Brevet FR2740226A1 — publié le 19970425

Procédé de brouillage perfectionné. L'invention concerne le brouillage de détecteurs électroma- gnétiques, en particulier de radars. La mise en oeuvre de tels brouillages est ce qu'on appelle une "contre-mesure". Le radar va y répliquer par des 'contre- contre-mesures". Celles-ci peuvent comprendre la mise en oeuvre de "trous" dans le diagramme de réception de l'antenne- radar, comme décrit par exemple dans la Demande de Brevet N 83 16653 de la Demanderesse. Mais les brouillages évolués utilisent maintenant les lobes secondaires de l'antenne-radar. La contre-contre-mesure appropriée est la suppression cohé- rente des lobes secondaires ("Coherent Side Looking Cancella- tion"). Elle fait intervenir au niveau du radar une antenne auxiliaire. Le rayonnement capté par celle-ci est utilisé, après traitement, pour annuler les réponses indésirées des lobes secondaires de l'antenne-radar. Il s'agit là d'une sorte de neutrodynage, qui fait intervenir un asservissement entre l'antenne auxiliaire et l'antenne-radar principale. La présente invention a pour but de chercher à mettre en défaut de telles contre-contre-mesures. Elle repose tout d'abord sur la remarque que ledit asservisse- ment réagit avec un certain délai que l'on peut définir par une constante de temps. Elle repose aussi sur la remarque qu'un aérien possède non seulement des lobes secondaires normaux, mais aussi un "dif- fus" dû à des rétrodiffusions d'éléments proches de l'an- tenne, et que la réponse des lobes secondaires et surtout de ce "diffus" est très différente de celle du lobe princi- pal, en termes de gain en fonction de la polarisation du signal incident. Elle repose enfin sur la remarque que l'aptitude du radar à mettre en oeuvre des contre-contre-mesures est nécessai- rement limitée, en termes de nombre de brouilleurs traités, et/ou de capacité de traitement consacrée à cette fonction. Ainsi, l'une des idées de base de l'invention consiste à créer, au niveau des aériens du radar, un champ électroma- gnétique dont on puisse faire varier la polarisation avec une périodicité inférieure ou égale au temps de réponse des asservissements précités. Les deux composantes (de polarisation) du champ électroma- gnétique ne sont pas indépendantes, mais présentent une certaine corrélation, durant un temps comparable au temps de réponse des asservissements. En conséquence, il n'est pas possible de les discriminer à la manière de deux brouil- lages indépendants. Ainsi, l'invention propose tout d'abord un procédé de brouil- lage de détecteurs électromagnétiques, en particulier de radars, caractérisé par l'émission d'au moins deux signaux électromagnétiques de brouillage possédant des polarisations différentes, et sujets à des variations temporelles rapides l'un par rapport à l'autre. Très avantageusement, les deux signaux sont issus d'une même source de brouillage. L'un des deux signaux subit alors un décalage temporel ou un déphasage variable avec le temps. Il est très intéressant que cette variation avec le temps soit rendue plus rapide que la constante de temps ou le temps de réponse estimé des asservissements utilisés par les détecteurs ou les radars, aux fins de supprimer ou dis- criminer les brouilleurs. Lorsque le procédé est mis en oeuvre à l'encontre de radars Doppler, éventuellement à impulsions, l'émission de brouilla- ge peut se faire sous forme impulsionnelle, en particulier en alternant les deux voies, et bien entendu en conservant une périodicité inférieure au temps d'intégration des filtres Doppler du radar. L'invention offre également un dispositif de brouillage comportant une source d'un signal électrique de brouillage, tel qu'un bruit de largeur de bande choisie, et des moyens d'amplification et d'émission d'un signal électromagnétique de brouillage à partir de cette source. Selon l'invention, les moyens d'émission comportent deux antennes opérant selon des polarisations différentes, et les moyens d'amplification comportent deux voies pour alimen- ter ces deux antennes. L'une au moins des voies comporte un organe de modification temporelle variable du signal électrique de brouillage. Cet organe de modification temporelle peut être une ligne à longueur programmable. Dans ce cas, ladite modification temporelle variable