Brevet FR2707015A1 — publié le 19941230

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 un 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 interrogateurs 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 généralement de deux impulsions émises sur porteuse et séparées d'un intervalle de temps Tc correspondant au paramètre du code. Ces codes sont émis par les radars à une cadence régulière appelée fréquence de récurrence du radar. A la réception d'un tel code, chaque répondeur, réagissant par exemple 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 IRIG actuelle (IRIG étant l'abréviation de Inter Range Instrumentation Groups) fixe non seulement l'intervalle de temps maximal entre deux impulsions à environ 12 ps, mais aussi la forme des impulsions. Ainsi, compte tenu du pouvoir de discrimination des répondeurs actuels qui est sensiblement de 1 ps, seulement dix codes différents sont utilisés, répartis entre 3 ls et 12 lus. 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 de la part des mobiles: les fausses réponses surviennent lorsque des impulsions parasites forment un code, c'est-à- dire, dans le cas du code bi-impulsions, lorsque deux impulsions 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. Les codes utilisés étant assez simples, la probabilité qu'ils soient formés par des interférences est donc importante. Un but de l'invention est de proposer un nouveau procédé d'interrogation 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, typiquement d'un facteur 100 au moins. 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 fonctionnant avec au moins une période de récurrence TRi., des signaux d'interrogation espacés d'un intervalle de temps choisi dans l'ensemble {TRi -, CTRi +}, la valeur du paramètre ec étant propre au répondeur auquel lesdits signaux d'interrogation sont destinés; - décoder, au niveau de chaque répondeur radar, les signaux d'interrogation reçus; - vérifier, au niveau de chaque répondeur radar de paramètre Ec, si les signaux d'interrogation décodés sont espacés d'une durée appartenant à l'ensemble {TRi -, cJTRi + c}; - répondre le cas échéant. Un autre objet de l'invention est un répondeur radar pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte: - un décodeur pour décoder les signaux d'interrogation reçus; - un dispositif pour vérifier si les signaux décodés sont espacés d'une durée appartenant à l'ensemble {TRi -s cTRi + s c}. L'invention, ainsi que ses avantages, sera mieux comprise au vu de la description suivante, faite en référence aux figures annexées: - la figure 1 est un exemple de succession d'interrogations conformément au procédé selon l'invention; - la figure 2 est une première réalisation possible d'un répondeur radar selon l'invention, capable de répondre aux signaux d'interrogation d'un radar fonctionnant à une période de récurrence TR0; - la figure 3 est une variante préférée de la réalisation précédente; - la figure 4 est un second mode de réalisation possible d'un répondeur radar selon l'invention, dans lequel le répondeur est capable de reconnaître les signaux d'interrogation fonctionnant à trois périodes de récurrence possibles TRi, i variant de 0 à 2. Sur la figure 1, on a représenté un exemple d'une succession de trois interrogations conformément au procédé selon l'invention. Dans cet exemple non limitatif, chaque signal d'interrogation est composé selon la norme IRIG de deux impulsions espacées d'une durée Tc, de sorte que les trois signaux d'interrogation successifs sont notés respectivement (la, lb), (2a, 2b), (3a, 3b). Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les signaux d'interrogation sont émis, non pas à une période de récurrence fixe TRil mais à des intervalles de temps variables, choisis dans l'ensemble {TR + a,e TR -} le paramètre sc étant très inférieur à TR0 et étant propre au répondeur auquel lesdits signaux d'interrogation sont destinés. Sur la figure 1, la première interrogation (la, lb) est suivie d'une deuxième interrogation (2a, 2b) au bout d'un temps (TR0 + E c), cette deuxième interrogation étant elle-même suivie par une troisième interrogation (3a, 3b) au bout d'un temps (TR - s c). L'alternance des intervalles (TR0 + c) et (TR0 -e c) n'est pas obligatoire, mais il est nécessaire de conserver une période de récurrence moyenne égale à TR0 pour ne pas compliquer les changements de périodes de récurrence au niveau du radar. Ainsi, I'introduction d'un nombre N de paramètres ec utilisés multiplie par N le nombre de répondeurs pouvant être questionnés, et ceci, quelle que soit la forme d'interrogation utilisée. La figure 2 représente un premier mode de réalisation possible d'un répondeur radar selon l'invention, capable de répondre aux signaux d'interrogation d'un radar fonctionnant à une période de récurrence TR, par exemple aux signaux représentés sur la figure 1. Le répondeur comprend classiquement un décodeur 4 pour décoder les signaux d'interrogation, c'est-à-dire pour détecter la présence de ces signaux d'interrogation sans s'occuper de savoir s'ils lui sont destinés. Selon l'invention, le répondeur comprend également, à la sortie du décodeur 4, un dispositif 5 qui lui permet de vérifier si les signaux d'interrogation décodés sont espacés d'une durée appartenant à l'ensemble {TR, -a c;TRO +a c}, úC étant un paramètre propre au répondeur. Pour ce faire, le dispositif 5 comprend des premiers moyens 6 pour retarder les signaux d'interrogation décodés d'une durée TR + a) et des seconds moyens 7 pour retarder ces mêmes signaux d'une durée (TR -a c). Ces premiers et seconds moyens sont, par exemple, des lignes à retard en technologie analogique, ou préférentiellement, des registres à décalage, en technologie numérique, donc de réalisation plus facile. Les sorties des premiers moyens 6 et des seconds moyens 7 sont alors mises en coïncidence avec le signal d'interrogation courant issu du décodeur 4, respectivement par l'intermédiaire d'une porte ET 8 et d'une porte ET 9. Les sorties respectives des deux portes ET 8 et 9 sont alors appliquées à une porte OU 10. Cette opération logique permet de déterminer si la durée d'espacement entre le signal d'interrogation courant et le signal d'interrogation précédemment reçu est respectivement égale à (TRO + a) ou à (TRo - c). Si l'une ou l'autre des égalités est vérifiée, le répondeur sait alors que les signaux d'interrogation lui étaient destinés, et peut prendre la décision de répondre. La figure 3 est une variante préférée de la réalisation précédemment décrite, en référence à la figure 2: Les éléments communs aux deux figures ont été référencés de la même manière, pour faciliter la compréhension: on retrouve ainsi le décodeur 4, et, dans le dispositif 5' de vérification, les premiers moyens 6 qui retardent les signaux d'interrogation décodés d'une durée (TR + e c) dans le but de comparer ces signaux retardés avec le signal d'interrogation courant issu du décodeur 4, par l'intermédiaire de la porte ET8. La différence avec le répondeur de la figure 2 réside dans la présence de seconds moyens 7' qui retardent les signaux d'interrogation d'une durée 2Ec dans le but de comparer, avec une porte ET 9', ces signaux retardés avec les signaux retardés issus des premiers moyens 6. On retrouve ensuite la porte OU 10 qui permet au répondeur de décider de répondre ou non. Comme précédemment, les moyens de retard 6 et 9' peuvent être des lignes à retard, ou des registres à décalage. Les répondeurs radar tels que décrits en référence aux figures 2 et 3 fonctionnent parfaitement lorsque le radar émetteur d'interrogations poursuit un mobile qui n'est pas situé dans une zone d'ambiguïté distance. Dans le cas contraire, le radar doit modifier son rythme d'interrogation pour ne pas perdre la poursuite. Si l'on note TRi l'ensemble des périodes de récurrence disponibles au niveau du radar, les intervalles de temps possibles entre les signaux d'interrogation deviennent TRi + s c. Le