Brevet FR2853767A1 — publié le 20041015

Domaine de l'invention La présente invention concerne un montage d'antennesradar notamment pour des applications à des véhicules automobiles. Etat de la technique Pour déterminer la vitesse et l'éloignement d'objets dans la circulation routière on utilise habituellement des systèmes de radar impulsionnel (WO 99/42856). Selon le document DE 44 12 77 Ai il est connu de générer des lobes d'antenne qui se chevauchent dans le cas d'un radar de détec10 tion de distance, avertisseur, équipant les véhicules automobiles; les lobes de rayonnement peuvent également être pivotés. Comme antenne d'émission et de réception on utilise soit un système d'excitation soit une antenne d'émission et une antenne de réception séparées. Selon le document WO 02/15334 on connaît un réseau 15 d'antennes à faisceaux multiples avec un réseau formateur de faisceaux et un réseau combinateur de faisceaux. Des moyens sont prévus pour que les lobes d'émission et de réception soient tournés exactement dans la même direction. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des solutions connues et concerne à cet effet un montage d'antennes-radar du type défini ci-dessus, caractérisé par deux antennes différentes pour émettre et recevoir, les deux antennes pour émettre et recevoir ayant des caractéristiques d'antenne telles que leurs lobes auxiliai25 res dominants soient décalés, notamment pour que leurs valeurs maximale et minimale se compensent réciproquement. Ainsi, selon l'invention, on utilise deux antennes différentes pour émettre et recevoir; la réalisation de ces deux antennes pour leurs caractéristiques d'antennes est telle que leurs lobes auxiliaires dominants 30 soient décalés et se suppriment réciproquement notamment pour leur maxima et minima de manière à éliminer les faux objectifs qui seraient contenus dans le lobe principal. On améliore ainsi considérablement la fiabilité de la détection des objectifs utiles. La présente invention repose principalement sur le fait que 35 toutes les configurations d'antennes présentent des lobes auxiliaires plus ou moins prononcés et qui peuvent être réciproquement influencés par la commande, par exemple la commande de phase, des différents excitateurs (étiquettes), ou encore par une disposition géométrique spéciale, mais en aucun cas ces effets ne peuvent être supprimés complètement. Même si l'on arrivait à éliminer un ou plusieurs lobes accessoires, il subsisterait toujours une partie non compensée, qui peut simuler de faux objectifs. L'invention permet d'installer les lobes auxiliaires inévita5 bles au moins par rapport à leur composante dominante de façon à ce que ces lobes se chevauchent précisément pour les minima et les maxima. Si l'antenne d'émission émet de l'énergie dans un lobe auxiliaire dominant vers un grand objectif, alors l'antenne de réception aura précisément à cet endroit le minimum et ne recevra aucune énergie ou que très peu io d'énergie dans la même direction. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses, on exploite notamment différents signaux de réception pour mieux vérifier ou exploiter la situation, c'est-à-dire notamment déceler un objectif important dans un lobe auxiliaire. Selon l'invention, on peut avantageusement envisager seules ou en combinaison les solutions suivantes: - une autre antenne de réception notamment avec une autre caractéristique d'antenne pour que par superposition des deux caractéristiques d'antenne de réception on exploite la situation de l'objectif, c'est-à-dire 20 pour reconnaître notamment la présence d'un objectif important dans un lobe auxiliaire, - les antennes d'émission et de réception sont formées par des excitateurs-étiquettes, des réseaux formateurs de faisceaux pour la suppression réciproque 25 des lobes auxiliaires dominants, - les antennes pour l'émission et la réception comportent des colonnes d'antenne avec différents excitateurs, notamment des excitateurs- étiquettes, - une installation d'exploitation pour compenser les amplitudes des si30 gnaux des lobes auxiliaires, et arriver notamment à une extinction totale des lobes auxiliaires dominants, - une antenne de réception avec d'autres excitateurs pour supprimer les lobes auxiliaires et/ou une commande de phases des excitateurs d'antennes différente pour émettre et recevoir. 