gisement de la cible mesuré pour l'impulsion unique actuellement évaluée) et forme une erreur angulaire de plan de la cible par mise en oeuvre de la fonction: 2 2 1/2 l(erreur d'azimut) + (erreur de hauteur) l cette erreur angulaire du plan de la cible est appliquée à l'entrée 23 du processus 4. Le processus 4 évalue la probabilité pour que l'angle de la cible indiqué par le signal d'erreur 23 soit l'angle véritable de la cible étant donné le niveau estimé du signal de bruit thermique en 21 Le signal de sortie du processus 4 donne une valeur indiquant le taux de fiabilité qui peut être attribué à l'angle de la cible mesuré d'après l'impulsion actuellement reçue et cette valeur est appli- quée comme signal d'entrée contribuant au processus 10. De manière analogue, une erreur ou un incrément de puissance est formé par le processus 5 à partir d'une mesure de puissance mesurée actuellement à l'entrée 15, et n d'un niveau moyen de puissance pour les 2 impulsions précédentes, avec 1 _ N _ 5, conservées dans la mémoire 25, la formule utilisée étant une fonction intégrale de -a/y ke da y dans laquelle k est une constante, a est la puissance actuellement mesurée, et y est le niveau moyen de puissance. L'incrément actuellement mesuré de puissance est transmis au processus 6 qui effectue une estimation statis- tique de la probabilité pour que l'incrément de puissance soit une valeur véritable et en conséquence que la puissan- ce de l'impulsion actuellement mesurée soit une valeur véritable Le signal de sortie du processus 6 donne un taux de fiabilité sur la puissance et celui-ci est transmis comme signal supplémentaire participant d'entrée au pro- cessus 10. La largeur d'impulsion du signal radar est aussi caractéristique de la cible et la valeur mesurée est appli- quée au processus 27 tandis que la valeur moyenne des largeurs des impulsions précédentes est conservée dans la mémoire 29 La différence est extraite dans le processus 7 à l'aide de la formule: (largeur moyenne (largeur mesurée actuellement d'impulsion) de l'impulsion) afin qu'un incrément de largeur d'impulsion soit formé et appliqué à une entrée 31 du processus 8 Le niveau actuel- lement mesuré de la puissance de l'impulsion et l'incrément de puissance de l'impulsion sont des facteurs reliés à la largeur de l'impulsion et ces valeurs sont appliquées aux entrées du processus 8 Ce processus estime alors, compte tenu des valeurs de puissance, la probabilité pour que la largeur de l'impulsion mesurée soit une valeur véritable, à l'aide de la formule 1 exp l-(erreur de largeur d'impulsion) l a a dans laquelle a est l'écart-type de la largeur d'impulsion, et il donne un signal correspondant de sortie au processus 10. Enfin, la valeur mesurée de l'intervalle de répéti- tion des impulsions (PRI) est appliquée par l'intermédiaire du processus 33 à un processus 9 avec une valeur moyenne n relative aux 2 + 1 impulsions précédentes, avec 1 _ N _ 6 conservées dans la mémoire 35 La fonction de pondération de PRI identifie des caractéristiques de la forme d'onde telles que le fait qu'elle est fixe, qu'elle présente une instabilité ou qu'elle est décalée Le processus 9 extrait la différence entre la valeur actuelle et la valeur moyenne et estime la probabilité pour que l'intervalle actuellement mesuré soit la valeur véritable Le signal de sortie du processus 9 est transmis comme signal final d'entrée con- tribuant au processus 10. Chacun des processus 4, 6, 8 et 9 est soumis à un facteur respectif de pondération, tiré des processus 37, 39, 41 et 43, destinés à la prise en compte de facteurs primordiaux d'incertitude qui doivent régler la significa- tion de la caractéristique particulière Ainsi, si le train d'impulsions présente une instabilité de l'intervalle PRI, l'importance d'une erreur de l'intervalle PRI est réduite à l'aide de ce facteur de pondération, de manière corres- pondante. Le processus 