Brevet FR2741450A1 — publié le 19970523

La présente invention concerne un radar latéral. La figure 1A est une vue en plan d'un aéronef volant suivant une trajectoire rectiligne P parallèle à la surface plane du sol et portant un radar à ouverture synthétique dont l'antenne a une ligne de visée X qui fait un angle droit avec la trajectoire du vol. Une cible T donne un signal radar reçu dont la caracté- ristique d'amplitude en fonction du temps est présentée sur la figure 2A et dont la caractéristique de la fréquence Doppler en fonction au temps est présentée par la ligne en trait interrompu qui passe par l'origine sur la figure 2B. Dans un radar à ouverture synthétique, le récepteur radar suppose que la caractéristique du signal reçu est analogue à la ligne brisée de la figure 2B et utilise cette supposition pour effectuer une intégration du faisceau synthétique qui permet d'atteindre une meilleure résolution que si l'on ne s'appuyait que sur la caractéristique donnant l'amplitude en fonction du temps de la figure 2A, laquelle provient de la forme du lobe principal de l'antenne. En pratique, il existe habituellement une composante de vitesse suivant la direction de la cible qui est due à une trans- lation de l'aéronef par rapport à sa trajectoire de vol rectiligne voulue ou bien (comme représenté sur la figure 18) qui est due au fait que l'aéronef prend, en vol, une attitude telle qu'il existe un angle autre que 90 entre la trajectoire de vol voulue P et l'axe de visée de l'antenne. Cette composante de vitesse (qui sera appelée "vitesse radiale") produit une caractéristique réelle de la fréquence en fonction du temps qui est analogue à celle repré- sentée par la ligne continue de la figure 2B. Elle possède un décalage de fréquence Doppler fixe fD par rapport à la caractéris- tique idéale. Ce décalage entraîne l'existence d'un problème tel que le récepteur radar peut effectuer des intégrations qui ne font pas une pleine utilisation de l'amplitude du signal disponible. Dans certains cas, le décalage peut faire que des signaux soient complètement perdus lors de l'intégration. Un autre problème est que des déformations de la carte peuvent se produire en raison du déplacement, le long de l'axe du temps, du point de croisement de la caractéristique (figure 2B). Cet un but de l'invention de mesurer le décalage (qui est également une mesure de la vitesse radiale). Ceci permet d'effectuer des corrections permettant d'éliminer les problèmes ci-dessus mentionnés. Il peut également être utilisé dans d'autres buts, par exemple pour effectuer des corrections de vol, et est ainsi applicable aux radars latéraux autres que ceux utilisant des techniques d'ouverture synthétique. Une technique décrite dans le brevet britannique n 2069281B a un objet identique et peut être utiliséepour fournir une mesure de la vitesse radiale. Elle obtient ce résultat en commutant un signal reçu sur deux dispositifs à transformation de Fourier à intervalles réguliers de manière à produire deux spectres pour des zones de chevauchement différentes de la surface du sol. En comparant les spectres de puissance, il est possible d'identifier la fréquence Doppler qui est présente à intensité égale dans les spectres de puissance extraits de chacune des deux zones de chevauchement. Cette fréquence Doppler donne une mesure de la vitesse radiale. Ce système connu a pour inconvénient que les deux spectres comparés ne sont pas issus de la même zone du sol exactement. Il peut résulter certaines inexactités du fait que l'une des deux zones différentes du sol comporte une très grande cible qui ne se trouve pas dans l'autre zone de chevauchement du sol. L'invention provient du fait que, si on fait passer le signal reçu dans deux filtres ayant des bandes passantes centrées sur des fréquences fo et -fo, comme représenté sur la figure 2B, les amplitudes de crête A1 et A2 de leurs signaux de sortie seront différentes au contraire du cas de la caractéristique idéale pour laquelle les amplitudes B1 et B2 sont identiques. La différence entre A1 et A2 ou leur rapport peut être utisée comme mesure de fD et, par conséquent, de la vitesse radiale. Par conséquent, l'invention fournit un radar latéral qui comprend un moyen permettant de comparer en continu les ampli- tudes de composantes d'un signal