Brevet FR2741452A1 — publié le 19970523

La présente invention concerne un système télémétrique à ondes entretenues et, selon un aspect, un système d'altimètre radar, ou radioaltimètre, pour aéronef. De semblables systèmes comprennent ordinairement un moyen d'émission d'hyperfréquences sur Lequel une certaine forme de codage a été ajoutée, et une antenne servant à diriger l'énergie vers la cible, une antenne servant à recevoir l'énergie renvoyée et, après amplification, un moyen permettant de déterminer la quan- tité de retard qui s'est produite sur le signal, et, par consé- quent, la distance de la cible. Le codage ajouté à l'émission a été, dans le passé, une modulation en impulsions ou en fréquence, mais, plus récemment, la modulation de phase produite par un code pseudo- aléatoire a été utilisée. Cette forme de modulation a la propriété de produire un spectre émis du type bruit qui est diffi- cile à détecter et, par conséquent, trouve des applications lorsque le caractère de dissimilation a de l'importance. On peut augmenter le caractère de dissimulation en réduisant la puissance émise de façon que le signal renvoyé soit juste suffisant pour la mesure télémétrique. Dans ces systèmes à modulation de phase, le signal reçu est mis en corrélation avec une version retardée du code émis, le retard étant graduellement augmenté par pas, et les échantillons du signal de sortie du corrélateur sont détectés et emmagasinés dans un tableau. A partir de ces données emmagasinées, le retard, et par conséquent la distance, correspondant au retour du signal reçu, peut être trouvé. Un système typique est représenté sur la figure 1 et comprend: un émetteur comportant un générateur 1 de signaux de radiofréquence; un modulateur 2 servant à moduler le signal de radiofréquence en fonction d'un code pseudo-aléatoire 3; un amplificateur 4 d'émetteur et une antenne d'émission 5. Le récepteur comporte une antenne de réception 6; un amplificateur 7 de récepteur; un corrélateur 8 servant à corréler le signal reçu avec une version retardée du code émis correspondant à la distance faisant l'objet de l'examen; un détecteur d'amplitude 10 et une matrice de mémorisation 11. 2 2741452 Les données relatives à un tel système sont représentées sur la figure 2, le retard du code correspondant à la distance. Le système représenté sur la figure 3 utilise les mêmes numéros de référence que sur la figure 1 pour les parties corres- pondantes du système. Le système représenté sur la figure 3 diffère de celui de la figure 1 en ce qui concerne le système de correla- tion utilisé. Dans ce système, le signal reçu est mis en correla- tion avec un déphasage sélectionné dans le dispositif de retard 9 correspondant à la distance faisant l'objet de l'essai. Toutefois, le système comporte en outre une mémoire 12 contenant plusieurs codes pseudo-aLéatoires différents et un sélecteur 13 qui fournit un code approprié, pris dans la mémoire 12, au modulateur 2 et au dispositif de retard 9, et, de Là, au corréLateur 8. Le code appro- prié est sélectionné sur la base des caractéristiques des lobes latéraux afin de pouvoir être commuté pour la distance soumise à l'essai, et le sélecteur 13 et le dispositif de retard 9 sont tous deux commandés par un dispositif de commande 14. Dans un système téLémétrique à spectre dispersé à séquence continue, des lobes latéraux de corrélation peuvent appa- raitre pour toute distance, du fait du brouillage de l'émetteur au récepteur, ou bien du fait des signaux voulus. On peut montrer que les positions des lobes latéraux sont liées à la position du signal (brouillage ou autre) provoquant le lobe latéral, et à la séquence de code pseudo-aLéatoire particulière qui est utilisée. En choisis- sant avec soin la séquence de code, il est possible d'obtenir une relation signal-lobe latéral qui permet de mettre de côté les lobes latéraux des signaux voulus. Toutefois, puisque le signal de brouillage est ordinairement beaucoup plus fort que n'importe quel signal voulu, un probLème se pose avec évidence lorsqu'on considère les niveaux des lobes latéraux des signaux voulus par rapport à ceux du brouillage. Puisque la position du signal de brouillage est constante, il s'est révéLé possible, pour n'importe quelle séquence de code donnée, de déterminer les positions des lobes latéraux de brouillage résultants. Par conséquent, l'invention propose un système téLémé- trique à ondes entretenues, comprenant un modulateur qui sert à 3 2741452 moduler une onde porteuse de radiofréquence en fonction d'un code pseudo-aléatoire, une antenne d'émission servant à rayonner le signal moduLé en direction d'une cible, une antenne de réception et un récepteur servant à détecter Le signa' réfléchi par la cible, un OS corrélateur servant à corréler le signal réfléchi avec le code émis pour un déphasage choisi correspondant au créneau de distance courant soumis à l'essai, si bien que la distance de la cible au système peut être déterminée, une mémoire contenant plusieurs codes pseudo-aléatoires différents, et un moyen sélecteur conçu pour déLivrer au modulateur et au corrélateur un code pris dans la mé- moire dont les caractéristiques de lobes latéraux conviennent pour le ou les créneaux de distance suivants soumis à l'essai. Le code pseudo-aléatoire utilisé dans l'invention est de préférence un code de longueur maximale, une séquence de nombres produite par un registre à décalage