Brevet FR2700015A1 — publié le 19940701

Procédé d'identification ami-ennemi et poste interrogateur et poste répondeur mettant en oeuvre le procédé. La présente invention se rapporte à l'identification ami-ennemi, par échanges en ondes millimétrique entre un poste interrogateur et un poste répondeur; la techniques de l'identification ami-ennemi est, souvent appelée technique IFF d'après le sigle de son appellation anglosaxonne: Identification Friend or Foe. II est connu d'effectuer une telle identification en émettant en direction d'une cible, à partir d'un poste interrogateur, une onde électromagnétique porteuse d'un signal d'interrogation. Si la cible est équipée d'un poste répondeur prévu à cet effet, son poste répondeur, à réception du signal d'interrogation, émet un message prédéterminé et le poste interrogateur, quand il reçoit ce message prédéterminé, reconnaît en la cible une cible amie; dans le cas où il ne reçoit pas le message prédéterminé la cible est considérée comme une cible ennemie. L'inconvénient de ce procédé d'identification connu est qu'il oblige la cible à émettre ce qui peut la faire découvrir par un dispositif d'observation ennemi. La présente invention a pour but, entre autres, d'éviter cet inconvénient. Ceci est obtenu en utilisant, dans le poste répondeur, non pas une antenne émettrice mais un réflecteur dont la fonction réfléchissante peut être commandée électroniquement afin de réfléchir en le modulant le signal généré par le poste interrogateur; le poste répondeur qui était actif est remplacé par un poste qui est passif dans la mesure où il n'émet pas. Selon l'invention il est proposé un procédé d'identification amiennemi consistant à échanger des signaux par voie hertzienne entre un poste interrogateur muni d'un émetteur pour émettre des ondes électromagnétiques et un poste répondeur , caractérisé en ce qu'il consiste, avec le poste répondeur, à répondre au poste interrogateur par une réflexion modulée d'au moins une partie des ondes électromagnétiques reçues du poste interrogateur. Selon l'invention il est aussi proposé un poste interrogateur, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre le procédé décrit au paragraphe précédent. Selon l'invention il est également proposé un poste répondeur pour la mise en oeuvre d'un procédé d'identification ami-ennemi, comportant des moyens de reconnaissance d'un signal d'interrogation, caractérisé en ce qu'il comporte un réflecteur à fonction de réflexion modulable et des moyens de modulation du réflecteur et en ce que les moyens de modulation sont commandés par les moyens de reconnaissance. La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des figures s'y rapportant qui représentent: - la figure 1, un schéma simplifié d'un ensemble interrogateurrépondeur selon l'invention, - la figure 2, un schéma d'un répondeur selon l'invention. Sur les figures les éléments correspondants sont désignés par les mêmes repères; quant aux dispositifs de synchronisation précise, relevant de la technologie courante, ils n'ont pas été représentés en vue de rendre les dessins plus clairs et de simplifier l'exposé. La figure 1 est un schéma qui montre un poste interrogateur, 1, 3, 4, Ae, Ar, et un poste répondeur, R, 2, 5, 6, 7 conçus pour mettre en oeuvre le procédé d'identification ami-ennemi selon l'invention. Une flèche F symbolise les échanges de communication par voie hertzienne entre les deux postes. Le fonctionnement des postes selon la figure 1 peut être résumé comme suit. Le poste interrogateur cherche à établir, dans une première phase, une liaison avec une cible à interroger et pour cela lui envoie un message d'interrogation; le poste interrogateur constitue, dans une deuxième phase, un radar qui émet une onde électromagnétique en direction de la cible. Si la cible est équipée d'un poste répondeur comme celui représenté sur la figure 1, elle va réfléchir, après avoir reconnu le message d'interrogation, I'onde reçue en la modulant par une information prédéterminée, d'une manière qui sera décrite plus loin.Cette onde modulée est reçue par le poste interrogateur qui, s'il y retrouve l'information prédéterminée, va reconnaître dans la cible une cible ami. II s'agit donc ici d'un fonctionnement de type radar avec un échange d'informations entre deux postes. Il est à noter, de plus, que dans l'exemple décrit le poste répondeur est équipé de moyens de détection du message du poste interrogateur et est conçu pour réfléchir vers le poste interrogateur le maximum d'énergie provenant de ce poste interrogateur. Ces moyens de détection peuvent être absents dans certaines mises en oeuvre du procédé selon l'invention et ils ne constituent qu'une amélioration du procédé dont ils ne modifient pas le principe général; pour ces raisons et aussi du fait que l'homme du métier est capable d'en proposer une réalisation, ils ne seront pas décrits dans ce qui suit. Le poste interrogateur selon la figure 1 comporte un émetteurrécepteur, 1, fonctionnant à 35 GHz, muni d'une antenne d'émission Ae et d'une antenne de réception Ar, un générateur de codes, 3, et un circuit de corrélation 4 ; les parties émettrice et réceptrice de l'émetteur-récepteur sont désignées respectivement par