10 de combinaison donne un taux combiné de fiabilité donnant la moyenne des valeurs individuelles lorsqu'elles sont proches mais permet l'utilisation de valeurs individuelles extrêmement faibles destinées à pren- dre le pas sur le reste. L'évaluation des signaux d'entrée est réalisée en trois étapes D'abord, la probabilité PRI est combinée à la probabilité de largeur d'impulsion par le processus lprobabilité (largeur d'impulsion) + Xl lprobabilité (PRI)l K + X K étant une constante et X une fonction de pondération des fonctions de la pondération PRI. Ensuite, les probabilité d'angle et de puissance sont combinées selon la fonction probabilité (angle) probabilité (puissance) Troisièmement, les deux signaux de sortie sont com- binés afin qu'ils donnent une probabilité globale à l'aide de la fonction lprobabilité (angle/puissance) probabilité (largeur 1/2 d'impulsion/PRI)l Le taux combiné de fiabilité est comparé à une valeur de référence afin que le fait que l'impulsion ac- tuellement reçue doit être acceptée comme provenant d'une cible particulière ou non soit déterminé Lorsqu'un certain nombre de cibles est impliqué, les impulsions peuvent être réparties à des circuits individuels choisis d'évaluation suivant les amplitudes des diverses valeurs d'erreurs, chaque impulsion étant affectée au circuit donnant la plus petite valeur d'erreur sur le plus grand nombre de caracté- ristiques. Bien que quatre caractéristique d'un train d'impulsions aient été considérées précédemment, un nombre plus petit ou plus important peut être évalué. REVENDICATIONS 1 Procédé d'évaluation d'impulsions radar reçues de cibles, en référence à plusieurs caractéristiques d'impul- sions, dans lequel, pour chaque caractéristique, la valeur de cette caractéristique pour une impulsion actuellement reçue est comparée à la valeur moyenne d'impulsions reçues antérieurement afin qu'un incrément mesuré actuellement soit formé, l'incrément mesuré actuellement est soumis à un processus de probabilité destiné à donner un taux de fiabi- lité pour l'impulsion associée et la caractéristique asso- ciée, et les taux de fiabilité des diverses caractéristi- ques pour l'impulsion associée sont combinés afin qu'ils donnent un taux global de fiabilité pour l'impulsion associée. 2 Procédé selon la revendication 1, dans lequel les caractéristiques d'impulsions comprennent au moins deux caractéristiques parmi l'angle de la cible, le niveau de puissance de l'impulsion, la largeur d'impulsion, et l'in- tervalle de répétition des impulsions. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'une des diverses caractéristiques d'impulsions est l'angle de la cible et le processus associé de probabilité tient compte d'une composante estimée de bruit de l'impul- sion actuellement reçue pour la détermination d'un taux de fiabilité d'angle. 4 Procédé selon la revendication 3, dans lequel une estimation de bruit thermique est tirée de la valeur moyen- ne de l'angle de la cible et du niveau de puissance de l'impulsion actuellement reçue. 5 Procédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel l'angle formé entre une ligne de visée sur le récep- teur et la cible est tiré des valeurs mesurées de l'angle de la cible en azimut et en hauteur, et une valeur moyenne de l'angle de la cible est dérivée des valeurs moyennes des angles de cibles en azimut et en hauteur. 6 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le taux de fiabilité relatif à l'une au moins des caractéristiques est soumis à un facteur respectif de pondération qui dépend d'une incertitude pré- déterminée des valeurs caractéristiques particulières. 7 Récepteur radar comprenant un circuit d'évalua- tion d'impulsions destiné à mettre en oeuvre un procédé d'évaluation d'impulsions selon l'une quelconque des reven- dications précédentes. 8 Procédé tel que décrit précédemment et pratiquement tel que représenté sur le schéma annexé.