Brevet FR2884929A1 — publié le 20061027

Dispositif et procédé de localisation passive de cibles rayonnantes L'invention concerne un dispositif et un procédé de localisation passive de cibles rayonnantes. Toutes les techniques actuelles de localisation passive mettent en oeuvre le principe de triangulation utilisant plusieurs mesures goniométriques 5 de rayonnements reçus d'un émetteur. Différentes techniques connues permettent de goniométrer des émetteurs à partir du rayonnement électromagnétique émis par ces derniers. Une première technique, appelée goniométrie d'amplitude, est basée sur la mesure des amplitudes reçues par des antennes. Ces antennes sont généralement placées dans un porteur tel qu'un avion. Ces antennes possèdent des lobes de réceptions orientés différemment, ce qui permet de déterminer la direction d'arrivée du signal en analysant l'amplitude du signal reçu par chaque antenne. A partir de plusieurs mesures successives, lorsque le porteur se déplace, on détermine alors la position de l'émetteur par triangulation. Les précisions sur la mesure de la direction d'arrivée du signal sont de l'ordre de 10 degrés. Plusieurs minutes sont nécessaires pour atteindre une précision relative de l'ordre de 10% sur la distance entre la cible et le porteur. Une autre technique, appelée interférométrie, est basée sur la mesure de la différence de phase du signal reçu entre deux antennes placées sur le porteur. Les deux antennes sont suffisamment éloignées pour mesurer cette différence de phase ce qui permet de déterminer la direction d'arrivée du signal par rapport au porteur. Comme pour la première technique, à partir de plusieurs mesures successives, lorsque le porteur se déplace, on détermine alors la position de la cible par triangulation. Les précisions sur la mesure de la direction d'arrivée du signal sont de l'ordre du degré. La précision sur la localisation de la cible s'en trouve améliorée. II faut de l'ordre de 30 à 60 secondes pour atteindre une précision relative de 5% sur la distance entre la cible et le porteur. Un inconvénient de ces techniques est l'impossibilité de localiser une cible mobile tel qu'un avion. En effet, il est nécessaire de réaliser plusieurs mesures angulaires et d'effectuer une triangulation entre ces mesures pour obtenir la position de la cible par rapport au porteur. Si le déplacement de la cible est notable entre les mesures, la triangulation devient impossible à moins de connaître le déplacement de la cible entre les mesures, ce qui n'est généralement pas le cas lorsque la cible est un avion. Un but de l'invention est de pallier les inconvénients précités et notamment de permettre de déterminer, à partir de plusieurs porteurs, la position d'un émetteur électromagnétique, tel qu'une antenne radar, de façon instantanée au moyen d'équipements déjà présent à bord des porteurs. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de localisation passive de cibles rayonnantes, caractérisé en ce qu'il comporte un premier porteur équipé d'une antenne radar et de moyens de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation, un second porteur équipé d'une antenne radar et de moyens de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation, pour chaque porteur, une première liaison transmettant de l'antenne radar vers les moyens respectifs de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation une information sur la position angulaire de la cible rayonnante, et une seconde liaison entre les moyens de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation de chaque porteur permettant d'échanger les informations. L'invention a également pour objet un procédé de localisation passive de cibles rayonnantes, caractérisé en ce qu'il utilise un dispositif comportant un premier porteur équipé d'une antenne radar et de moyens de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation, un second porteur équipé d'une antenne radar et de moyens de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation, pour chaque porteur, une première liaison transmettant de l'antenne radar vers les moyens respectifs de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation une information sur la position angulaire de la cible rayonnante, et une seconde liaison entre les moyens de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation de chaque porteur permettant d'échanger les informations, le procédé consistant à : É sur chaque porteur, piloter l'antenne radar de façon à balayer un espace angulaire où la cible est recherchée, É durant le balayage, détecter au moyen de l'antenne radar utilisée en mode de réception passif une émission de la cible, É caractériser à l'aide des moyens de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation les paramètres radioélectriques de l'émission de la cible, É échanger le résultat de la caractérisation entre les deux porteurs, É déterminer par triangulation la position de la cible. L'invention a pour principal avantage d'être simple à installer sur les porteurs existants. L'invention utilise deux équipements généralement présents à bord d'avions militaires à savoir une antenne radar et des moyens de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation, moyens appelés par la suite et connus sous l'appellation de récepteur de guerre électronique. Ce récepteur utilise généralement l'une des deux techniques de localisation mentionnées plus haut. Ce