Brevet FR2857786A1 — publié le 20050121

La présente invention concerne un système à antenne radar. Elle concerne en particulier un aérien actif du type qui permet un balayage électronique afin qu'il assure la poursuite de la position d'une cible dans l'espace. L'in5 vention s'applique à un appareil à radar de poursuite et multifonctionnel qui peut être utilisé dans un système d'armes, dans des systèmes d'atterrissage en hyperfréquences, ou dans un appareil à radar aéroporté ou spatial par exemple. L'appareil classique à radar destiné à remplir une fonction de poursuite utilise souvent un système réflecteur à symétrie circulaire qui crée un faisceau sous forme d'un pinceau qui est dirigé mécaniquement en azimut et en hauteur. Dans une autre construction, un aérien passif 15 commandé en phase a un seul émetteur groupé dont la puissance de sortie est transmise aux éléments d'un aérien qui peut être dirigé électroniquement. L'ensemble d'alimentation comporte des réseaux de signaux à hautes fréquences et de puissance élevée comprenant des déphaseurs pour l'émis20 sion et un réseau analogue pour la fonction de réception. L'aérien peut créer un seul faisceau d'un signal à hautes fréquences ou plusieurs faisceaux dans l'espace. Les antennes dirigées mécaniquement et dirigées électroniquement peuvent souffrir des effets des échos ou 25 des signaux qui suivent plusieurs trajets et provenant du sol ou de la surface de la mer entre une cible suivie et l'appareil à radar. L'effet de ces signaux qui suivent plusieurs trajets est de dégrader les possibilités de poursuite de l'image de la cible par l'appareil, du fait 30 des échos. On a utilisé diverses techniques pour essayer de résoudre ce problème. Une technique proposée est la conformation du faisceau de poursuite afin que la proportion de l'énergie du radar transmise vers la surface du sol ou de 35 la mer soit minimale. L'amélioration des performances est limitée par l'ouverture de l'antenne disponible et par la liberté qui peut être obtenue sur la conformation du diagramme d'une manière suffisante sans que les performances de poursuite du système à radar soient perdues. Une autre technique est l'utilisation d'un fonctionnement à très large bande. Cette possibilité ne peut pas 5 être envisagée de manière favorable étant donné la très grande largeur de bande qui peut être nécessaire pour la décorrélation des signaux voulus et indésirables et à cause du coûts des circuits matériels nécessaires à l'obtention d'une grande largeur de bande. La présente invention a été réalisée pour la mise en oeuvre d'une autre possibilité dans laquelle les déphasages entre les signaux voulus et indésirables peuvent être utilisés. L'invention concerne un système à antenne radar 15 comprenant un aérien actif formé d'éléments d'antenne qui sont connectés chacun directement à un module respectif d'émission-réception à hautes fréquences, dont le procédé de commande comprend la considération d'un bloc particulier d'un ou plusieurs éléments de l'aérien comme formant un 20 premier groupe d'éléments, la considération d'un second bloc d'éléments comme formant un second groupe d'éléments, l'émission d'un signal radar par l'un des groupes d'éléments, la réception d'un signal d'écho par le même groupe d'éléments ou par un groupe d'éléments différent, et la 25 commutation d'un récepteur radar électroniquement entre le premier et le second groupe d'éléments afin qu'un déphasage soit produit entre un écho direct du signal émis et un écho de ce signal réfléchi par plusieurs trajets, le déphasage permettant la distinction de l'information du radar corres30 pondant à l'écho direct de celle qui est due à la réflexion par plusieurs trajets. De préférence, au moins deux groupes d'éléments de l'aérien sont disposés afin que le centre de la phase de l'antenne soit mobile verticalement aussi bien qu'horizon35 talement dans la région de l'aérien. Les groupes d'éléments peuvent être disposés afin que le centre de la phase de l'antenne puisse tourner en cercle ou en ellipse dans la région de l'aérien. Dans un mode de réalisation différent, un système à antenne radar comporte des éléments d'antenne formant un 5 aérien actif, les éléments étant disposés en groupes prédéterminés afin qu'un groupe individuel puisse être sélectionné électroniquement à l'intérieur de l'ensemble de l'ouverture de l'aérien, la sélection