répondeur radar doit alors être modifié en conséquence. Une première solution possible est de mettre en parallèle, en sortie du décodeur 4 des figures 2 et 3, autant de dispositifs 5 ou 5' qu'il y a de périodes de récurrence TRi possibles. Il existe cependant une solution préférentielle représentée sur la figure 4, permettant d'optimiser le nombre de moyens de retard et de portes logiques utilisés. Le répondeur radar de la figure 4 est capable de répondre aux interrogations d'un radar susceptible d'émettre des interrogations décalées entre elles de TR, TR1, ou TR2. En général, si TRO est la période de récurrence effective du radar, les intervalles utilisés sont: TR TR o 3TRO TR 2 ce qui permet de conserver, sur un grand nombre d'interrogations, la récurrence moyenne TR. Là encore, les éléments communs avec les figures 2 et 3 portent les mêmes références. En sortie du décodeur 4, on retrouve un dispositif 5", différent structurellement par rapport aux dispositifs 5 et 5' précédents, mais ayant également pour fonction de vérifier si deux interrogations successivement reçues sont espacées d'une durée appartenant à l'ensemble {TRi- s c;TRi + S c} avec i, entier variant de 0 à 2. Pour tenir compte de l'éventuel changement de période de récurrence, le dispositif 5" comprend des moyens de retard 6" permettant de retarder les signaux d'interrogation décodés soit d'une durée TR + ec) soit d'une durée (TR, + e), soit enfin d'une durée (TR +e C). Sur la figure, on a représenté trois retards successifs 60, 61, 62 tels que T = TRo " T'+T"= TRZ Bien entendu, il est également possible de placer trois retards de durée TRo, TR1, et TR en parallèle. Dans l'un ou l'autre des cas, les sorties des trois retards sont appliquées à une porte OU 63, dont la sortie est elle-même appliquée à un quatrième retard ec 64. Le reste du dispositif 5" est identique au dispositif 5' de la figure 3. Le procédé selon l'invention et le répondeur radar pour la mise en oeuvre du procédé permettent donc d'atteindre les objectifs fixés initialement, à savoir: - un nombre de répondeurs radar plus important; - pas de modifications importantes au niveau du radar émetteur; - un taux de fausses alarmes considérablement réduit, typiquement d'un facteur 100. De plus, bien que la description précédente se soit limitée aux interrogations bi-impulsionneiles, le procédé selon l'invention peut s'appliquer à n'importe quel type d'interrogation. Notons cependant que, dans le cas o une interrogation n'est pas détectée par suite d'interférences, le répondeur ne pourra pas non plus répondre à la suivante puisqu'il lui faut au moins deux interrogations détectées pour fonctionner. Le nombre de manques de réponse est donc5 sensiblement multiplié par deux. Cela n'est cependant pas gênant compte tenu du fait que le rapport amélioration fausse alarme/détérioration détection reste très élevé. REVENDICATIONS 1. Procédé d'interrogation, à partir de radars, de répondeurs radar, caractérisé en ce qu'il consiste à: - émettre, à partir d'au moins un radar fonctionnant avec au moins une période de récurrence TRi, des signaux d'interrogation espacés d'un intervalle de temps choisi dans l'ensemble {TRi -c, TRi +ú c}, la valeur du paramètre Ec étant propre au répondeur auquel lesdits signaux d'interrogation sont destinés; -décoder, au niveau de chaque répondeur radar, les signaux d'interrogation reçus; vérifier, au niveau de chaque répondeur radar de paramètre ec, si les signaux d'interrogation décodés sont espacés d'une durée appartenant à l'ensemble {TRi - c,TRi + c}; - répondre le cas échéant. 