consiste en un décalage temporel varia- ble entre les signaux des deux voies. L'organe de modification temporelle peut aussi comporter un déphaseur variable. On obtient alors un déphasage varia- ble entre les signaux de deux voies. Il est envisageable de combiner les deux solutions. La variation temporelle peut être commandée par un circuit de variation, en particulier aléatoire, prévu par cet effet pour commander le déphaseur et/ou la ligne à longueur pro- grammable. Dans un mode de réalisation particulier, les moyens d'ampli- fication comportent, au moins à leur entrée, un inverseur commandé, suivi d'un coupleur-déphaseur (dit "coupleur à trois décibels"). Un tel coupleur peut amener le signal de l'une de ces deux entrées (au choix) d'une part sans déphasage sur l'une de ses sorties, d'autre part avec un déphasage de 90 sur l'autre sortie. L'inverseur permet de faire varier l'entrée considérée à une cadence rapide, complétant ainsi les effets déjà obtenus selon l'invention. Lorsque l'on s'intéresse à des radars Doppler, éventuelle- ment à impulsions, on prévoira des commutateurs inverseurs opérant à une cadence choisie pour que le dispositif selon l'invention puisse procurer une émission impulsionnelle, de préférence alternant les deux voies, à une cadence supé- rieure au temps d'intégration du filtre Doppler du radar. Dans cette version, on peut prévoir que le second des commu- tateurs est suivi d'au moins un coupleur-déphaseur, agencé comme précédemment. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appa- raîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 illustre un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention; - la figure 2 illustre une variante de réalisation du dispo- sitif selon l'invention; - la figure 3 illustre une autre variante de réalisation du dispositif selon l'invention; - la figure 4 illustre une version du dispositif selon l'in- vention prévu à l'encontre de radars Doppler; et - la figure 5 illustre une variante du dispositif prévu selon l'invention à l'encontre de radars Doppler. Les dessins annexés comportent des éléments de caractère certain. En conséquence, ils pourront non seulement servir à mieux faire comprendre la description détaillée ci-après, mais aussi contribuer à la définition de l'invention, le cas échéant. Sur les dessins, la référence SBR désigne une source d'un signal électrique de brouillage. Les références AP1 et AP2 désignent deux antennes opérant selon des polarisations différentes. Dans un premier cas, l'antenne AP1 peut être une antenne de polarisation horizontale tandis que l'antenne AP2 est une antenne de polarisation verticale. Ces deux antennes peuvent aussi avoir deux polarisations obliques croisées. Elles peuvent encore avoir l'une une polarisation circulaire droite et l'autre une polarisation circulaire gauche. Les antennes utilisées peuvent être des antennes simples, ou bien deux antennes réseaux indépendantes émettant selon des polarisations croisées, avec les mêmes variantes que précédemment. L'homme de l'art comprendra qu'il n'est pas nécessaire d'a- voir des antennes dont le centre de phase soit confondu. Lorsque les centres de phase sont distincts, cela fait appa- raître un écart de phase supplémentaire qui constitue une autre source de décalage sur le retard ou le déphasage varia- ble que l'on va imposer selon l'invention, entre les deux polarisations du signal de brouillage. Sur les figures 1 et 2, la sortie de l'organe SBR est appli- quée à un coupleur-distributeur CD, qui possède deux voies de sortie. L'une des voies est reliée à un amplificateur d'émission AE1 suivi de l'antenne AP1 par l'intermédiaire d'une ligne à longueur programmable (LLP, figure 1) ou d'un déphaseur variable (DPV, figure 2). L'autre voie peut être reliée directement à l'amplificateur d'émission AE2 suivi de l'antenne AP2. Mais cette seconde voie pourrait aussi être montée comme la précédente. Un circuit de commande de variation rapide CVR assure la commande de la ligne à longueur programmable du déphaseur, suivant le cas. L'homme de l'art comprendra que les signaux électromagnéti- ques de brouillage émis par les deux antennes AP1 et AP2 ne sont pas indépendants, donc ne peuvent être considérés comme provenant de deux brouilleurs distincts. Par contre, du