les références la et lb. Le générateur de codes 3 délivre un premier et un second signal; ces signaux sont délivrés sur deux sorties différentes respectivement reliées à l'entrée de signaux de l'émetteur du poste 1 et à une première entrée du circuit de corrélation 4; une seconde entrée du circuit 4 est reliée à une sortie de signal du récepteur lb de l'émetteur-récepteur 1. Le poste répondeur selon la figure 1 comporte une antenne, R, qui présente une fonction réfléchissante, commutable par commande électronique. Dans l'exemple décrit il s'agit d'une antenne connue sous le nom d'antenne VAN ATTA; une telle antenne est constituée de lignes électriquement de même longueur avec une antenne élémentaire à chacune des extrémités de ces lignes. L'ensemble de ces antennes élémentaires forme un réseau symétrique, les deux antennes de chaque ligne étant symétriques l'une par rapport à l'autre.Chaque ligne associée à un couple d'antennes élémentaires peut être modulée par exemple par un circuit ouvert ou fermé inséré dans la ligne; lorsque les circuits sont fermés l'antenne réfléchit une onde incidente dans la même direction mais avec un sens opposé du fait de la symétrie des antennes élémentaires associées à chaque ligne; lorsque les circuits sont ouverts l'antenne ne réfléchit pas les ondes incidentes. Avec une telle antenne il est possible, comme cela va être montré dans la suite de cet exposé, de réaliser une réponse réfléchissante codée. L'antenne R est reliée à un récepteur 2 dont le signal de sortie est fourni à la première entrée d'un circuit de corrélation 5; le circuit 5 comporte une seconde entrée reliée à une première sortie d'un générateur de codes 6 et une sortie reliée à une entrée de validation d'un circuit de modulation 7; le circuit 7 comporte une entrée de signal de commande de modulation reliée à une seconde sortie du générateur de codes et une sortie de signal modulé dont la valeur du signal détermine l'état réfléchissant ou non réfléchissant de l'antenne R. Le mode de fonctionnement des postes selon la figure 1 a été indiqué de façon résumée plus avant, il va être repris de façon plus détaillée dans ce qui suit. Au temps tO de début d'un processus interrogation-réponse, et pendant une durée T, le radar constituant le poste interrogateur élabore un signal pour émettre en direction de la cible une onde dite signal d'interrogation A B B A B A A. .., codée selon un code Ci par un signal de codage Ci ; le signal de codage est fourni par le générateur de codes à l'émetteur la Dans l'exemple décrit le signal élaboré par le poste interrogateur est un signal obtenu par commande d'un oscillateur variable propre à l'émetteur la, à l'aide d'un signal en dents de scie; les valeurs A et B correspondent à deux pentes différentes des dents de scie et ces valeurs de pente sont déterminées par la valeur du signal de codage. A partir du temps tO + d/c, où d est la distance entre le poste interrogateur et le poste répondeur et c la vitesse de propagation de l'onde, le poste répondeur commence à recevoir l'onde codée abbabaa. son antenne R est en fonctionnement "non-réflecteur" et son générateur de codes 6 délivre au circuit de corrélation 5, un signal de codage, Ci, identique au signal de codage Ci du générateur de codes 3; le circuit de corrélation 5, par comparaison entre les signaux reçus du récepteur 2 et du générateur 6, peut ainsi reconnaître dans le signal reçu du récepteur 2, le code Ci. A partir du temps tO + T le radar émet, pendant une durée T', une onde, dite "signal pour réponse", non codée en direction de la cible EEEEEEE. cette émission non codée est obtenue par commande de l'émetteur la à l'aide d'un signal de valeur constante, Cc, fourni par le générateur de codes 3. Il est également possible d'émettre, comme "signal pour réponse", une onde codée en direction de la cible. II a été indiqué dans ce qui précède comment le circuit de corrélation 5 avait reconnu le code Ci dans le signal codé que lui avait transmis le récepteur 2. Cette reconnaissance du code Ci déclenche la délivrance par le circuit de corrélation 5 d'un signal de validation du circuit de modulation 7 et ce signal de validation se prolonge d'une durée Tr après la disparition du code Ci dans le signal reçu. Dès qu'il est validé le circuit 7 qui reçoit en permanence du générateur de codes 6, un signal codé selon un code Cr, module par tout ou rien la fonction réflectrice de l'antenne R, en fonction du code Cr. A partir du temps tO + T + d/c l'antenne R reçoit l'onde eeeeeee mais n'en réfléchit qu'une partie du fait de sa modulation par tout ou rien selon le code Cr; ainsi, à partir du temps tO + T + 2d/c, le poste interrogateur va recevoir, en retour, une onde de la forme e - e - - e e'. son récepteur lb délivre alors, sur la seconde entrée du circuit de corrélation 4, un signal codé dans lequel, par corrélation avec le signal reçu sur sa première entrée, le circuit 4 va pouvoir reconnaître la présence du code Cr et délivrer un signal, I, de reconnaissance de cible amie. La figure 2 est un schéma dans lequel le récepteur 2 du poste répondeur de la figure 1 est représenté de façon plus détaillée. Sur la figure 2 L'antenne R a été représentée avec des