Brevet FR2730567A1 — publié le 19960814

Ensemble interrogateur pour système d'identification par radiodétection La présente invention concerne le domaine de la reconnaissance d'un objectif au moyen d'un système d'identification par radiodétection, bien connu sous le nom de système IFF, ces trois lettres étant le sigle du groupe de mots anglo-saxons "Identification Friend or Foe" qui signifie "identification ami ou ennemi". Dans ce qui suit et dans les revendications le sigle IFF sera utilisé sans revenir sur sa signification. Il est connu, après avoir repéré un objectif par un premier système, généralement un radar, d'envoyer dans la direction de cet objectif un signal fait d'au moins une paire d'impulsions, dont l'écart dans le temps correspond à une question posée à l'objectif, par exemple concernant son identité. Si l'objectif est équipé d'un dispositif approprié, il répond en envoyant un message fait de zéros et de uns régulièrement répartis, transmis sous forme d'impulsions avec deux impulsions d'encadrement et une impulsion centrale. Il est connu de réaliser l'ensemble interrogateur en utilisant une antenne mécanique directive mais les signaux dus, en particulier, aux lobes secondaires de l'antenne ou à des réflexions multiples, perturbent la réception du signal utile de réponse. Pour lutter contre les perturbations différentes mesures sont proposées: écoute des réponses éventuelles pendant un temps limité dit 'fenêtre de réponse", lié à la portée de l'écoute, élimination des signaux perturbateurs par traitement GVT et/ou RSLS. GVT est le sigle correspondant à Gain Variable dans le Temps; dans la littérature anglo-saxonne il se traduit par GTC ou "Gain Time Control". Le traitement GVT consiste à adapter la sensibilité du récepteur à la distance de l'objectif de façon à réduire les effets nuisibles d'une sensibilité inutilement élevée; pour cela le gain du récepteur est réduit au début de la fenêtre de réponse, c'est-à-dire pour des distances d'objectifs inférieures à la portée maximale et, en général, la réduction maximale de gain est appliquée pour des distances de 3 à 5 km correspondant aux 20 à 33 premières microsecondes d'une fenêtre de réponse, puis la sensibilité est augmentée progressivement en fonction de la distance jusqu'à atteindre la sensibilité maximale de 25% à 100% de la portée maximale. RSLS est un sigle de la littérature anglo-saxonne correspondant à Reception Side Lobe Suppression qui peut se traduire en français par suppression des lobes secondaires à la réception. Le traitement RSLS consiste à comparer l'amplitude des signaux des voies somme, ú, et différence, A, fournies par deux récepteurs identiques mais associés respectivement à une antenne directive et à une antenne omnidirectionnelle; un signal de la voie ú n'est pris en compte que si la valeur de son amplitude est au moins égale à la somme de la valeur de l'amplitude du signal correspondant dans la voie A et d'une valeur prédéterminée. Les traitements GVT et RSLS, tels qu'ils sont mis en oeuvre avec les antennes à balayage mécanique, donnent satisfaction mais ne peuvent être mis en oeuvre avec les antennes à balayage électronique car ils nécessitent que les diagrammes d'antenne restent constants quel que soit l'angle de pointage de l'antenne or tel n'est pas le cas avec les antennes à balayage électronique; malgré tout il est très souhaitable de pouvoir employer des antennes à balayage électronique du fait que ces antennes sont fixes et peu encombrantes et d'adapter les traitements GVT et RSLS en conséquence. La présente invention a pour but de proposer des ensembles interrogateurs équipés d'antennes à balayage électronique et auxquels sont appliqués des traitements de type GVT et/ou RSLS spécialement conçus en fonction de ce type d'antennes. Ceci est obtenu, en particulier, par une adaptation du traitement considéré au pointage de l'antenne. Selon l'invention il est proposé un ensemble interrogateur pour système d'identification par radiodétection avec, en réception, un dispositif pour capter des ondes hertziennes, ce dispositif étant susceptible d'être pointé suivant divers angles et étant destiné à fournir un signal qui sera dit de voie 2, un circuit de discrimination d'impulsions, du type à gain variable en fonction du