fait qu'ils présentent des polarisations différentes et des variations relatives plus rapides que le temps de réponse des asservissements de contre-contre- mesure du radar hostile, et que la ou les antennes auxiliai- res de celui-ci n'ont pas la même réponse que les lobes secondaires et surtout les diffus de son antenne principale, il sera très difficile sinon impossible à ce radar d'élimi- ner les effets d'un tel brouillage dans les signaux qu'il reçoit. La figure 3 illustre une variante qui rend la tâche du radar encore plus difficile. Sur cette figure, le circuit CR peut être soit la ligne à longueur programmable LLP de la figure 1, soit le dépha- seur variable DPV de la figure 2. Au lieu du coupleur-distributeur CD, on utilise ici un com- mutateur CP, dont les deux sorties sont reliées par deux lignes de transmission unidirectionnelles L1 et L2 aux deux entrées d'un coupleur à trois décibels CTD. Suivant que l'une ou l'autre des entrées est utilisée, on obtient un saut de phase de 90 au niveau de chacune des deux sorties de ce coupleur. Ce saut de phase de 90 vient s'ajouter aux variations rapides procurées par le circuit CR. L'effet de l'invention est ainsi encore renforcé. On peut décrire plus précisément cet effet de la manière suivante: - Pour éliminer un brouilleur stationnaire normal (diffé- rent de ceux de l'invention) possédant un spectre d'émission étroit, il suffit d'une antenne auxiliaire pointée dans la direction o l'on veut effectuer cette élimination. Même si l'on utilise deux antennes auxiliaires pour tenter de discriminer les deux signaux de brouillage de polarisation différente, cela ne va pas fonctionner car les deux antennes auxiliaires verront des signaux qui présentent entre eux une certaine corrélation, sur un temps comparable à la cons- tante de temps des asservissements de contre-mesure du radar. Les deux antennes auxiliaires vont donc en fait avoir l'im- pression de traiter un seul brouilleur. - Lorsque le spectre de brouillage est plus large, la diffi- culté est encore accrue, du fait que le rapport des deux signaux émis par le brouilleur selon l'invention peut aussi être variable avec la fréquence, car on peut modifier ses diagrammes de rayonnement, ou bien encore faire évoluer la polarisation avec la fréquence. Il apparaît donc que la tâche du radar est sérieusement compliquée, en présence d'un brouilleur selon l'invention. Dans les situations pratiques, le radar se trouvera en pré- sence de plusieurs brouilleurs de ce type. La présence de plusieurs porteurs de brouilleurs selon l'invention rend rapidement illusoire la forme de contre-contre-mesure élec- tronique du type suppression cohérente de lobes secondaires. En effet, du fait des risques de pompage de l'asservissement incorporé à cette contre-contre-mesure, la mise en oeuvre de celle-ci peut se révéler beaucoup plus néfaste qu'utile, et c'est précisément le but recherché par le brouillage selon l'invention. Une application intéressante consiste à chercher à faciliter la pénétration d'un raid aérien. En équipant les avions du raid de brouilleurs fonctionnant contre le même radar, on arrivera assez rapidement à saturer la capacité de trai- tement de ces radars, en termes de nombres de voies auxiliai- res indépendantes capables de neutraliser chacune un brouil- leur. En outre, le système de traitement du radar devra faire face à de très nombreuses amb guités, lorsqu'il voudra trian- guler l'ensemble des sources de brouillage ainsi définies par les différents aéronefs porteurs de dispositifs selon l'invention. Si l'on considère par exemple trois sources réelles de brouillage, celles-ci vont créer six fantômes que le radar devra discriminer avant de mettre en oeuvre ces contre-contre-mesures. Plus généralement, pour n sour- ces de brouillage selon l'invention, le nombre de fantômes est n(n-l). Ce nombre croît très rapidement avec le nombre de sources de brouillage utilisées. Les dispositifs qui viennent d'être décrits fonctionnent à l'égard de tout type de radar. Lorsque l'on désire seulement pouvoir contrer des radars Doppler ou radars Doppler à impulsions, un seul émetteur peut suffire dans le dispositif selon l'invention, s'il est commuté dans un temps plus court que le temps d'inté- gration des filtres Doppler entre les antennes à