récepteur reçoit des informations électromagnétiques de plusieurs antennes passives spécialement dédiées. Pour mettre en oeuvre l'invention, il suffit, à l'intérieur du porteur, d'abonner le récepteur de guerre électronique à une antenne supplémentaire qui est l'antenne radar. Un autre avantage lié à l'utilisation de l'antenne radar du porteur est que le gain de cette antenne est beaucoup plus important que le gain des antennes dédiées au récepteur de guerre électronique. Les antennes dédiées au récepteur de guerre électronique doivent être éclairées par le lobe principal de l'antenne d'émission de la cible pour opérer une détection. En revanche, il n'est pas nécessaire que le lobe principal de l'antenne de la cible éclaire le porteur pour que l'antenne radar détecte la position angulaire de la cible. Un autre avantage de l'invention est la rapidité d'obtention de la localisation de la cible. Il suffit en effet que les antennes radar des porteurs aient réalisé un balayage pour élaborer une première localisation de la cible. Un autre avantage de l'invention est lié au fait que la détection de la cible est réalisée dans le secteur de balayage de l'antenne radar, c'est à dire le secteur avant du porteur. Ce secteur est généralement inaccessible au principe de localisation réalisée par le récepteur de guerre électronique car son domaine de fonctionnement est généralement orienté perpendiculairement à la direction du porteur. L'invention permet donc une localisation de cibles rayonnantes situées dans le secteur avant du porteur et sans utiliser le radar du porteur en mode actif. Pour effectuer la localisation l'antenne radar du porteur peut ne fonctionner qu'en mode réception ce qui améliore la discrétion du porteur. Encore un autre avantage lié à l'utilisation de l'antenne radar du porteur est que la plupart des antennes radars embarquées à bord de porteurs travaillent généralement dans la même bande de fréquence. L'antenne radar du porteur pourra donc détecter la plupart des émissions de radars embarqués. 1 o L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel: la figure 1 représente une situation où deux porteurs cherchent à détecter une cible; la figure 2 représente schématiquement les différents équipements nécessaires pour mettre en oeuvre l'invention. Pour une meilleure compréhension, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures. La figure 1 représente deux porteurs 10 et 11 et une cible 12. Les porteurs 10 et 11 et la cible 12 sont par exemple des avions en mouvement. Il est bien entendu possible que les porteurs et la cible soient à l'arrêt. La cible 12 émet un rayonnement électromagnétique 13 vers son avant. La cible 12 est située dans le secteur avant des deux porteurs 10 et 11. La figure 2 représente, pour chaque porteur 10 et 11, les équipements nécessaires pour mettre en oeuvre l'invention. La cible 12 émet un rayonnement électromagnétique 13 au moyen par exemple d'une antenne radar 20. Le porteur 10 comporte une antenne radar 21, des moyens de pilotage 22 de l'antenne radar 21, un récepteur de guerre électronique 23 associé à des antennes 24. Conformément à l'invention, le porteur 10 comporte une liaison 25 entre l'antenne radar 21 et le récepteur de guerre électronique 23. De même le porteur 11 comporte une antenne radar 31, des moyens de pilotage 32 de l'antenne radar 31, un récepteur de guerre électronique 33 associé à des antennes 34. Le porteur 11 comporte également une liaison 35 entre l'antenne radar 31 et le récepteur de guerre électronique 33. La fonction principale des antennes radar 21 et 31 est de réaliser la détection de cibles en émettant un signal électromagnétique et en analysant l'écho du signal sur les cibles. En revanche pour les besoins de l'invention, l'antenne radar n'est utilisée qu'en réception sans émettre de rayonnement. Ce fonctionnement de l'antenne radar 21 ou 31 est appelé mode de réception passif. Les liaisons 25 et 35 transmettent des antennes radar, respectivement 21 et 31, une information sur la position angulaire de la cible 12 par rapport au porteur 10 ou 11 vers les récepteurs de guerre électronique respectivement 23 et 33. Plus précisément l'antenne radar 21 ou 31 effectue un balayage angulaire de l'espace dans lequel la cible 12 est recherchée. L'antenne radar 21 ou 31 transmet vers le récepteur de guerre électronique 23 ou 33 l'amplitude de rayonnements détectés dans l'espace exploré ou plus généralement le signal reçu par l'antenne radar 21 ou 31 ainsi que la position angulaire de l'antenne radar 21 ou 31. Les antennes radar 21 et 31, ayant un lobe de réception très directif, permettent de déterminer avec précision la position angulaire d'un rayonnement détecté. A titre d'alternative, les informations de position angulaire des antennes radar 21 et 31 peuvent être transmises par les moyens de pilotage 22 ou 32 vers le récepteur de guerre électronique 23 ou 33 au moyen d'une liaison, respectivement 26 et 36, sans passer par l'antenne radar 21 ou 31. Le récepteur de guerre électronique 23 ou 33 analyse les informations de position angulaire et d'amplitude en vue d'identifier la cible 12 et de la localiser angulairement. Le dispositif comporte en outre une liaison 40 entre les récepteurs de guerre électronique 23 et 33. Cette liaison permet d'échanger les informations de direction de la cible 12 entre les deux porteurs 10 et 11 ainsi que la position