35 Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins dans lesquels: - la figure 1 montre un dispositif d'antenne connu avec une antenne d'émission et une antenne de réception séparées, - la figure 2 montre la caractéristique d'antenne correspondante, - la figure 3 montre une caractéristique d'antenne avec six excitateurs distincts par colonne, - la figure 4 montre un montage d'antennes avec un canal de garde, - la figure 5 montre les caractéristiques d'antennes correspondantes, - la figure 6 montre les mêmes caractéristiques d'antennes pour des antennes d'émission et de réception, - la figure 7 montre les caractéristiques d'antennes pour les antennes d'émission et de réception avec effacement des lobes auxiliaires, - la figure 8 montre un dispositif d'excitation pour réaliser les caractéristiques d'antennes selon la figure 7. Description de modes de réalisation La figure 1 montre une disposition d'antennes, connue, ayant chaque fois une colonne 1 de quatre excitateurs-étiquettes pour émettre et une colonne séparée, 2 formée de quatre excitateurs-étiquettes pour recevoir. Chaque excitateur-étiquette a un angle d'ouverture d'environ 900. Si l'on dispose comme ici plusieurs excitateurs-étiquettes, 20 par exemple quatre dans une colonne, l'angle d'ouverture vertical (élévation) diminue avec le nombre d'éléments d'antenne. Dans le cas de quatre excitateurs- étiquettes selon la figure 1, on a aura un angle d'ouverture vertical de 30 . Dans la direction horizontale (azimut) il n'y a pas de changement par rapport à un seul excitateur. Cela signifie que l'angle 25 d'ouverture sera de 90 . En augmentant le nombre d'excitateurs par colonne on diminue d'autant l'angle d'ouverture vertical, ce qui ne signifie pas nécessairement une meilleure séparation des objectifs car les lobes accessoires, qui sont inévitables, peuvent simuler de faux objectifs. La figure 2 montre la caractéristique d'antenne correspondant à une antenne30 étiquette à quatre excitateurs séparés installés dans une colonne et la figure 3 montre une caractéristique d'antenne pour une antenne-étiquette à six excitateurs séparés. Comme le montre la figure 3, le regroupement augmente de même que le gain d'antenne mais le nombre de lobes auxiliaires augmente également. A titre d'exemple, on peut rencontrer le cas suivant: un très petit objectif (piéton 5) se trouve dans le lobe principal qui doit le détecter et un très grand objectif (plaque d'égout 6 ou pièce en métal se trouvant sur ou dans la chaussée) est situé dans un lobe auxiliaire. Un système radar ne pourra pas distinguer entre ces deux objectifs, et le piéton 5 risque de ne pas être détecté (figure 5). Les lobes auxiliaires peuvent toutefois être supprimés seulement dans une certaine mesure. Il existe une possibilité technique de détecter cette difficul5 té. Du côté de la réception on peut prévoir un canal de garde c'est-à-dire qu'une autre antenne de réception en particulier avec d'autres caractéristiques d'antenne, par exemple un autre excitateur-étiquette 3 avec un angle d'élévation de 900 pour évaluer la situation de l'objectif avec l'autre caractéristique d'antenne (caractéristique 4 à la figure 5). Ainsi, les deux 10 signaux seront détectés avec une autre pondération de la puissance. Le piéton 5 de la figure 5 se trouve dans le lobe principal. Le lobe auxiliaire, inférieur, reçoit un signal réfléchi par une plaque d'égout 6. Un traitement de signal, étendu, peut exploiter la situation d'objectif et conclure à un objectif important dans le lobe auxiliaire 4. Toutefois cette solution en15 traîne la mise en oeuvre de moyens importants et nécessite un autre canal de réception. Selon l'invention, on améliore la situation en éliminant les objectifs à l'extérieur du lobe principal. Pour cela, on utilise deux antennes différentes pour émettre et recevoir et les lobes auxiliaires, inévitables, 20 de ces deux antennes, sont décalés l'un par rapport