2. Procédé d'interrogation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vérification consiste à comparer un signal d'interrogation reçu à l'instant courant avec un premier signal reçu un intervalle de temps {TRi + C} auparavant, et ledit signal reçu à l'instant courant et retardé d'une durée 2Ec avec ledit premier signal, pour déterminer si la durée d'espacement entre ledit signal d'interrogation courant et le signal d'interrogation précédemment reçu est respectivement égal à (TRi + c) ou à (TRi -Sc) 3. Procédé d'interrogation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vérification consiste à comparer un signal d'interrogation reçu à l'instant courant avec un premier signal reçu un intervalle de temps {TRi + a c} auparavant et un deuxième signal reçu un intervalle de temps {TRi - a c auparavant. 4. Répondeur radar pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte: - un décodeur (4) pour décoder les signaux d'interrogation recus; - un dispositif (5; 5'; 5") pour vérifier si les signaux décodés sont espacés d'une durée appartenant à l'ensemble {TRi - cTRi +a ci. 5. Répondeur radar selon la revendication 4 pour un radar fonctionnant à la période de récurrence TR, caractérisé en ce que ledit dispositif (5) comprend: - des premiers moyens (6) pour retarder les signaux décodés d'une durée (TR + e C); - des seconds moyens (7) pour retarder les signaux décodés d'unedurée (TR -s c); - une première porte ET (8) à deux entrées, recevant sur une première entrée un signal à l'instant courant issu du décodeur (4), et sur une deuxième entrée, la sortie des premiers moyens (6); - une deuxième porte ET (9) à deux entrées, recevant sur une première entrée le signal à l'instant courant issu du décodeur (4), et sur une deuxième entrée, la sortie des seconds moyens (7); - une porte OU (10) à deux entrées, recevant respectivement sur ses deux entrées la sortie de la première porte ET (8) et la sortie de la deuxième porte ET (9). 6. Répondeur radar selon la revendication 5, caractérisé en ce que les seconds moyens (7) sont constitués par un registre à décalage. 7. Répondeur radar selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit dispositif (5') comprend: - des premiers moyens (6; 6") pour retarder les signaux décodés d'une durée (TRi + e c); - des seconds moyens (7') pour retarder les signaux décodés d'une durée 2ec; - une première porte ET (8) à deux entrées, recevant sur une première entrée un signal à l'instant courant issu du décodeur (4), et sur une deuxième entrée, la sortie des premiers moyens (6; 6"); - une deuxième porte ET (9') à deux entrées, recevant sur une première entrée la sortie des premiers moyens (6; 6"), et sur une deuxième entrée, la sortie des seconds moyens (7'); - une porte OU (10) à deux entrées, recevant respectivement sur ses deux entrées la sortie de la première porte ET (8) et la sortie de la deuxième porte ET (9'). 8. Répondeur radar selon la revendication 7, pour lequel le radar émetteur fonctionne avec au moins trois périodes de récurrence TR, TRy, et TR2, caractérisé en ce que les premiers moyens (6") comprennent au moins trois retards (60, 61, 62) successifs retardant les signaux d'interrogation décodés de durées respectives r = TR, r'= TRO -TR et r"= TR2 -TR0, une porte OU (63) à trois entrées, recevant sur ses entrées les sorties desdits trois retards (60, 61, 62) et appliquant sa sortie à un quatrième retard Ec (64). 9. Répondeur radar selon la revendication 7, pour lequel le radar émetteur fonctionne avec au moins trois périodes de récurrence TRO, TRy, et TR2, caractérisé en ce que les premiers moyens (6") comprennent au moins trois retards retardant les signaux d'interrogation décodés de durées respectives TR o, TRI et TR2, et placés en parallèle, une porte OU (63) à trois entrées, recevant sur ses entrées les sorties desdits trois retards, et appliquant sa sortie à un quatrième retard sc (64). 10. Répondeur radar selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les trois périodes TR0, TR, et TR 2 sont telles que TR = 2 3TRo TR 2 - 2 1 1. Répondeur radar selon l'une quelconque des revendications à 10, caractérisé en ce que les premiers et seconds moyens (6, 7; 6", 7') sont des lignes à retard. 12. Répondeur radar selon l'une quelconque des revendications à 10, caractérisé en ce que les premiers moyens (6, 6",) sont des registres à décalage.