relative des deux porteurs 10 et 11. Cet échange d'information permet à l'un des deux récepteurs 23 ou 33 d'effectuer un calcul de triangulation pour déterminer la position de la cible 12 par rapport au porteur dont le récepteur effectue le calcul. Pour utiliser le dispositif précédemment décrit, un procédé 35 consiste à enchaîner les opérations suivantes: É sur chaque porteur 10 et 11, piloter l'antenne radar respectivement 21 et 31, de façon à balayer un espace angulaire où une cible 12 est recherchée, É durant le balayage, capter et goniométrer au moyen de l'antenne radar 21 ou 31 utilisée en mode de réception passif une émission de la cible 12, É caractériser à l'aide du récepteur de guerre électronique 23 ou 33 les paramètres radioélectriques de l'émission de la cible 12, É échanger le résultat de la caractérisation entre les deux porteurs 10 et 11, É déterminer par triangulation la position de la cible 12. L'opération de caractérisation est réalisée sur chacun des porteurs et 11 afin que la détection réalisée par chaque porteur par l'intermédiaire de son antenne radar concerne la même cible 12. Avantageusement, pour améliorer la précision dans la détermination de la position de la cible 12 par triangulation, les opérations de balayage sont réalisées simultanément sur les deux porteurs 10 et 11. Avantageusement, après avoir déterminé par triangulation la position de la cible 12, on piste la cible 12 à partir de ses caractéristiques radioélectriques et cinématiques. Plus précisément, les caractéristiques radioélectriques de la cible 12 sont essentiellement la fréquence, la largeur d'impulsion et la période de répétition des impulsions. Les caractéristiques cinématiques sont essentiellement la position de la cible 12. Les caractéristiques radioélectriques et cinématiques sont 25 déterminées par les moyens 23 ou 33 de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation. 10 REVENDICATIONS 1. Dispositif de localisation passive de cibles rayonnantes (12), caractérisé en ce qu'il comporte un premier porteur (10) équipé d'une antenne radar (21) et de moyens (23) de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation, un second porteur (11) équipé d'une antenne radar (31) et de moyens (33) de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation, pour chaque porteur (10, 11), une première liaison (25, 35) transmettant de l'antenne radar (21, 31) vers les moyens respectifs (23, 33) de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation une information sur la position angulaire de la cible rayonnante (12), une seconde liaison (40) entre les moyens (23, 33) de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation de chaque porteur (10, 11) permettant d'échanger les informations. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première liaison (25, 35) transmet une information de position angulaire de l'antenne radar (21, 31) et une information sur le signal reçu par l'antenne radar (21, 31). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque porteur (10, 11) comporte des moyens de pilotage (22, 32) de l'antenne radar (21, 31), une troisième liaison (26, 36) entre les moyens de pilotage (22, 32) et les moyens de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation (23, 33), en ce que les moyens de pilotage (22, 32) permettent à l'antenne radar (21, 31) de balayer un espace angulaire et en ce que la troisième liaison (26, 36) transmet aux moyens de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation (23, 33) une information de position angulaire de l'antenne radar (21, 31) . 4. Procédé de localisation passive de cibles rayonnantes (12), caractérisé en ce qu'il utilise un dispositif comportant un premier porteur (10) équipé d'une antenne radar (21) et de moyens (23) de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation, un second porteur (11) équipé d'une antenne radar (31) et de moyens (33) de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation, pour chaque porteur (10, 11), une première liaison (25, 35) transmettant de l'antenne radar (21, 31) vers les moyens respectifs (23, 33) de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation une information sur la position angulaire de la cible rayonnante (12), une seconde liaison (40) entre les moyens (23, 33) de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation de chaque porteur (10, 11) permettant d'échanger les informations, le procédé consistant à : É sur chaque porteur (10, 11), piloter l'antenne radar (21, 31) de façon à balayer un espace angulaire où la cible (12) est recherchée, É durant le balayage, capter et goniométrer au moyen de l'antenne radar (21, 31) utilisée en mode de réception passif une émission de la cible (12), É caractériser à l'aide des moyens de détermination passive de localisation angulaire et de triangulation (23, 33) les paramètres radioélectriques de l'émission de la cible (12), É échanger le résultat de la caractérisation entre les deux porteurs (10, 11), É déterminer par triangulation la position de la cible (12). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que sur les deux porteurs (10, 11), les opérations de balayage sont réalisées simultanément. 6. Procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'après avoir déterminé par triangulation la position de la cible (12) , on piste la cible (12) à partir de ses caractéristiques radioélectriques et cinématiques. 15