temps, comportant des moyens de comparaison ayant une première entrée couplée au dispositif, une deuxième entrée et une sortie, et un générateur de signaux pour fournir un signal de référence, d'amplitude variable avec le temps, sur la deuxième entrée du comparateur, caractérisé en ce que le dispositif comporte une antenne à balayage électronique et en ce que le générateur comporte des moyens de mise en mémoire de plusieurs courbes de variation du signal de référence en fonction du temps, afin que le générateur puisse fournir, comme signal de référence, un signal correspondant, au choix, à l'une de ces courbes et des moyens de sélection d'une des courbes en fonction de l'angle de pointage du dispositif. Selon l'invention il est également proposé un ensemble interrogateur pour système d'identification par radiodétection avec, en réception, un dispositif pour capter des ondes hertziennes, ce dispositif étant susceptible d'être pointé suivant divers angles et étant destiné à fournir deux signaux distincts qui seront dits de voies ú et voie A, et un circuit de suppression des lobes secondaires comportant un générateur de niveaux pour fournir un signal de niveau donné et des moyens de comparaison de signaux pour recevoir les signaux de voie ú et de voie A et le signal de niveau donné et délivrer un signal de sortie si et seulement si l'amplitude du signal de la voie ú est au moins égale à celle du signal de la voie A augmentée de l'amplitude du signal de niveau donné, caractérisé en ce que le dispositif comporte une antenne à balayage électronique, en ce que le générateur comporte des moyens de mise en mémoire de plusieurs valeurs afin que le générateur puisse fournir, comme signal de niveau donné, un signal correspondant, au choix, à l'une de ces valeurs mises en mémoire et des moyens de sélection d'une des valeurs mises en mémoire en fonction de l'angle de pointage du dispositif. Selon l'invention il est également proposé un ensemble interrogateur pour système d'identification par radiodétection avec, en réception, un dispositif pour capter des ondes hertziennes, ce dispositif étant susceptible d'être pointé suivant divers angles et étant destiné à fournir deux signaux distincts qui seront dits de voies ú et voie A, un circuit de discrimination d'impulsions, du type à gain variable en fonction du temps, comportant des premiers moyens de comparaison ayant une première entrée couplée au dispositif, une deuxième entrée et une sortie, et un premier générateur de signaux pour fournir un signal de référence, d'amplitude variable avec le temps, sur la deuxième entrée du comparateur et un circuit de suppression des lobes secondaires comportant un second générateur de niveaux pour fournir un signal de niveau donné et des seconds moyens de comparaison de signaux pour recevoir les signaux de voie ú et de voie A et le signal de niveau donné et délivrer un signal de sortie si et seulement si l'amplitude du signal de la voie ú est au moins égale à celle du signal de la voie A augmentée de l'amplitude du signal de niveau donné, caractérisé en ce que le dispositif comporte une antenne à balayage électronique, en ce que le premier générateur comporte des moyens de mise en mémoire de plusieurs courbes de variation du signal de référence en fonction du temps, afin que le premier générateur puisse fournir, comme signal de référence, un signal correspondant, au choix, à l'une de ces courbes et des premiers moyens de sélection d'une des courbes en fonction de l'angle de pointage du dispositif et en ce que le second générateur comporte des moyens de mise en mémoire de plusieurs valeurs afin que le générateur puisse fournir, comme signal de niveau donné, un signal correspondant, au choix, à l'une de ces valeurs mises en mémoire et des moyens de sélection d'une des valeurs mises en mémoire en fonction de l'angle de pointage du dispositif. 