Brevet FR2720514A1 — publié le 19951201

SYSTEME ET PROCEDE D'IDENTIFICATION ET DE SURVEIlLANCE RADAR A GRANDE DISTANCE D'UN OBJET OU D'UN ENGIN MOBILE L'invention concerne un système et un procédé d'identification et de surveillance radar à grande distance d'un objet ou d'un engin mobile, au moyen d'un répondeur associé à cet objet ou engin. On connaît les systèmes du type I.F.F." qui permettent de distinguer des cibles radar amies et ennemies, et dans lesquels les moyens utilisés sont parfois assez complexes, sophistiqués et encombrants et peuvent être du type "actif" nécessitant l'utilisation d'une source d'énergie. Les systèmes connus de ce type ne sont donc pas adaptés à des situations particulières dans lesquelles il serait utile, voire indispensable de surveiller et d'identifier de façon sûre et à grande distance, au moyen d'un radar conventionnel, des objets ou des engins auxquels on a associé des circuits entièrement passifs et de très faible dimension, qui peuvent donc être installés très facilement et très discrètement sur les engins ou objets à surveiller. Ce besoin se rencontre notamment dans le cas du contrôle de l'application d'un accord de non-dissémination de certaines armes ou de certains engins, ou du contrôle des mouvements de certains matériels militaires qui devraient être parqués en des endroits déterminés ou qui ne devraient pas pénétrer dans des zones de sécurité entourant des objectifs à protéger (par exemple les zones de sécurité autour des villes de Bosnie). L'invention a pour objet un système et un procédé d'identification et de surveillance radar répondant à ce besoin. Elle propose à cet effet un système d'identification et de surveillance radar à grande distance d'un objet ou d'un engin mobile par interrogation d'un répondeur porté par l'objet ou l'engin mobile, caractérisé en ce que le répondeur est du type passif à faible encombrement et comprend une antenne de réception et d'émission hyperfréquence à large bande imprimée sur un substrat et reliée à un circuit à ondes de surface comprenant une ligne à retard et des moyens de codage par convolution avec une fonction arbitraire prédéterminée permettant d'identifier l'objet ou l'engin auquel le répondeur est associé, ladite ligne à retard appliquant au signal qu'elle reçoit de l'antenne un retard prédéterminé supérieur à la durée de ce signal, la sortie des moyens de codage étant reliée à l'antenne pour émission d'un signal codé d'identification de l'objet ou engin. L'invention propose également un procédé d'identification et de surveillance radar à grande distance d'un objet ou engin mobile, ce procédé consistant à émettre un signal radar vers l'objet ou l'engin mobile, à capter un signal réfléchi ou ré-émis par l'objet ou l'engin et à en déduire au moins la position et le déplacement de cet objet ou engin, caractérisé en ce que, à réception d'un signal radar, l'objet ou l'engin renvoie vers l'émetteur radar deux signaux dont le premier est l'écho du signal radar reçu et dont le second est retardé par rapport au premier d'une durée supérieure à celle du signal reçu et est codé par convolution du signal reçu avec une fonction prédéterminée d'identification de l'objet ou engin, dont la position et le déplacement sont déduits du premier signal renvoyé et dont l'identification est déduite du second signal renvoyé. L'invention permet donc de localiser et d'identifier un objet ou un engin auquel on a associé un répondeur passif à fonction de codage particulière, en utilisant un radar conventionnel de détection ou de surveillance, à des distances de l'ordre de quelques dizaines de kilomètres. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente schématiquement un exemple de mise en oeuvre de l'invention; la figure 2 représente schématiquement les composants essentiels d'un répondeur utilisé dans le sys- tème selon l'invention; la figure 3 représente schématiquement le diagramme de rayonnement de 1 ' antenne de ce répondeur. La référence 10 désigne en figure 1 un émetteur radar associé à une antenne 12 d'émission et de réception, permettant de balayer une certaine zone d'espace 14 dans laquelle peuvent se trouver des objets ou engins mobiles 16 que l'on veut identifier et dont il faut surveiller les déplacements. Pour cela, chaque objet ou engin mobile 16 est muni d'un répondeur 18 dont la structure générale est représentée schématiquement en figure 2 et qui comprend une antenne hyperfréquence 20, par exemple constituée d'un circuit imprimé sur un substrat 22 et reliée à un circulateur 26 dont deux ports successifs sont reliés à l'entrée et à la sortie respectivement d'un circuit 24 à ondes de surface comprenant un étage ou transducteur d'entrée 28, une ligne à retard 30, un circuit 32 de convolution avec une fonction arbitraire prédéterminée d'identification, et un étage ou transducteur de sortie 34 relié à l'antenne par le circulateur 26, tous les composants précités du circuit 24 à ondes de surface étant reliés en série dans l'ordre indiqué. L'antenne 20 est du type à large bande (par exemple de six à douze GHz pour couvrir les gammes de fréquence radar) et est constituée par un ensemble d'éléments rayonnants élémentaires 36 imprimés sur le substrat 22 et qui peuvent être des cercles, des losanges, des doublets, des doublets repliés, etc. Le diagramme de rayonnement de cette antenne (et donc son gain) est déterminé par l'agencement