à l'autre pour que leur maxima et minima se superposent et se compensent réciproquement et dans le cas échéant s'effacent complètement. Si l'antenne d'émission émet de l'énergie dans le lobe auxiliaire vers une grande cible, alors à cet endroit, l'antenne de réception aura juste un minimum et recevra peu 25 d'énergie ou pas d'énergie dans cette même direction. La figure 6 montre les caractéristiques d'antenne d'une antenne d'émission et d'une antenne de réception qui sont les mêmes (le tracé des caractéristiques est chaque fois en trait plein et en trait interrompu pour chacune des antennes). La figure 7 montre les caractéristiques d'une antenne d'émission (en trait plein) et d'une antenne de réception (en trait interrompu) avec l'effacement des lobes auxiliaires dominants selon l'invention. Une réalisation possible d'un tel montage d'antennes selon l'invention est représenté à la figure 8. L'antenne d'émission comporte une colonne for35 mée de quatre excitateurs-étiquettes et l'antenne de réception comporte une colonne de six excitateurs-étiquettes. On aura pour l'antenne de réception un regroupement plus important grâce à l'augmentation du nombre d'antennes-excitateurs. L'effacement selon l'invention des lobes auxiliaires dominants ne peut pas être obtenu par une disposition géométrique particulière comme à la figure 8, mais par une commande de phase précise, par exemple à l'aide d'éléments à temps de parcours pour certains excitateurs-étiquettes. s Pour améliorer encore plus la suppression des lobes auxiliaires avec toutefois une mise en oeuvre de moyens plus importants, on peut également utiliser en plus les moyens exposés à la figure 4 (d'autres antennes d'excitation avec d'autres caractéristiques d'antenne comme canal de garde). Pour la suppression réciproque des lobes auxiliaires dominants on peut également utiliser des réseaux formateurs de faisceaux comme par exemple une lentille Rotman, une matrice Butler. Si le décalage des lobes auxiliaires est donné par la direction, mais si des différences d'amplitude (différences de gain) lors de la 15 superposition ne donnent aucune extinction totale, une installation d'exploitation pourra compenser l'amplitude des signaux des lobes auxiliaires. REVEND I CATIONS 10) Montage d'antennes-radar notamment pour des applications à des véhicules automobiles, caractérisé par les moyens suivants: - deux antennes différentes (1, 2) pour émettre et recevoir, - les deux antennes (1, 2) pour émettre et recevoir ayant des caractéristiques d'antenne telles que leurs lobes auxiliaires dominants soient décalés, notamment pour que leurs valeurs maximale et minimale se compensent réciproquement. 10 2 ) Montage d'antennes-radar selon la revendication 1, caractérisé par une autre antenne de réception (3) notamment avec une autre caractéristique d'antenne pour que par superposition des deux caractéristiques 15 d'antenne de réception on exploite la situation de l'objectif, c'est-à-dire pour reconnaître notamment la présence d'un objectif important dans un lobe auxiliaire. 30) Montage d'antennes-radar selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que les antennes d'émission et de réception sont formées par des excitateursétiquettes. 40) Montage d'antennes-radar selon la revendication 1, 25 caractérisé par des réseaux formateurs de faisceaux pour la suppression réciproque des lobes auxiliaires dominants. 50) Montage d'antennes-radar selon la revendication 1, 30 caractérisé en ce que les antennes (1, 2) pour l'émission et la réception comportent des colonnes d'antenne avec différents excitateurs, notamment des excitateursétiquettes. 60) Montage d'antennes-radar selon la revendication 1, caractérisé par une installation d'exploitation (7) pour compenser les amplitudes des signaux des lobes auxiliaires, et arriver notamment à une extinction totale des lobes auxiliaires dominants. 70) Montage d'antennes-radar selon la revendication 1, caractérisé par une antenne de réception avec d'autres excitateurs pour supprimer les lobes auxiliaires et/ou une commande de phases des excitateurs d'antennes différente pour émettre et recevoir. 10