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, une antenne à balayage mécanique, - la figure 2, une antenne à balayage électronique, - les figures 3 et 5 des diagrammes relatifs à des traitements de signaux selon l'invention, - les figures 4 et 6 des circuits de traitement de signaux selon I'invention. Sur les différentes figures les éléments correspondant sont désignés par les mêmes symboles. La figure 1 représente une antenne directive à balayage mécanique dans deux positions de pointage différentes: une position Am1 correspondant à un angle de pointage Omil et à un lobe principal Lml et une position Am2 correspondant à un angle de pointage 0m2 et à un lobe principal Lm2. Une telle antenne a des caractéristiques identiques quel que soit l'angle de pointage, comme il ressort en particulier de la représentation des lobes Lml et Lm2. La figure 2 représente une antenne, A, à commutation d'éléments, utilisée en balayage électronique. Sur cette figure le lobe principal correspondant à la voie Z obtenue à l'aide de l'antenne A, a été représenté pour trois angles de pointage différents: lobes L1, L2, L3 correspondant respectivement à des angles de pointage 01, 02, 03. Comme il ressort de la représentation des lobes L1, L2, L3, l'antenne A a des caractéristiques qui sont fonction de l'angle de pointage et cela est valable également en ce qui concerne tout le diagramme de rayonnement correspondant à la voie v et tout le diagramme de rayonnement correspondant à la voie A; il est rappelé que les diagrammes Z et A sont obtenus simultanément à partir d'une même antenne à commutation électronique, par des combinaisons de signaux fournis par les éléments rayonnants constitutifs de l'antenne. Pour tenir compte de cette variation des caractéristiques de l'antenne il est proposé de réaliser des traitements GVT et/ou RSLS spécifiques pour chaque valeur ou, au moins, pour plusieurs groupes de valeurs de l'angle de pointage. Les figures 3 et 4 illustrent une façon d'effectuer le traitement GVT dans un ensemble interrogateur IFF utilisant une antenne à commutation électronique pour effectuer un balayage électronique. La figure 3 est un ensemble de quatre diagrammes en fonction du temps. Sur le diagramme supérieur est représentée en trait plein, I'évolution de la puissance P d'un signal, K, qui apparaît sur la voie Z associée à l'antenne à commutation A de la figure 2; pour la simplification du dessin le signal K qui est reçu sur la voie Z est supposé avoir la même forme pour chacun des trois angles de pointage 01, 02, 03 selon la figure 2, il n'est donc dessiné qu'une seule fois. Le traitement GVT du signal K consiste, comme avec une antenne à balayage mécanique, à déterminer une courbe de seuil en fonction du temps écoulé dans la fenêtre de recherche et à ne prendre en compte que les portions du signal K dont l'amplitude est supérieure à cette courbe; dans lI'exemple décrit le début de la fenêtre de recherche, correspondant au temps t=0 sur la figure 3, est déterminé par le front arrière de la dernière impulsion du signal d'interrogation. Mais ici plusieurs courbes de seuil sont déterminées chacune pour un angle de pointage différent de l'antenne à balayage électronique: courbes M1, M2, M3 respectivement pour les angles 01, 02, 03 tels qu'indiqués sur la figure 2. Les courbes de seuil M1, M2, M3 sont déterminées de la même manière que pour une antenne à balayage mécanique, c'est-à-dire que la sensibilité du récepteur est adaptée à la distance de l'objectif de façon à réduire fortement et d'une valeur constante le gain du récepteur au début de la fenêtre de réponse pendant une durée correspondant en général à des réponses d'objectifs situés à de l'ordre de 3 à 5 km; puis la sensibilité est augmentée progressivement en fonction de la distance jusqu'à atteindre la sensibilité maximale de 25% à 100% de la portée maximale; cette sensibilité maximale correspond au niveau maximal, Nb, de bruit dans le récepteur. En fonction de ces trois courbes de seuil le traitement GVT du signal K selon la figure 3 ne fait pas apparaître la même quantité d'information valable. Ceci est normal car il ne faut pas oublier que c'est pour simplifier le dessin qu'une seule et même forme de signal, K, a été représentée mais qu'en fait il faut considérer que le signal K est successivement l'un de trois signaux reçus respectivement avec des angles de pointage 01, 02, 03 et que ces trois signaux sont distincts dans le temps, proviennent de directions distinctes et sont donc totalement distincts les uns des autres. Les informations considérées comme valables par le traitement GVT sont représentées sur trois diagrammes du bas de la figure 3: diagrammes G1, G2, G3 respectivement pour les angles de pointages 01, 02, 03 selon la figure 2. Bien entendu l'axe des temps de chacun des diagrammes G1, G2, G3 correspond, dans une translation verticale, à l'axe des temps du diagramme sur lequel est représenté le signal K; ceci permet de remarquer, en particulier, que, à la troisième impulsion des diagrammes G2, G3 ne correspond pas d'impulsion dans le diagramme G1 car à cet instant repéré par une ligne verticale en trait interrompus qui relie les quatre diagrammes de la figure 3, le signal K augmente en puissance pour passer au dessus des courbes de seuil M2 et M3 mais sans atteindre la courbe de seuil M1. Le schéma d'un exemple de réalisation d'un circuit de discrimination d'impulsions, de type GVT, est donné sur la figure 4. Sur ce schéma comme d'ailleurs sur celui de la figure 6, les dispositifs de synchronisation précise, relevant de la technologie courante, n'ont pas été représentés en vue de rendre les dessins plus clairs et de simplifier l'expose. Après que des courbes de seuil telles que les courbes M1, M2, M3 de la figure 3 aient été déterminées pour différents angles de pointage, leurs valeurs sont stockées dans un circuit à mémoires, 4. Quand un signal d'interrogation est émis par l'ensemble interrogateur comportant le circuit selon la figure 4, la fin de ce signal d'interrogation, repérée par le front arrière d'une impulsion généralement appelée P3 dans la littérature technique, détermine le début d'une fenêtre de recherche en déclenchant un compteur 2 dont la durée de comptage est égale à la durée de la fenêtre de recherche. En même temps qu'est déclenché le compteur 2, un signal du genre du signal K de la figure 3 apparaît sur la voie Z du récepteur de l'ensemble interrogateur; c'est dans ce signal que va être recherchée la réponse au signal d'interrogation qui vient d'être émis, c'est-à-dire que vont être recherchées les informations valables selon les critères d'un traitement GVT. A cette fin le signal de la voie ú est converti en valeurs numériques; ces valeurs numériques sont o10 comparées, dans un circuit de comparaison 5, avec les valeurs numériques de celle des courbes de seuil correspondant à l'angle de pointage de l'antenne, au moment de l'interrogation pour laquelle est attendue une réponse. La sélection, parmi les mémoires du circuit 4 de celle correspondant à l'angle 0 de pointage de l'antenne est effectuée par un signal représentatif de la valeur 0 appliqué sur une entrée de sélection du circuit 4. La mémoire sélectionnée est lue par un circuit d'adressage 3 dont l'avance est réglée par le compteur 2. Ainsi réalisé le circuit de discrimination d'impulsions selon la figure 4 fournit sur la sortie du circuit de comparaison 5 des impulsions G du type de celles qui sont représentées sur les diagrammes GI, G2 et G3 de la figure 3. Les figures 5 et 6 illustrent une façon d'effectuer le traitement RSLS dans un ensemble interrogateur IFF utilisant une antenne à commutation électronique pour effectuer un balayage électronique. La figure 5 est un ensemble de quatre diagrammes en fonction du temps. Sur la diagramme supérieur est représentée, en trait plein, I'évolution de la puissance P d'un signal KE qui apparaît sur la voie ú associée à l'antenne à commutation A de la figure 2;comme sur la figure 3, pour la simplification du dessin le signal reçu sur la voie ú est supposé avoir la même forme pour chacun des trois angles de pointage 01, 02, 03 selon la figure 2 et n'est dessiné qu'une seule fois. Sur le diagramme supérieur est également dessinée, mais en trait interrompu, I'évolution de la puissance P d'un signal KA qui apparaît sur la voie A associée à l'antenne A en même temps que le signal Ky apparaît sur la voie ú; là encore un seul signal est dessiné et sera successivement considéré comme ayant été obtenu avec les angles de pointage 01, 02, 03 selon la figure 2. Le traitement RSLS des signaux Ky et KA consiste, comme avec une antenne à balayage mécanique, à déterminer un niveau de comparaison et à ne prendre en compte, dans la fenêtre de recherche, que les portions du signal Ky dont l'amplitude est supérieure aux portions correspondantes du signal KA majorée de la valeur du niveau de comparaison. Mais ici un niveau de comparaison est