polarisa- tion croisée. Ainsi, sur la figure 4, on observe que les deux amplifica- teurs d'émission AEl et AE2 de la figure 1 sont remplacés par un seul amplificateur AE, encadré de deux inverseurs SB1 et SP commandés par un circuit de modulation en impul- sions MI. On utilise ici un commutateur de puissance SP, qui alimente les deux antennes AP1 et AP2. Dans la variante selon la figure 5, la commutation s'effectue en bas niveau, c'est-à-dire de part et d'autre d'un amplifica- teur AB, sous la forme de deux inverseurs SBl et SB2. Il est alors possible de mettre à la suite du commutateur aval SB2 deux liaisons unidirectionnelles Lll et L12, sui- vies d'un coupleur à trois décibels CTDl. Les deux sorties en quadrature de celui-ci sont appliquées à deux amplifica- teurs d'émission AE1 et AE2, suivis d'un second coupleur à trois décibels CTD2, dont les deux sorties en quadrature alimentent les antennes APl et AP2. Ce montage procure non seulement les variations temporelles liées à l'usage du circuit CR (qui est une ligne à longueur programmable LLP et/ou un déphaseur variable DPV), mais aussi l'effet intéressant des sauts de phase brusques que l'on déjà décrits à propos de la figure 3. La Demanderesse a observé que les dispositifs selon l'in- vention permettent un gain moyen d'une dizaine de décibels dans l'efficacité du brouillage pénétrant en dehors du lobe principal de l'aérien d'un radar. Ceci tient au fait que, généralement, les diagrammes selon les 2 polarisations croi- sées sont sensiblement complémentaires l'un de l'autre dans les lobes secondaires et les diffus. Revendications. 1. Procédé de brouillage de détecteurs électromagnétiques, en particulier de radars, caractérisé par l'émission (AP1, AP2) d'au moins deux signaux électromagnétiques de brouilla- ge possédant des polarisations différentes et sujets à des variations temporelles rapides l'un par rapport à l'autre. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1O les deux signaux sont issus d'une même source de brouillage (SBR), l'un des deux au moins subissant un décalage temporel (LLP) ou un déphasage variable avec le temps (DPV). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite variation avec le temps est plus rapide que le temps de réponse estimé des détecteurs ou des radars en suppression ou discrimination des brouilleurs. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, des- tiné à opérer à l'encontre de radars Doppler, éventuellement à impulsions, caractérisé en ce que l'émission de brouilla- ge est impulsionnelle, en particulier alternée (MT), avec une périodicité inférieure au temps d'intégration des filtres Doppler du radar. 5. Dispositif de brouillage comportant une source d'un signal électrique de brouillage (SBR), tel qu'un bruit de largeur de bande choisie, et des moyens d'amplification (AE) et d'émission (AP) d'un signal électromagnétique de brouillage à partir de cette source, caractérisé en ce que les moyens d'émission comportent deux antennes (AP1, AP2) opérant selon des polarisations différentes, et en ce que les moyens d'am- plification (AE) comportent deux voies pour alimenter ces deux antennes, l'une au moins des voies comportant un organe de modification temporelle variable du signal électrique de brouillage (LLP, DPV). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe de modification temporelle comprend une ligne à longueur programmable (LLP). 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 et 6, carac- térisé en ce que l'organe de modification temporelle comprend un déphaseur variable (DPV). 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, carac- térisé en ce que la variation temporelle est commandée par un circuit de variation, en particulier aléatoire (CVR). 9. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, carac- térisé en ce que les moyens d'amplification comportent, à l'entrée, un inverseur (CP) suivi d'un coupleur-déphaseur (CTD). 10. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 9, carac- térisé en ce que les moyens d'amplification comportent des commutateurs inverseurs (SB1, SB2) opérant à une cadence choisie, en vue d'une émission impulsionnelle. 11. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le second (SB2) des commutateurs est suivi d'au moins un coupleur-déphaseur (CTD1).