Brevet FR2734371A1 — publié le 19961122

DISPOSITIF ET PROCEDE DE MESURE D'ECARTOMETRIE SUR DES REPONSES DE RADAR SECONDAIRE ET RADAR COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF La présente invention a pour objet un dispositif et un procédé de mesure d'écartométrie sur des réponses de radar secondaire et radar comportant un tel dispositif. La présente invention concerne une amélioration quant à la précision de la mesure de l'écartométrie prélevée sur des informations radar secondaire à la réception sol. L'écartométrie étant alors représentée par la valeur de l'écart angulaire vu de l'antenne radar au sol entre l'aéronef et l'axe radioélectrique de cette sntenne. L'écart angulaire varie de plus ou moins quelques degrés en fonction de la position de l'aéronef dans le lobe principal de l'antenne. La détermination précise de la position en gisement de l'aéronef dans la couverture radar est donc directement liée à la finesse. de la mesure. Celle-ci doit pouvoir être réalisée avec précision sur une seule réponse de transpondeur radar secondaire dans le cas d'une interrogation de type "mono-impulsion à adressage sélectif". Dans ce cas, appelé le mode S le radar n'interroge l'avion qu une seule fois. Dans les radars de type connu l'écartométrie est assurée en effectuant la recherche d'une valeur dite de référence en prélevant quelques échantillons de la réponse. D'autre part il est connu d'effectuer un maximum de mesures sur les informations utiles du signal et d'en déduire une valeur moyenne. Les méthodes de type connu permettent de traiter des réponses isolées c'est-à-dire ne se superposant pas dans le temps avec des réponses émises par exemple d'autres aéronefs. Par contre, en présence d'un signal utile "bruité" par d'autres signaux radioélectriques tels que d 'autres réponses secondaires l'écartométrie fournie par les dispositifs de type connu n'est plus sûre. Cette absence de détermination à coup sûr de la position précise d'un aéronef par les méthodes de type connu interdit pratiquement l'utilisation du mode S avec de tels méthodes. Par contre, le dispositif selon la présente invention permet une mesure précise de l'écartométrie y compris dans le cas d'imbrication des réponses.Le dispositif selon la présente invention est particulièrement bien adapté au traitement de réponses secondaires issues des transpondeurs à adressage sélectif répondant à un radar secondaire de type monoimpulsion (mode S). Une réponse mode S est composée d'un préambule à quatre impulsions suivi d'un bloc de données de 56 à 112 impulsions. Ces données sont codées en modulation de position (PPM en terminologie anglo-saxonne) et découpent en amplitude une fréquence porteuse (f p = 1090 MHz). Le signal traité par le dispositif provient d'un traitement d'amplltude et de phase et se présente sous la forme d'une tension analogique découpée par la réponse secondaire. L'amplitude de cette tension varie en fonction de la position de l'aéronef dans le lobe principal de l'antenne. La présente invention a pour objet un dispositif et un procédé d'écartométrie ainsi qu'un radar secondaire comportant un tel dispositif tel que décrit dans les revendications. L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après et de la figure unique qui décrit un dispositif selon la présente invention. Sur la figure unique, on peut voir un dispositif d'écartométrie numérique selon la présente invention. Le dispositif selon la présente invention comporte connectés en série un échantillonneur 2, un convertir seur analogiquenumérique 1, un dispositif de comptage 4, un dispositif de traitement 5, un dispositif d'analyse et de validation 6, un séquenceur 7. Le séquenceur 7 est connecté sur un bus d'adresse du dispositif de comptage 4. Avantageusement, le dispositif de comptage 4 est d'autre part connecté à un dispositif de traitement 8. Avantageusement, le convertisseur analogique - numérique 1 est connecté au dispositif de comptage 4 par l'intermédiaire d'un dispositif de mémorisation 3. Le signal de vidéo écartométrique 9 est numérisé par le convertisseur analogique-numérique 1, la synchronisation est fournie par l'échantillonneur 2 qui reçoit le signal de la réponse détectée 10. Le signal numérique, par exemple sur 8 bits est mémorisé dans le dispositif de mémorisation 3. Le dispositif de comptage 4 compte en