déterminé pour chaque angle de pointage: niveaux N1, N2, N3 respectivement pour les angles 01, 02, 03. Il en résulte que, pour une même forme de signaux Ky et KA, comme cela a été supposé sur le diagramme du haut de la figure 5, selon l'angle de pointage considéré il y aura plus ou moins de portions du signal KE qui seront prises en compte comme porteuses d'information valable. Ainsi avec les niveaux N1, N2, N3 tels qu'indiqués sur la figure 5, le quatrième pic du signal Ky ne sera pris en compte que pour les angles de pointage 01 et 02; ceci est illustré par les trois diagrammes R du bas de la figure 5 qui représentent les informations considérées comme valables par le traitement RSLS: diagrammes R1, R2, R3 respectivement pour les angles de pointage 01, 02, 03 selon la figure 2. Bien entendu l'axe des temps de chacun des diagrammes R1, R2, R3 correspond, dans une translation verticale, à l'axe des temps du diagramme sur lequel sont représentés les signaux KE et KA; ceci permet, en particulier, de remarquer que, à la deuxième impulsion des diagrammes R1, R2 ne correspond pas d'impulsion dans le diagramme R3 car, à cet instant, les signaux Ky et KA passent par des maximums dont la différence des niveaux est supérieure à N1 et à N2 mais inférieure à N3. Le schéma d'un exemple de réalisation d'un circuit de suppression des lobes secondaires est donné sur la figure 6. Après que des niveaux de comparaison tels que les niveaux N1, N2, N3 aient été déterminés pour différents angles de pointage, leurs valeurs sont stockées dans une mémoire 6. Les signaux analogiques des voies E et A, fournis par le récepteur de l'ensemble interrogateur, sont convertis en numérique par des convertisseurs analogiques-numériques 1, 7. Les sorties de la mémoire 6 et du convertisseur 7 sont reliées respectivement aux deux entrées d'un additionneur 8 dont la sortie est reliée à la première entrée d'un circuit de comparaison 9. Le circuit de comparaison 9 reçoit sur sa seconde entrée le signal de sortie du convertisseur 1 et délivre sur sa sortie des impulsions obtenues par le traitement RSLS. Ainsi réalisé le circuit de suppression des lobes secondaires selon la figure 6 fonctionne par sélection dans la mémoire 6 du niveau de comparaison N correspondant à l'angle de pointage 0 de l'antenne et par comparaison entre le niveau du signal sur la voie ú avec la somme du niveau du signal sur la voie A et du niveau N sélectionné; une impulsion R n'est fournie par le circuit de comparaison 9 que si la valeur du signal numérique sur son entrée reliée à l'additionneur 8 est inférieure à la valeur du signal numérique sur son autre entrée. La présente invention n'est pas limitée aux exemples décrits. Ainsi, par exemple, les circuits de traitement des figures 4 et 6 peuvent être conçus avec des circuits de comparaison analogiques; dans le cas de la figure 4 le circuit 5 recevra directement le signal de la voie ú sur sa première entrée et recevra le signal du circuit à mémoire 4 via un convertisseur numérique-analogique; dans le cas de la figure 6 le circuit 9 recevra directement le signal de la voie ú et soit l'additionneur 8 sera suivi d'un convertisseur numérique-analogique, soit l'additionneur 8 sera un additionneur analogique, le convertisseur 7 sera remplacé par un court- circuit et un convertisseur numérique-analogique sera inséré entre la mémoire 6 et l'additionneur 8. De même dans le circuit de suppression des lobes secondaires la comparaison, au lieu de se faire par comparaison du signal de la voie ú au signal de la voie A augmenté d'un niveau donné, peut se faire par comparaison du signal de la voie A au signal de la voie ú diminué de ce même niveau donné. Par ailleurs il est à noter qu'un ensemble interrogateur IFF selon l'invention peut être équipé soit d'un circuit de traitement de type GVT, soit d'un circuit de suppression des lobes secondaires, soit de ces deux circuits; dans ce dernier cas une impulsion pourra être considérée comme représentative d'information à condition qu'elle apparaisse simultanément à la sortie de ces deux circuits et, dans le cas des figures 4 et 6, le convertisseur analogique-numérique 1 pourra être commun aux deux circuits, c'est pourquoi il porte la même référence sur les deux figures. REVENDICATIONS 1. Ensemble