des éléments rayonnants élémentaires 36 et par leur déphasage respectif et peut par exemple, comme représenté en figure 3, être de forme toroïdale 38, d'axe 40 perpendiculaire à la surface du substrat 22 sur lequel est imprimée l'antenne, cette surface étant représentée en figure 3 par le trait d'axe 42. Une antenne ayant un diagramme de rayonnement tel que celui de la figure 3 permet en particulier une interrogation panoramique d'un répondeur posé sur une surface horizontale. Typiquement, l'antenne 20 peut comprendre 16 éléments rayonnants élémentaires imprimés sur un substrat 22 dont la surface est de l'ordre du dm2 et l'épaisseur est de 1 à 2 mm, le substrat 22 pouvant également servir de support au circuit 24 à ondes de surface, de telle sorte que le répondeur 18 du système selon l'invention a une surface qui est typiquement de l'ordre du dm2 et une épaisseur de quelques millimètres. Un tel répondeur peut être installé très facilement et très discrètement sur un objet ou en engin à surveiller. Le système selon l'invention fonctionne de la façon suivante l'émetteur radar 10, 12 émet des signaux radar d'un type habituel vers la zone d'espace 14 dans laquelle se trouvent les engins 16 à surveiller. Chaque engin 16 recevant un signal radar le réfléchit ou le renvoie sous forme d'un écho incohérent qui peut être capté par le système radar 10, 12 de la façon habituelle et qui permet de déterminer la position de l'engin 16 ainsi que sa direction et sa vitesse éventuelles de déplacement.De plus, chaque signal radar reçu par un engin 16 est capté par l'antenne 22 de son répondeur 18, le signal capté étant transmis par le circulateur 26 et l'étage d'entrée 28 à la ligne à retard 30, qui lui applique un retard su périeur à sa durée, par exemple égal à deux fois la durée d'un signal radar habituel, et le transmet ensuite à l'étage 32 où ce signal est codé par convolution avec une fonction arbitraire prédéterminée, avant d'être transmis par l'étage de sortie 34 et le circulateur 26 à l'antenne 20 pour être ré-émis. Le retard qui est appliqué à ce signal dans la ligne à retard 30 permet de différencier le signal codé ré-émis par l'antenne 22 de l'écho incohérent qui est réfléchi ou renvoyé directement par l'engin mobile 16 à réception d'un signal radar. Le système radar 10, 12 reçoit donc successivement, d'un engin 16 à surveiller, un écho radar classique incohérent permettant de déterminer la position et les caractéristiques de déplacement éventuel de cet engin, et un signal codé que l'on peut décoder par convolution pour identifier le répondeur 18 et donc l'engin ou le type d'engin auquel il est associé. Le répondeur 18 a l'avantage d'être entièrement passif et de fonctionner sans aucune source d'énergie (si ce n'est bien entendu l'énergie des signaux radar captés par 1' antenne 20). REVENDICATIONS 1. Système d'identification et de surveillance radar à grande distance d'un objet ou d'un engin mobile par interrogation d'un répondeur porté par l'objet ou l'engin mobile, caractérisé en ce que le répondeur (18) est du type passif à faible encombrement et comprend une antenne (20) de réception et d'émission hyperfréquence à large bande imprimée sur un substrat (22) et reliée à un circuit (24) à ondes de surface comprenant une ligne à retard (30) et des moyens (32) de codage par convolution avec une fonction arbitraire prédéterminée permettant d'identifier l'objet ou l'engin (16) auquel le répondeur est associé, ladite ligne à retard (30) appliquant au signal qu'elle reçoit de l'antenne un retard prédéterminé supérieur à la durée de ce signal, la sortie des moyens de codage (32) étant reliée à ladite antenne pour émission d'un signal codé d'identification de l'objet ou engin (16). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le retard appliqué par la ligne à retard (30) est de deux fois la durée du signal radar capté par l'antenne (20). 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'antenne (20) a un diagramme de rayonnement de forme par exemple toroïdale et d'axe (40) perpendiculaire à la surface du substrat (22). 4. Système selon lune des revendications précédentes, caractérisé en ce que le répondeur (18) a une surface de l'ordre du dm2 et une épaisseur de quelques millimètres. 5. Système selon lune des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système radar (10, 12) servant à la recherche et à l'interrogation des répondeurs (18) comprend des moyens de déconvolution des signaux qu'il reçoit, pour l'identification des objets ou engins (16) localisés. 6. Procédé d'identification et de surveillance radar à grande distance d'un objet ou engin mobile, consistant à émettre un signal radar vers l'objet ou engin mobile (16), à capter un signal réfléchi ou ré-émis par l'objet ou l'engin et à en déduire au moins la position et les caractéristiques de déplacement de cet objet ou engin, caractérisé en ce que, à réception d'un signal radar, l'objet ou l'engin (16) renvoie vers l'émetteur radar (10, 12) deux signaux dont le premier est l'écho du signal radar reçu et dont le second est retardé par rapport au premier d'une durée supérieure à celle du signal reçu et est codé par convolution du signal reçu avec une fonction prédéterminée d'identification de l'objet ou engin (16), dont la position et le déplacement sont déduits du premier signal renvoyé et dont l'identification est déduite du second signal renvoyé.