temps réel le nombre d'échantillons reçus pour chaque valeur possible de l'échantillon. Avantageusement, le dispositif de comptage 4 incrémente non seulement le compteur correspondant à la valeur de l'échantillon détecté mais aussi celui correspondant à la valeur immédiatement inférieure ainsi que celui correspondant à la valeur immédiatement supérieure. Le dispositif de comptage est relié par des liaisons parallèles au dispositif de traitement 5. Le dispositif de traitement 5 comporte des registres et des comparateurs. Le dispositif de traitement 5 mémorise en permanence le numéro du compteur dont le contenu est le plus élevé et la valeur de ce contenu. Ainsi, le dispositif de traitement 5 effectue une première détermination d'écartométrie instantanée. L'écartométrie effectuée par le dispositif de traitement 5 n'est pas complètement sûr, bien qu'elle devienne de plus en plus fiable au fur et à mesure que le nombre d'échantillons reçus devienne de plus en plus représentatif statistiquement. Pour une réponse en mode S l'échantillonnage est par exemple réalisé en une seule fois par l'information utile. Dans ce cas on obtient par exemple 56 ou 112 échantillons. Le dispositif de traitement 5 transmet au dispositif d'analyse et de validation 6 le numéro 13 du compteur dans lequel la valeur stockée est maximale, par exemple sur 8 bits ainsi que la valeur 11 stockée dans ledit compteur, par exemple sur 7 bits. Le dispositif d'analyse et de validation 6 effectue une analyse des histogrammes, c'est-à-dire de l'évolution de la situation au fur et à mesure du traitement des échantillons. Ainsi 11 est possible d'éliminer les réponses erronées qui ne sont pas cohérentes avec les réponses précédentes. Par exemple, on élimine les réponses isolées ou des réponses ayant une faible amplitude. Dans un exemple particulièrement avantageux du dispositif selon la présente invention on élimine toutes les réponses pour lesquelles la valeur du compteur est inférieure à la moitié du compteur ayant la valeur maximale. Seules les réponses possibles sont validées par le dispositif d'analyse et de validation 6. Le séquenceur 7 comporte des compteurs des registres et des additionneurs. Le séquenceur 7 détermine une valeur provisoire de l'écart angulaire de l'aéronef par rapport au lobe principal de l'antenne. Cet écart provisoire est par exemple égal à celui correspondant au numéro du compteur dont la valeur est maximale, dans la mesure où elle a été validée dans le dispositif d'analyse et de validation 6. Le séquenceur 7 détermine en fonction de la valeur stockée dans le compteur maximal la largeur d'une plage de lecture de compteur. Par exemple, la plage sera d'autant plus restreinte que la valeur stockée dans le compteur de valeur maximale sera importante, car on considère que dans ce cas l'information est la plus sûre. Par exemple le séquenceur 7 choisit entre une plage comportant 16, 32 ou 64 compteurs. Le séquenceur 7 va effectuer l'adressage de la plage de compteur qui sera lu en parallèle par le dispositif de traitement 8. Le dispositif de traitement 8 détermine la valeur définitive de l'écart angulaire, par exemple par un calcul de la valeur moyenne de totos les échantillons se trouvant dans la plage de compteur analysé. L'opération effectuée par le dispositif de traitement 8 permet d'affiner la mesure. Elle trouve toute sa justification lorsque le niveau en puissance reçu de la réponse est faible et que les informations à traiter sont "bruitées", c'est-à-dire qu'elles se superposent avec d'autres signaux radioélectriques. Le dispositif délivrant directement l'écartométrie à partir du dispositif de traitement 5 ou du séquenceur 7 ne sort pas du cadre de la présente invention. Le dispositif selon la présente invention comporte une partie de traitement en temps réel comportant des convertisseurs analogiques-numériques 1 pilotés par l'échantillonneur 2, le dispositif de mémorisation 3, le dispositif de comptage 4, le dispositif de traitement 5. Il comporte, d'autre part les dispositifs qui peuvent travailler en différer, ce qui permet d'en limiter la puissance de calcul, comme par exemple le dispositif d'analyse et de validation 6, le séquenceur 7, le dispositif de traitement 8. Le signal vidéo écartométrique de type analogique 9 est par exemple quantifié en 256 valeurs binaires en fonction