Brevet FR2861466A1 — publié le 20050429

La présente invention concerne un discriminateur de cibles destiné à donner une estimation de fréquence, une estimation d'intensité, et une estimation de gisement d'un signal associé à une cible en fonction du temps. Actuellement, il est possible de construire un discriminateur de cibles pour donner des informations de fréquence et de gisement associées à une cible en fonction du temps à l'aide d'un capteur directionnel, tel qu'une balise acoustique. Lorsqu'un capteur directionnel est placé près d'une machine, par exemple d'un navire passant à proximité d'une balise acoustique en mer, le spectre de fréquences détecté est rempli de tonalités. Les tonalités sont créées par toutes les parties d'un système de propulsion utilisé pour l'entraînement du navire. Lorsque le navire passe au niveau de la balise acoustique, les fréquences observées des tonalités varie par effet Doppler. On sait déjà placer un capteur directionnel afin qu'il contrôle un champ de vision complet en azimut et on sait réaliser une estimation de la fréquence et du gisement des tonalités associées à la cible par traitement de ces informations pour la formation d'un segment séparé d'affichage pour chacun de plusieurs secteurs en azimut si bien qu'une discrimination angulaire peut être utilisée pour trier les informations. Un inconvénient de ce type de discriminateur de cibles est que le nombre de segments d'affichage correspond au nombre de secteurs d'azimut. Un autre inconvénient de ce type connu de discriminateur de cibles apparaît lorsque plusieurs cibles sont observées simultanément par le capteur directionnel, car les segments d'affichage se regroupent et la différentiation des cibles devient difficile, la difficulté augmentant avec le nombre de cibles. On sait donc réaliser un discriminateur de cibles du type qui comprend: un capteur directionnel destiné à contrôler un spectre de fréquence de l'énergie provenant d'au moins une cible et à produire des signaux qui correspondent à chacune de plusieurs fréquences discrètes dans le spectre de fréquence, un émetteur connecté au capteur directionnel pendant le fonctionnement et destiné à transmettre chaque signal à un récepteur distant, un processeur connecté pendant le fonctionnement au récepteur et destiné à déterminer le gisement et l'intensité de chaque signal, et un affichage bidimensionnel connecté pendant le fonctionnement au processeur et destiné à indiquer chaque signal avec sa fréquence et son intensité en fonction du temps. On connaît aussi un procédé de discrimination compre- nant le contrôle d'un spectre de fréquence de l'énergie provenant d'au moins une cible et la production de signaux qui correspondent à chacune de plusieurs fréquences dis- crètes dans le spectre de fréquence, la transmission de chaque signal et la réception de chaque signal par un récepteur distant, la détermination du gisement et de l'intensité de chaque signal, et l'affichage de chaque signal à sa fréquence avec son intensité en fonction du temps sur un affichage bidimensionnel. Dans un premier aspect, un processeur est destiné à affecter une couleur d'identificateur à chaque signal pour indiquer une approximation du gisement de chaque signal et l'affichage trace chaque signal avec sa couleur respective. De cette manière, l'affichage peut indiquer l'intensité du signal, sa fréquence et son gisement en fonction du temps dans une zone réduite d'affichage. De préférence, le processeur comporte un dispositif de numérisation de chaque signal dans l'une de plusieurs cellules de fréquence qui peuvent être utilisées pour la formation d'un premier axe de l'affichage. Le processeur peut comprendre un dispositif de numérisation de l'intensité de chaque signal à l'une de plusieurs valeurs d'intensité qui peuvent assurer l'éclairement de la cellule respective de fréquence. Le processeur peut comporter un dispositif destiné à numériser chaque gisement sur l'un de plusieurs secteurs d'azimut, chaque secteur d'azimut ayant une couleur d'identificateur destinée à être affectée à chaque signal numérique pour ce secteur d'azimut. De