étant réalisée à l'aide de dispositifs atténuateurs variables. Les disposi10 tifs atténuateurs variables peuvent comporter un réseau d'alimentation en signaux à hautes fréquences ou un commutateur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, 15 faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un schéma d'une antenne radar et d'une cible représentant la disposition géométrique permettant la formation d'un écho suivant plusieurs trajets; la figure 2 est un diagramme synoptique d'une 20 antenne de radar sous forme d'un aérien rectiligne, et la figure 3 représente un aérien plan montrant comment le centre de la phase de l'aérien peut être déplacé à des positions différentes à l'intérieur de la surface totale de l'aérien. La figure 1 représente les conditions particulières dans lesquelles un écho suivant plusieurs trajets peut se manifester. Une antenne radar 1 dirige un faisceau de poursuite 2 vers une cible 3. La cible 3 réfléchit alors une partie du faisceau 2 suivant le même trajet vers 30 l'antenne 1. Le signal voulu résultant, lorsqu'il est reçu par l'antenne 1, est utilisé afin qu'il permette la poursuite de la cible 3 par le système radar. Dans ces conditions, un seul écho du faisceau de poursuite s'est produit. Lorsque la cible 3 est séparée de l'antenne 1 par 35 une surface horizontale 4, par exemple la surface du sol ou de la mer, il est possible qu'une autre partie du faisceau 2 diffusée par la cible 3 soit réfléchie par la surface et suive un trajet différent Jusqu'à l'antenne 1. Le faisceau deux fois réfléchi résultant 6, lorsqu'il est reçu par l'antenne 1, interfère avec l'information reçue du signal voulu ou au moins réduit la clarté de l'information reçue 5 de ce signal voulu. Comme l'antenne radar 1 n'est pas capable en pratique de réaliser un seul faisceau véritablement étroit qui se propage en ligne droite vers la cible 3, il est possible qu'une partie du faisceau de sortie soit d'abord réfléchie par la surface 4, puis frappe la cible 3 10 et soit renvoyée le long du même trajet vers l'antenne 1. Il s'agit d'un cas supplémentaire dans lequel peut se produire un écho suivant plusieurs trajets. La possibilité de réflexion suivant plusieurs trajets est évidemment notablement accrue lorsque la cible 15 3 n'est séparée de la surface 4 que par une faible distance. Ceci rend particulièrement difficile une interprétation convenable des résultats reçus à partir des échos par le système radar. La figure 2 représente une construction d'antenne à 20 aérien rectiligne dans laquelle le centre de la phase de l'aérien peut être déplacé pour la décorrélation des signaux voulus et indésirables. La figure représente huit éléments d'antenne 6 associés chacun à un module 7 d'émissionréception qui est couplé à une unité 8 de commande. 25 Les unités 8 de commande sont connectées à un ordinateur de commande de direction de faisceau par les lignes 9. Les signaux qui doivent être reçus ou émis sont combinés à partir de toutes les unités de commande 8 et forment alors un signal d'entrée-sortie à hautes fréquence par la ligne 30 11. Lors du fonctionnement de l'aérien, les signaux de la ligne 9 provenant de l'ordinateur de commande de direction de faisceau peuvent sélectionner, parmi le nombre total d'éléments de l'aérien, les quatre éléments supé35 rieurs seulement. Ce groupe d'éléments est appelé "groupe d'éléments A" comme indiqué par la référence A sur la figure. De même, un autre groupe d'éléments est désigné par la référence B et un troisième groupe par la référence C. Il est manifeste que l'ordinateur peut sélectionner d'autres groupes de quatre éléments sur les huit éléments précités au total dans cet exemple. En outre, l'ordinateur 5 peut commuter rapidement entre le groupe d'éléments A et le groupe d'éléments C pour faire varier le déphasage entre les signaux émis-reçus et les signaux indésirables ayant suivi plusieurs trajets. La figure 3 représente un aérien plan 12 dans lequel 10 des groupes particuliers d'éléments sont représentés et peuvent être excités à des moments différents. Sur les quarante-neuf éléments au total de l'aérien, quatre groupes de neuf éléments peuvent être excités ensemble, et ces groupes sont désignés par les références A, B, C et D. Il 15 est manifeste qu'il existe, dans cet aérien, une grande latitude d'excitation de groupes différents de neuf éléments ou de sélection