interrogateur pour système d'identification par radiodétection avec, en réception, un dispositif (A) pour capter des ondes hertziennes, ce dispositif étant susceptible d'être pointé suivant divers angles et étant destiné à fournir un signal qui sera dit de voie A, un circuit de discrimination d'impulsions (1-5), du type à gain variable en fonction du temps, comportant des moyens de comparaison (5) ayant une première entrée couplée au dispositif, une deuxième entrée et une sortie, et un générateur de signaux (2-4) pour fournir un signal de référence, d'amplitude variable avec le temps, sur la deuxième entrée du comparateur, caractérisé en ce que le dispositif comporte une antenne à balayage électronique (A) et en ce que le générateur (2-4) comporte des moyens (4) de mise en mémoire de plusieurs courbes de variation du signal de référence en fonction du temps, afin que le générateur puisse fournir, comme signal de référence, un signal correspondant, au choix, à l'une de ces courbes et des moyens de sélection (0) d'une des courbes en fonction de l'angle de pointage du dispositif. 2. Ensemble interrogateur pour système d'identification par radiodétection avec, en réception, un dispositif (A) pour capter des ondes hertziennes, ce dispositif étant susceptible d'être pointé suivant divers angles et étant destiné à fournir deux signaux distincts qui seront dits de voies ú et voie A, et un circuit de suppression des lobes secondaires (1, 6-9) comportant un générateur de niveaux (6) pour fournir un signal de niveau donné et des moyens de comparaison de signaux (8, 9) pour recevoir les signaux de voie: et de voie A et le signal de niveau donné et délivrer un signal de sortie (R) si et seulement si l'amplitude du signal de la voie 7 est au moins égale à celle du signal de la voie A augmentée de l'amplitude du signal de niveau donné, caractérisé en ce que le dispositif comporte une antenne à balayage électronique (A), en ce que le générateur (6) comporte des moyens de mise en mémoire de plusieurs valeurs afin que le générateur puisse fournir, comme signal de niveau donné, un signal correspondant, au choix, à l'une de ces valeurs mises en mémoire et des moyens (0) de sélection d'une des valeurs mises en mémoire en fonction de l'angle de pointage du dispositif. 3. Ensemble interrogateur pour système d'identification par radiodétection avec, en réception, un dispositif (A) pour capter des ondes hertziennes, ce dispositif étant susceptible d'être pointé suivant divers angles et étant destiné à fournir deux signaux distincts qui seront dits de voies E et voie A, un circuit de discrimination d'impulsions (1-5), du type à gain variable en fonction du temps, comportant des premiers moyens de comparaison (5) ayant une première entrée couplée au dispositif, une deuxième entrée et une sortie, et un premier générateur de signaux (2-4) pour fournir un signal de référence, d'amplitude variable avec le temps, sur la deuxième entrée du comparateur et un circuit de suppression des lobes secondaires (1, 6-9) comportant un second générateur de niveaux (6) pour fournir un signal de niveau donné et des seconds moyens de comparaison de signaux (8, 9) pour recevoir les signaux de voie Z et de voie A et le signal de niveau donné et délivrer un signal de sortie (R) si et seulement si l'amplitude du signal de la voie Z est au moins égale à celle du signal de la voie A augmentée de l'amplitude du signal de niveau donné, caractérisé en ce que le dispositif comporte une antenne à balayage électronique (A), en ce que le premier générateur (2-4) comporte des moyens (4) de mise en mémoire de plusieurs courbes de variation du signal de référence en fonction du temps, afin que le premier générateur puisse fournir, comme signal de référence, un signal correspondant, au choix, à l'une de ces courbes et des premiers moyens de sélection (0) d'une des courbes en fonction de l'angle de pointage du dispositif et en ce que le second générateur (6) comporte des moyens de mise en mémoire de plusieurs valeurs afin que le générateur puisse fournir, comme signal de niveau donné, un signal correspondant, au choix, à l'une de ces valeurs mises en mémoire et des moyens (0) de sélection d'une des valeurs mises en mémoire en fonction de l'angle de pointage du dispositif.