préférence, les secteurs d'azimut peuvent corres- pondre à un champ de vision de 360 du capteur directionnel ou au contraire les secteurs d'azimut peuvent correspondre à une partie du champ de vision de 360 du capteur directionnel. Le processeur peut aussi comporter un dispositif de remise à jour de l'affichage en fonction du temps, et le temps peut former un second axe de l'affichage par empile-ment des remises à jour successives de l'affichage, suivant une séquence temporelle. De préférence, le processeur peut en outre comporter un combinateur OU cellule par cellule de fréquence destiné à sélectionner une cellule de fréquence ayant la plus grande valeur d'intensité comparée aux valeurs d'intensité des cellules correspondantes de fréquence contenues dans d'autres secteurs d'azimut. De préférence, le capteur directionnel peut être une balise acoustique. Dans un autre aspect de l'invention, le procédé comprend l'affectation d'une couleur d'identificateur à chaque signal pour indiquer une approximation du gisement de chaque signal, et afficher chaque signal dans sa couleur respective sur l'affichage. Cette disposition permet l'affichage simultané de l'intensité de l'énergie provenant à chaque fréquence en fonction du temps avec indication simultanée de l'approxi- mation du gisement de la source d'énergie à chaque fréquence. De préférence, le procédé peut comprendre la numérisation de chaque signal sur l'une de plusieurs cellules de fréquence et l'utilisation des cellules de fréquence pour la formation d'un premier axe de l'affichage. Le procédé peut comprendre la numérisation de l'intensité de chaque signal à l'une de plusieurs valeurs d'intensité et l'utilisation des valeurs d'intensité pour l'éclairement de la cellule de fréquence. Le procédé peut comporter la numérisation de chaque gisement sur l'un de plusieurs secteurs d'azimut, chaque secteur d'azimut ayant une couleur d'identificateur pour affecter chaque signal numérisé sur le secteur d'azi- mut. Le procédé peut comprendre l'augmentation de la résolution en azimut par simple sélection des signaux correspondant à une partie limitée des angles d'azimut, par division de la partie limitée en plusieurs secteurs d'azimut, et par affectation d'une couleur d'identificateur à chaque secteur d'azimut. Le procédé peut comprendre la remise à jour de l'affichage en fonction du temps et la formation d'un second axe de l'affichage par empilement des remises à jour successives de l'affichage suivant une séquence. Le procédé peut en outre comprendre la sélection d'une cellule de fréquence ayant la plus grande valeur d'intensité par rapport aux valeurs d'intensité des cellules correspondantes de fréquence contenues dans d'autres secteurs d'azimut, et l'utilisation de la valeur de plus grande intensité pour l'éclairement de la cellule de fréquence sur l'affichage. L'invention est décrite plus en détail à titre d'exemple uniquement en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un schéma d'un système ayant deux cibles à des gisements différents par rapport à une balise acoustique; la figure 2 représente la division de la zone d'azimut entourant une balise acoustique; la figure 3 représente un affichage selon la technique antérieure; la figure 4 représente un affichage selon l'invention; et la figure 5 représente un autre mode de réalisation 35 ayant une autre division de la zone d'azimut entourant une balise acoustique. Un capteur directionnel qui est placé à la portée d'une cible contrôle le spectre de fréquence de l'énergie provenant de la cible. Sur la figure 1, le capteur directionnel est une balise acoustique 10 qui contrôle le spectre de fréquence de l'énergie qui est créée par toutes les parties du système de propulsion, du moteur aux hélices, d'une cible qui peut être un navire ou un sous-marin. La balise acoustique 10 produit et transmet un signal S correspondant à l'énergie émise par les cibles 11 et 12 vers un récepteur distant 13 qui est connecté pendant le fonctionnement à un processeur 14 qui est luimême connecté pendant le fonctionnement à un dispositif d'affichage bidimensionnel 15. Le processeur 