d'autres groupes de un, deux, trois, quatre ou seize éléments par exemple. Le but d'une telle sélection est de permettre un déplacement du centre de la 20 phase des signaux émis ou reçus sur toute la surface de l'aérien afin que le système dispose d'un dispositif supplémentaire permettant la distinction entre les signaux voulus et les signaux indésirables suivant plusieurs trajets. On a constaté en pratique que le déplacement de la position de l'antenne pouvait être continu ou discontinu dans le temps, et pouvait provoquer une modulation du signal reçu lorsque les signaux voulus et indésirables avaient des phases relatives qui changeaient. L'amplitude 30 des signaux voulus et leurs phases peuvent être calculées d'après la connaissance de l'amplitude et de la phase du signal modulé. L'effet des réflexions suivant plusieurs trajets dans les systèmes radar peut être important non seulement à 35 partir de l'emplacement de réflexion des signaux dans le plan de hauteur formé par la cible, le point de réflexion et l'antenne radar, mais aussi à partir de points de réflexion distribués en azimut. Le procédé décrit facilite aussi beaucoup la séparation des signaux voulus et indésirables provenant d'un certain nombre de réflexions en azimut. Dans ce cas, l'ouverture de l'antenne peut être 5 déplacée électroniquement en direction horizontale ou verticale. La rotation circulaire ou elliptique du centre de phase de l'aérien assure la modulation du signal et la décorrélation des échos multiples. La description qui précède de modes de réalisation 10 de l'invention n'a été donnée qu'à titre illustratif et un certain nombre de variantes peuvent être réalisées sans sortir du cadre de l'invention telle que définie dans les revendications annexées. Par exemple, il n'est pas primordial que l'aérien soit entièrement statique, afin que tous 15 les mouvements du faisceau soient réalisés électroniquement car, dans un autre mode de réalisation, l'aérien peut aussi être mobile mécaniquement afin qu'il dirige le faisceau. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un système à antenne radar comprenant un aérien actif formé d'éléments d'antenne qui sont connectés chacun directement à un module respectif 5 d'émission-réception à hautes fréquences, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend la considération d'un bloc particulier d'un ou plusieurs éléments de l'aérien comme formant un premier groupe d'éléments, la considération d'un second bloc d'éléments comme formant un 10 second groupe d'éléments, l'émission d'un signal radar par l'un des groupes d'éléments, la réception d'un signal d'écho par le même groupe d'éléments ou par un groupe d'éléments différent, et la commutation d'un récepteur radar électroniquement entre le premier et le second groupe 15 d'éléments afin qu'un déphasage soit produit entre un écho direct du signal émis et un écho de ce signal réfléchi par plusieurs trajets, le déphasage permettant la distinction de l'information du radar correspondant à l'écho direct de celle qui est due à la réflexion par plusieurs trajets. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments d'antenne du second bloc comprennent certains des éléments présents dans le premier bloc. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que deux groupes d'éléments au moins de 25 l'aérien sont disposés afin que le centre de la phase de l'antenne soit mobile verticalement aussi bien qu'horizontalement dans la surface de l'aérien. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les groupes d'éléments sont disposés afin que le 30 centre de la phase de l'antenne puisse tourner en cercle ou en ellipse dans la surface de l'aérien. 5. Système à antenne radar comprenant des éléments d'antenne formant un aérien actif, caractérisé en ce que les éléments sont disposés en groupes prédéterminés afin 35 qu'un groupe individuel puisse être sélectionné électroniquement dans l'ensemble de l'ouverture de l'aérien, la sélection étant réalisée par un dispositif atténuateur variable. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif atténuateur variable comprend un réseau d'alimentation en signaux à hautes fréquences. 7. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif atténuateur variable comprend un commutateur. 8. Appareil radar, caractérisé en ce qu'il comprend 10 un système selon l'une quelconque des revendications 5 à 7.