diodes dl d2, d3 qui constituent ici les circuits ouverts ou fermés dont il a été question plus avant et qui sont insérées dans les lignes reliant les couples d'antennes élémentaires d'une antenne VAN ATTA. Comme, dans l'exemple décrit, L'émetteur du poste interrogateur travaille en modulation dite FM/CW c'est-à-dire en ondes entretenues modulées en fréquence; une réception par mélange du signal reçu avec un signal à fréquence locale, suivie d'un mélange homodyne puis d'une détection de fréquence, a été mise en oeuvre comme le montre la figure 2. Un circuit de couplage 20, symbolisé par un capteur suivi d'un amplificateur, fournit à la première entrée d'un mélangeur 21 le signal reçu par l'antenne R. Le mélangeur 21 reçoit sur une seconde entrée le signal d'un oscillateur local 22 pour effectuer une transposition de fréquence. Le signal de sortie du mélangeur 21 est appliqué à l'entrée d'un circuit d'analyse spectrale qui fonctionne par mélange homodyne à ligne à retard puis détection de fréquence; ce circuit d'analyse spectrale comporte un circuit à retard 23, un mélangeur 24 et un circuit de détection 25.Le mélangeur 24 reçoit le signal de sortie du mélangeur 21 directement sur une première entrée et via le circuit à retard 23 sur une seconde entrée; il fournit sur sa sortie un signal à fréquence pure dont la fréquence varie en fonction de la valeur de la pente des dents de scie et donc du codage employés pour déclencher l'émission par le radar de la figure 1. La sortie du mélangeur 25 est reliée, via un circuit de détection 25, à la première entrée du circuit de corrélation 5 déjà représenté sur la figure 1. Le circuit 5 ainsi que les circuits 6 et 7 qui le suivent ayant été étudiés lors de la description de la figure 1 ne seront pas à nouveau décrits ici.Pour ce qui est de la commande des diodes de l'antenne R par le circuit de modulation elle se fait par une tension de polarisation délivrée par le circuit de modulation 7, à travers des résistances de polarisation ri, r2, r3, respectivement sur les anodes des diodes dl, d2, d3; cette tension de polarisation est déclenchée par le signal de sortie du circuit de corrélation 5 et est modulée par le signal du générateur de codes 6. A titre indicatif, dans l'exemple décrit, les choix des caractéristiques en fonction des résultats à obtenir ont été les suivants: - radar fonctionnant en compression d'impulsion, - durée des temps T, T' et Tr: 32 mS, - durée de chacune des dents de scie pS. II est à noter que l'exemple décrit est un prototype conçu pour l'identification ami-ennemi sol-sol mais que des matériels selon l'invention peuvent être réalisés pour une identification sol-air, voire air-air. L'invention n'est pas limitée aux circuits décrits mais concerne toute identification ami-ennemi par poste interrogateur de type radar et poste répondeur équipé non pas de moyens d'émission mais de moyens de réflection modulables, quels qu'ils soient, la modulation des moyens de réflexion n'étant d'ailleurs pas obligatoirement une modulation par tout ou rien. De même il peut être envisagé que le poste interrogateur n'émette pas successivement une onde codée d'intégration et une onde à réfléchir mais seulement une onde à réfléchir dont les caractéristiques feront reconnaître en elle par le poste répondeur, une onde à réfléchir par une réflexion modulée selon un code prédéterminé. REVENDICATIONS 1. Procédé d'identification ami-ennemi consistant à échanger des signaux par voie hertzienne entre un poste interrogateur (1, 3, 4, Ae, Ar) muni d'un émetteur (la) pour émettre des ondes électromagnétiques et un poste répondeur (R, 2, 5-7; R, 20-25, 5-7), caractérisé en ce qu'il consiste, avec le poste répondeur, à répondre au poste interrogateur par une réflexion modulée d'au moins une partie des ondes électromagnétiques reçues du poste interrogateur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste, avec le poste interrogateur, à émettre successivement un signal d'interrogation et un "signal pour réponse" et, avec le poste récepteur, à chercher à reconnaître le signal d'interrogation et à effectuer la réflexion modulée sur le "signal pour réponse" si le signal d'interrogation a été reconnu. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer la réflexion dans le poste répondeur avec un réflecteur (R) du type des réflecteurs qui, lorsqu'ils reçoivent une onde en provenance d'une source, réfléchissent cette onde en direction de la source. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à émettre, comme signal d'interrogation, un signal codé. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à faire une émission, par l'émetteur, en ondes entretenues modulées en fréquence. 6. Poste interrogateur, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre un procédé selon l'une des revendications précédentes. 7. Poste répondeur pour la mise en oeuvre d'un procédé d'identification ami-ennemi, comportant des moyens de reconnaissance (2, 5; 20-25, 5) d'un signal d'interrogation, caractérisé en ce qu'il comporte un réflecteur (R) à fonction de réflexion modulable et des moyens de modulation (6, 7) du réflecteur et en ce que les moyens de modulation sont commandés par les moyens de reconnaissance.