14 dérive des paramètres du signal S et pilote l'affichage 15. Les paramètres comprennent les fréquences auxquelles l'énergie émise a été contrôlée, l'intensité de l'énergie émise reçue à chaque fréquence, le gisement à chaque fréquence par rapport à la balise acoustique 10, et le moment auquel chaque fréquence a été contrôlée. Sur la figure 2, le champ de vision de 360 de la zone entourant la balise acoustique 10 est divisé en plusieurs secteurs d'azimut 16. Le nombre de secteurs d'azimut 16 dépend de la résolution du gisement nécessaire. Par division des 360 en huit secteurs d'azimut 16a à 16h, la résolution de chaque secteur d'azimut 16 peut être de 45 comme représenté ou tout autre angle qui peut être nécessaire. Sur la figure 3, un affichage bidimensionnel classique 17 indique la fréquence de l'énergie émise par éclairement de cellules convenables 18 de fréquence, et l'intensité reçue de l'énergie émise à chaque fréquence est indiquée par l'intensité d'éclairement de la cellule respective de fréquence 18. L'affichage 17 paraît divisé en plusieurs bandes horizontales séparées 17a, 17b, 17c, 17d, etc. correspondant chacune à l'un des secteurs d'azimut représentés sur la figure 2. De cette manière, chacune des bandes horizontales séparées 17a, 17b, 17c, 17d, etc. affiche l'intensité et la fréquence uniquement de l'énergie provenant du secteur associé d'azimut. En pratique, ce système connu ne donne pas d'enregistrement historique des variations de l'énergie émise. Selon la présente invention, comme représenté sur la figure 4, le signal S de la balise acoustique est traité par le processeur 14 pour numériser chaque fréquence et pour éclairer la cellule convenable parmi les cellules de fré- quence 19 placées le long d'un axe de fréquence f de l'affichage 15. Chaque cellule 19 de fréquence est une subdivision du spectre de fréquence contrôlé par la balise acoustique 10. L'intensité de l'énergie émise reçue à chaque fréquence est déterminée par le processeur 14 et est numérisée à une valeur parmi plusieurs valeurs d'intensité 20. La valeur numérisée d'intensité 20 éclaire la cellule respective 19 de fréquence pour indiquer l'intensité de l'énergie émise reçue à cette fréquence. Il faut noter que, sur la figure 4, l'ombrage différent des cellules éclairées 19 indique l'intensité de l'énergie émise reçue à cette fréquence. Par exemple, la référence 20a est ombrée en traits interrompus indiquant un faible éclairement et donc une faible intensité à cette fréquence, alors que la référence 20b est ombrée en traits pleins indiquant un éclairement élevé et donc une intensité élevée à cette fréquence. Le gisement à chaque fréquence est aussi déterminé par le processeur 14 qui numérise chaque gisement dans l'un de plusieurs secteurs 16 d'azimut de la manière décrite précé- demment en référence à la figure 2. Cependant, selon l'invention, chaque secteur 16 d'azimut est affecté à une couleur d'identification qui est associée à tous les gisements numérisés dans ce secteur 16 d'azimut. Les couleurs d'identification affectées donnent une couleur convenable à chacune des cellules éclairées de fréquence 19 sur l'affichage 15. Bien que la figure 4 soit représentée en noir et blanc, il faut comprendre qu'en réalité les cellules éclairées 19, désignant les fréquences provenant des différents secteurs 16a à 16h d'azimut, ont différentes couleurs d'identification telles qu'un opérateur peut distinguer le secteur d'azimut à chaque fréquence de l'énergie provenant des cibles différentes 11 et 12. Ainsi, le secteur 16a est affecté à une couleur d'identification différente de celle du secteur 16b. De cette manière, l'énergie reçue dans le secteur 16a a une première couleur d'identification pour l'éclairement des cellules associées 21 et l'énergie reçue dans le secteur 16b a une seconde couleur d'identification des cellules associées 22, si bien que l'énergie provenant de gisements différents par rapport à la balise acoustique 10 peut être distinguée. Lorsque la même fréquence est reçue par la balise acoustique 10 de différents secteurs 16 d'azimut pratique- ment en même temps, un