présentant certaines réinjec- tions sur lui-même. Pour le système de la présente invention, une longueur de code de 2 047 chiffres est préférée. On va maintenant décrire la présente invention, à titre d'exemple, en relation avec les dessins annexes, dans lesquels: la figure 3 est une vue simplifiée d'un système selon un mode de réalisation de la présente invention, et les figures 4 à 8 représentent, sous forme schématique simplifiée, des tracés de signaux utilisés dans le système. Les figures 4, 5 et 6 représentent, sous une forme sché- matique fortement simplifiée, des tracés de niveau de signal en fonction de la cellule de distance à examiner qui sont obtenus par corrélation pour 3 codes pseudo-aléatoires différents. Les crêtes repérées à l'aide d'astérisques sont les lobes latéraux de brouil- lage, tandis que la crête repérée par le signe (+) est le signal vrai. Puisque la position des lobes latéraux de brouillage peut être déterminée pour n'importe quel code pseudo-aléatoire donné dans n'importe quel système donné, selon un aspect de l'invention, un algorithme d'analyse de distance est conçu pour sélectionner l'utilisation de codes A, B et C afin d'éliminer les effets des lobes latéraux de brouillage. On ne change le code que lorsque cela est nécessaire pour minimiser les effets des signaux transitoires sur le code qui est en train de changer et le retard nécessaire pour permettre le temps de transmission aller et retour du nouveau code jusqu'au sol et retour. En pratique, Le code est émis à réoé- tition, et, pour chaque séquence reçue, Le code fourni pour la corrélation est soit maintenu avec un même retard pendant plusieurs séquences de code, afin d'éliminer par filtrage l'effet de n'importe quelle variation et, ainsi, d'augmenter la précision avant de passer au créneau de distance suivant, ou bien le dépha- sage est incrémenté pour chaque corrélation. La figure 7 représente sous forme simplifiée la séquence de codes sélectionnée pour éviter que les lobes latéraux de brouil- lage n'apparaissent sur les schémas des figures 4, 5 et 6. La sélection du code B évite l'apparition des premiers lobes latéraux sur les figures 4 et 6, aLors que le fait de passer au code C évite le deuxième lobe latéral sur la figure 4 et le premier lobe latéral sur la figure 5. Enfin, en passant au code A, on évite les lobes latéraux finaux sur les figures 5 et 6. La réponse résultante est présentée, sous une forme schématique idealisée, sur la figure 7. Les cartes de codes elles-mêmes sont facilement mises en oeuvre par utilisation d'ensembles de variables booléennes indexées par la distance. Chaque entrée booléenne ne peut que signifier le caractère adapté d'un code particulier au fonctionnement à la dis- tance indexée. Pour minimiser les exigences de mémorisation rela- tives aux cartes de codes résultantes, il est souhaitable que chaque élément de l'ensemble appartenant à la carte couvre une pro- e portion notable de la distance toute entière, par exemple 1/20e. Ainsi, chaque carte ne doit contenir que 20 valeurs. Pour minimiser le nombre de changements de code effec- tués, l'agorithme d'analyse devra parfois examiner plus loin en avant dans le cas o il se trouvera devant le choix entre deux codes appropriés ou plus. Cet examen n'aura qu'à tenir compte de l'ordre d'analyse voulu, mais, si l'on utilise un analyseur de dis- tances croissantes, alors l'opération consistera simplement à regarder en avant dans les cartes de chaque code approprié et à 2741452 choisir ceLui qui reste approprié sur la plus longue distance. Si deux codes ou plus satisfont cette condition, alors le choix est sans importance. ej 2741452 REVENDICATIONS 1. Système télêmétrique à ondes entretenues, caractérisé en ce qu'il comprend un modulateur (2) qui sert à moduler une onde porteuse de radiofréquence en fonction d'un code pseudo-aléatoire, une antenne émettrice (5) servant à rayonner le signal moduLé en direction d'une cible, une antenne réceptrice (6) et un récepteur (7) servant à détecter le signal réfléchi par la cible, un corréla- teur (8) servant à corréler le signal réfléchi avec le code transmis pour un déphasage choisi qui correspond au créneau de dis- tance courant à soumettre à l'essai, si bien qu'on peut déterminer la distance de la cible au système, une mémoire (12) contenant plusieurs codes pseudo-aléatoires différents, et un moyen sélecteur (13) conçu pour fournir au modulateur et au corrélateur un code, se trouvant dans la mémoire, ayant des caractéristiques de lobes latéraux qui conviennent pour le ou les créneaux de distance suivants devant être soumis à l'essai. 2. Système selon la revendcation 1, caractérisé en ce qu'une pluralité de codes sont sélectionnés dans la mémoire et uti- lisés en une séquence qui élimine sensiblement les effets des lobes latéraux de brouillage. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les codes sont sélectionnés sur la base du caractère d'adap- tibilité à l'utilisation sur des distances envisagées dans le futur. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que la distance est analysée selon un mode de croissance, les codes convenant pour les plus longues distances pouvant être séLec- tionnées. 5. Système selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le ou chaque code est sélectionné de façon à réduire le nombre des changements de code nécessaires lors de l'analyse de distances différentes.