reçu dont les fréquences Doppler ont des valeurs différentes prédéterminées. Puisque l'invention compare en continu des compo- santes de fréquences prédéterminées du signal reçu, la comparaison peut toujours se faire entre des signaux extraits de la même zone de cible. On peut effectuer la comparaison en faisant passer le signal reçu dans deux filtres ayant des bandes passantes prédéter- minées et en comparant leurs signaux de sortie après avoir retardé l'un d'eux d'une durée prédéterminée. Les valeurs différentes sont de préférence positive et négative, et elles sont idéalement égales en sens opposés, comme représenté sur la figure 2B. Les valeurs prédéterminées sont de préférence choisies en relation avec la vitesse de l'aéronef et les caractéristiques de l'antenne de sorte que les amplitudes B1 et B2 apparaissent approximativement au point de la pente le plus prononcé de l'enveloppe de l'antenne, comme indiqué sur la figure 2A. La description suivante, conçue à titre d'illus- tration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur la figure 3 des dessins annexés, qui est un schéma de principe d'un radar à ouverture synthétique selon l'invention. Comme on peut le voir sur la figure 3, un émetteur radar 1 aéroporté produit un signal de fréquence fT qui est transmis à une antenne 3 via un circulateur 2. Un signal réfléchi par une cible est reçu par cette même antenne 3 et est transmis via le circulateur 2 à des mélangeurs 4 et 5 dans lesquels il est mélangé avec des signaux en phase et en quadrature de phase provenant d'une source 19 à oscillateur local fonctionnant également à une fréquence fT afin de conserver toute l'information Doppler. Les signaux contenus dans les canaux I (en phase) et Q (en quadrature) passent dans des filtres à bandes passantes identiques 6 et 7 qui présentent idéalement une caractéristique de la fréquence en fonction de l'amplitude qui est symétrique par rapport à une fréquence centrale fO' Un déphaseur 8 crée un dépha- sage de 180 entre les canaux. Les signaux de sortie du déphaseur et du filtre 6 sont soustraits en 9 et ajoutés en 10. Les signaux résultants qui sont obtenus en 9A et 10A sont les composantes du signal reçu pour les fréquences Doppler sont -fo0 et +fo. Les signaux présents sur les lignes 9A et 10A sont redresses en 11 et 12 afin de produire des signaux représentant l'amplitude, puis ils sont intégrés en 13 et 14 sur une période propre à améliorer la précipitation du procédé par réduction des fluctuations des signaux, dans le but de réduire les exigences de bande passante d'un circuit retardateur 15, et d'améliorer le rapport signal-bruit avant la division en 18. Le circuit retardateur 15 retarde le signal de sortie du filtre 14 (celui-ci ayant une amplitude telle que présentée en A1 sur la figure 2A) d'une durée t2 - tl, qui dépend de la pente de la caractéristique donnant la fréquence en fonction du temps de la figure 2B et qui est indépendante du signal reçu. Ces valeurs d'amplitude sont comparées en 16, 17 et 18 de manière à former le rapport (A2 - A1)/(A2 + A1), qui est une mesure de la vitesse radiale et qui ne dépend pas de l'amplitude des signaux. Dans d'autres formes possibles de l'invention, il est possible d'utiliser un système qui est numérique en tout ou en partie, à la place du système analogique du présent exemple. Le moyen permettant de produire les canaux I et Q peut différer de celui indiqué par les références 4, 5 et 19 et peut utiliser d'autres techniques connues, tandis que la technique de comparaison indiquée par les références 16, 17 et 18 peut également être différente. Bien entendu, l'homme de l'art est en mesure d'ima- giner, à partir du dispositif dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N S REVENDICATIONS 1. Radar latéral, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (16, 17, 18) permettant de comparer en continu les amplitudes de composantes d'un signal reçu dont les fréquences Doppler sont des valeurs différentes prédéterminées (+fO, -fo). 2. Radar selon la revendication 1, caractérisé en ce que les valeurs différentes prédéterminées sont respectivement positive (+fo) et négative (-fo). 3. Radar selon la revendication 2, caractérisé en ce que les valeurs différentes prédéterminées sont des valeurs égales positive (+fo) et négative (-fo).