combinateur OU du processeur 14 est utilisé pour déterminer le secteur d' azimut dont provient le signal de fréquence de plus grande intensité, et la cellule 19 est éclairée avec la couleur correspondant au secteur d'azimut dont la balise acoustique 10 reçoit la plus grande intensité. Le moment auquel l'énergie émise est traitée par le processeur 14 est utilisé pour la remise à jour de l'affichage 15 en fonction du temps t. L'empilement des remises à jour successives d'affichage dans une séquence temporelle t = 0, t = 1, t = 2, etc. permet le contrôle de la variation des cellules 19 au cours du temps suivant l'axe des temps t. En conséquence, l'affichage bidimensionnel 15 créé par le processeur 14 indique la fréquence, l'intensité et le gisement en fonction du temps, sur deux axes d'intensité de lumière et de couleur. Cette disposition facilite la distinction des cibles potentielles et donne un enregistrement historique de l'énergie émise par elles. La figure 5 indique que les secteurs 16a à 16h d'azimut ne doivent pas obligatoirement recouvrir 360 du champ de vision autour de la balise acoustique 10 mais au contraire peuvent recouvrir un champ restreint de vision, par exemple de 180 ou 90 . Ainsi, la résolution d'angle d'azimut obtenue avec une plage finie de couleurs peut être accrue. Ainsi, la division d'un champ de vision de 180 en huit secteurs d'azimut 16a à 16h double la résolution avec formation d'un secteur de 22,5 et non de 45 comme représenté sur la figure 2. Bien qu'il soit souhaitable habituellement d'utiliser initialement un champ de vision de 360 , le processeur 14 est de préférence réalisé afin qu'il limite le champ de vision lorsqu'une cible potentielle a été identifiée si bien que la résolution en azimut est progressivement améliorée. Dans une variante, l'intensité de l'énergie émise peut être numérisée à l'une de plusieurs valeurs d'amplitude et chaque valeur d'amplitude peut être utilisée pour indiquer l'intensité d'une cellule de fréquence par la hauteur de la cellule qui correspond à la valeur d'amplitude. Il faut noter que la balise acoustique et le processeur peuvent former un tout ou qu'ils peuvent être séparés, avec un système émetteur et récepteur qui les relie. On a constaté que le noir était la meilleure couleur à utiliser comme fond si bien qu'il correspond à la valeur d'intensité minimale de toutes les cellules. De préférence, le blanc n'est pas utilisé comme couleur d'affichage. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses élé- ments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Discriminateur de cibles, du type qui comprend: un capteur directionnel (10) destiné à contrôler un spectre de fréquence de l'énergie provenant d'au moins une cible (11, 12) et à produire des signaux (S) qui correspondent à chacune de plusieurs fréquences discrètes dans le spectre de fréquence, un émetteur connecté au capteur directionnel (10) pendant le fonctionnement et destiné à transmettre chaque signal (S) à un récepteur distant (13), un processeur (14) connecté pendant le fonctionnement au récepteur (13) et destiné à déterminer le gisement et l'intensité de chaque signal (S), et un affichage bidimensionnel (17) connecté pendant le fonctionnement au processeur (14) et destiné à indiquer chaque signal (S) avec sa fréquence et son intensité en fonction du temps, caractérisé en ce que le processeur (14) est destiné à affecter une couleur d'identificateur à chaque signal (S) pour indiquer une approximation de gisement de chaque signal (S), et l'affichage (17) est destiné à fonctionner en indiquant chaque signal (S) avec sa couleur respective. 2. Discriminateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le processeur (14) comporte un dispositif de numérisation de chaque signal (S) dans l'une des cellules (19) de fréquence formant un premier axe (f) de l'affichage (17). 3. Discriminateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le processeur (14) comporte un dispositif de numérisation de l'intensité de chaque signal (S) à l'une de plusieurs valeurs d'intensité (20) qui assure l'éclairement de la cellule respective (19) de fréquence. 