de son amplitude, par le convertisseur analogique-numérique 1. Le convertisseur analogique-numérique 1 est piloté par le générateur d'échantillonnage vidéo 2 dont le séquencement est lancé par le signal réponse détecté. Le signal réponse détecté pouvant être aussi bien une réponse en mode S ou une réponse secondaire de type classique. Pour une réponse en mode S l'échantillonnage est réalisé une seule fois par information utile, c'est-à-dire qu'il y aura 56 ou 112 échantillons selon le format du radar secondaire utilisé. Dans le cas d'une réponse secondaire classique l'échantillonnage sera fait plusieurs fois par l'information décodée, c'est-à-dire que le nombre maximal d'informations décodées sera limité à quinze. Le dispositif de mémorisation 3 reçoit en série, sur 8 bits les échantillons vidéo numérisés. Selon la valeur stockée en mémoire 3, on incrémente un des 256 compteurs contenus dans le dispositif de comptage 4. La liaison entre le dispositif de mémorisation 3 et le dispositif de comptage 4 est du type parallèle. Le dispositif de mémorisation 3 permet un aiguillage des données vers le dispositif de comptage 4 vers un adressage en écriture du dispositif de comptage 4. Le dispositif selon la présente invention permet d'accroître la fiabilité de la détermination de l'écartométrie dans le cas d'utilisation de radar secondaire. Cette augmentation de fiabilité est particulièrement importante pour l'utilisation du mode S dans un radar secondaire. L'invention s'applique principalement à la réalisation des radars secondaires et notamment des radars secondaires travaillant en mode S. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure d'écartométrie sur des réponses des radars secondaires, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de comptage (4) du nombre d'échantillons numériques reçus pour chaque valeur possible d'un échantillon et un dispositif susceptible de calculer quel compteur a la valeur maximale à la fin de la réception d'une réponse de radar secondaire. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif de comptage (4) à la réception d'un échantillon incrémente le compteur correspondant à la valeur de l'échantillon ainsi que les deux . compteurs correspondant aux deux valeurs les plus proches de l'échantffion reçu. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de validation (6) éliminant les échantiUons erronés. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif d'adressage (7) des compteurs du dispositif de comptage et un dispositif de traitement (8) connecté à la sortie du dispositif de comptage (4), le dispositif d'adressage est susceptible d'adresser une suite de compteurs successifs centrée sur le compteur ayant la valeur maximale, le dispositif de traitement (8) déterminant la valeur de l'écartométrie en calculant la valeur moyenne de la suite des compteurs adressée. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait quVil comporte un dispositif d'échantillonnage (2) connecté à un convertisseur analogique-numérique (1) connecté à un dispositif de mémorisation (3) connecté au dispositif de comptage (4). 6. Radar secondaire en mode S, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes. 7. Procédé de détermination de l'écart angulaire de l'axe de réception de la réponse d'un aéronef par rapport à l'axe du lobe principal de l'antenne d'un radar secondaire, caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes suivantes - échantillonnage de la réponse reçue - numérisation de la réponse - incrémentation d'une valeur d'un compteur correspondant à la valeur reçue d'un échantillon - détermination de la valeur de l'échantillon qui a été reçue le plus grand nombre de fois. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'on incrémente non seulement le compteur correspondant à la valeur reçue d'un échantillon mais aussi les compteurs correspondant à la valeur immédiatement inférieure et à la valeur immédiatement supérieure de l'échantillon. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes - d'adressage et de lecture de la valeur d'une suite de compteurs successifs centrée sur un compteur ayant la valeur maximale - calcul de la valeur moyenne de la suite des compteurs adressés. 10. Procédé selon la revendication 7, 8 ou 9, caractérisé par le fait que la détermination de la position de l'aéronef se fait en mode S.