4. Discriminateur selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le processeur (14) comporte un dispositif de numérisation de chaque gisement sur un secteur parmi plusieurs secteurs d'azimut (16), chaque secteur (16) ayant une couleur d'identificateur destinée à être affectée à chaque signal numérisé dans le secteur (16) d'azimut. 5. Discriminateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les secteurs (16) d'azimut correspondent à un champ de vision de 360 du capteur directionnel. 6. Discriminateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le secteurs d'azimut (16) correspondent à une partie du champ de vision de 360 du capteur directionnel. 7. Discriminateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le processeur (14) comporte un dispositif de remise à jour de l'affichage (17) en fonction du temps, et le temps forme un second axe (t) de l'affichage par empilement de remises à jour successives d'affichage avec une séquence temporelle (t = 0, t = 1, t = 2). 8. Discriminateur selon l'une quelconque des revendi- cations 4 à 7, caractérisé en ce que le processeur (14) comporte en outre un combinateur OU cellule par cellule destiné à sélectionner une cellule de fréquence (19) ayant la plus grande valeur d'intensité (20) par rapport aux valeurs d'intensité (20) de cellules correspondantes (19) dans d'autres secteurs (16) d'azimut. 9. Discriminateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur directionnel (10) est une balise acoustique. 10. Procédé de discrimination de cible, comprenant le contrôle d'un spectre de fréquence de l'énergie provenant d'au moins une cible (11, 12) et la production de signaux (S) qui correspondent à chacune de plusieurs fréquences discrètes dans le spectre de fréquence, la transmission de chaque signal (S) et la réception de chaque signal (S) par un récepteur distant (13), la détermination du gisement et de l'intensité de chaque signal (S), et l'affichage de chaque signal à sa fréquence et son intensité en fonction du temps sur un affichage bidimen- sionnel, caractérisé par l'affectation d'une couleur d'identification à chaque signal (S) pour indiquer une approximation du gisement pour chaque signal (S), et l'affichage de chaque signal (S) avec sa couleur respective sur l'affichage (17). 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé par la numérisation de chaque signal (S) dans l'une de plusieurs cellules (19) de fréquence et l'utilisation des cellules (19) pour la formation d'un premier axe (f) de l'affichage (17). 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé par la numérisation de l'intensité de chaque signal (S) à l'une de plusieurs valeurs d'intensité (20) et l'utilisation des valeurs d'intensité (20) pour l'éclairement de la cellule respective (19) de fréquence. 13. Procédé selon l'une des revendications 11 et 12, caractérisé par la numérisation de chaque gisement dans l'un de plusieurs secteurs (16) d'azimut, chaque secteur d'azimut ayant une couleur d'identification destinée à être affectée à chaque signal (S) numérisé dans ce secteur d'azimut (16). 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé par l'augmentation de la résolution en azimut par sélection uniquement des signaux (S) qui correspondent à une partie limitée des angles d'azimut, avec division de la partie limitée en plusieurs secteurs d'azimut (16) et affectation de l'une des couleurs d'identificateur à chaque secteur d'azimut (16). 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé par la remise à jour de l'affichage (17) en fonction du temps et par la formation d'un second axe (t) de l'affichage (17) par empilement des remises à jour successives de l'affichage suivant une séquence (t = 0, t = 1, t = 2). 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé par la sélection de la cellule (19) de fréquence et de la plus grande valeur d'intensité (20) par rapport aux valeurs d'intensité (20) des cellules corres- pondantes (19) dans d'autres secteurs d'azimut (16), et l'utilisation de la plus grande valeur d'intensité (20) pour l'éclairement de cette cellule (19) de fréquence.