Brevet FR2880133A1 — publié le 20060630

Domaine de l'invention La présente invention concerne un système radar pour la surveillance d'objets cibles dans différentes plages d'éloignement. Etat de la technique La plupart des installations d'alarmes contre l'intrusion utilisant des radars se composent principalement d'un simple radar CW (radar à ondes continues). Ce principe de radar exploite le signal doppler généré par un objet mobile et l'utilise comme critère d'alarme. La plage éloignée et que l'on surveille est définie par la portée du radar CW Io et ne peut pas se régler exactement ou ne peut pas être modifiée car la portée du système est principalement limitée par la puissance d'émission et ne peut pas se définir d'une manière suffisamment précise. En particulier, les cibles ayant des sections de dispersion retour radar, différentes correspondent également à des portées différentes. Pour régler les distances/et pouvoir les mesurer, il faut utiliser d'autres procédés de modulation radar. Il est connu de façon générale que l'on peut faire une mesure de distance avec un radar impulsionnel. Pour cela on mesure en amplitude de forme impulsionnelle un signal de portée CW et on l'émet par une antenne. L'impulsion porteuse est réfléchie par l'objet cible et en exploitant le temps compris entre l'émission de l'impulsion et le retour du rayonnement réfléchi, on peut déterminer l'éloignement de la cible et, en utilisant l'effet Doppler, déterminer la vitesse relative de l'objet cible. Un système reposant sur ce principe est décrit sous une variante dans le document US 6 239 736 B1. Ce système utilise un oscillateur à déclenchement qui émet une brève suite d'impulsions qui se mélangent avec elles-mêmes et avec les impulsions générées ensuite pour obtenir une information concernant la plage d'éloignement de la cible. Un autre procédé reposant sur ce principe est décrit dans le do- cument DE 199 63 006 Al. Ce document décrit l'utilisation d'une barrière virtuelle variable située à une distance déterminée du capteur ou utilise une mesure simultanée d'éloignement et de vitesse avec une longueur définie. Le document DE 199 63 006 Alpropose également de mélanger les impulsions reçues avec des impulsions de référence dont la durée impulsionnelle réglable est différente de celle de la pulsion reçue. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces in- convénients et concerne un système radar du type défini ci-dessus ca- ractérisé en ce que il émet des impulsions radar dont la longueur est supérieure au temps de parcours entre deux objets qu'il faut distinguer l'un de l'autre à des éloignements différents ou des plages d'éloignements différents, - en réception le signal haute fréquence est appliqué au formeur d'impulsions d'émission radar et le signal de réception radar est appliqué à un mélangeur, et -le signal de sortie du mélangeur est appliqué à un circuit d'exploitation de signal par l'intermédiaire d'au moins un détecteur dont le réglage de la temporisation vis-à-vis du flanc montant de l'impulsion d'émission radar prédéfinit la limite de portée de la plage d'éloignement surveillée. Ainsi les lobes auxiliaires/bandes latérales du spectre de fréquence diminuent plus fortement ou plus rapidement dans la largeur de bandes considérées. Cela réside dans la différence avec l'état de la technique utilisant des impulsions radar relativement longues. La mise en oeuvre de ce circuit est faible car il suffit d'une petite modification d'un simple radar de type CW. Grâce à une distribution spectrale avantageuse (limitation des lobes auxiliaires), on respecte sans mise en oeuvre de moyens importants les prescriptions d'autorisations concernant les plages de fréquences libérées. Ainsi on peut réaliser une limitation de portée, simple et sans mise en oeuvre de moyens importants pour une forme mélangée de radars de type CW et de radars impulsion- nels. En subdivisant différentes limites de portée, il est possible de séparer ou de classer l'objet cible. La plage de mesures actuelle ne peut se reconnaître de l'extérieur, ce qui est particulièrement avantageux pour les installations d'alarmes anti-effraction. Si l'objet cible se déplace dans la plage surveillée corres- pondant à la portée réglée, alors la direction de mouvement radial par rapport au capteur radar pour l'objet cible permet de mesurer un signal Doppler. Selon d'autres caractéristiques avantageuses: le signal de sortie du mélangeur du circuit d'exploitation de signal est appliqué par plusieurs détecteurs branchés en parallèle et chaque détecteur a un réglage de temporisation différent pour une autre portée correspondante, en parallèle à au moins un détecteur, il comporte une liaison directe entre le mélangeur et le circuit d'exploitation, to les détecteurs se composent d'un commutateur suivi d'un élément de détection et de maintien, le circuit d'exploitation de signal exploite le signal Doppler d'au moins un objet cible en mouvement, le réglage de la temporisation d'au moins un détecteur et la durée de 15 la détection sont choisies pour que la détection se fasse encore pen- dant l'émission de l'impulsion radar, pour plusieurs détecteurs branchés en parallèle, leur réglage de temporisation et leur durée de détection sont choisis pour ne pas fonctionner avec chevauchement dans le temps, mais de façon éta- gée pendant l'émission d'une impulsion radar, par la comparaison dans plusieurs plages d'éloignement, on distingue les objets pour des scénarios à objets multiples et le cas échéant on classe les objets cibles. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation d'un système radar selon l'invention, représenté dans les dessins annexés dans lesquels: -la figure 1 est un schéma par bloc du système radar selon l'invention, et - la figure 2 montre un chronogramme des impulsions radar d'émission et de détection réception. Description du mode de réalisation La structure du système radar selon l'invention est représentée à la figure 1. L'oscillateur 1 génère un signal haute fréquence, 35 par exemple dans la plage des fréquences GHz. Ce signal est transmis à un coupleur directionnel 2 et à un commutateur HF 3 (formeur d'impulsions d'émission radar) à l'antenne d'émission 4 qui rayonne le signal. Une partie de la puissance d'émission de l'oscillateur 1 est dé-couplée au niveau du coupleur directionnel 2 pour être renvoyée au mélangeur de réception 6. L'onde électromagnétique réfléchie par l'objet cible 10 est transmise par l'antenne de réception 5 au mélangeur de réception 6. Dans le cas d'un objet cible 10 mobile, on recueille à la sortie du mélangeur de réception 6 un signal doppler basse fréquence dont la fréquence est proportionnelle à la vitesse relative entre le capteur radar et l'objet cible. Le signal de sortie mélangé est appliqué par un commutateur BF 7 fonctionnant comme détecteur et qui fait partie de l'étage d'échantillonnage et de maintien 8. Le circuit d'exploitation de signal 9 permet de regrouper plusieurs canaux de réception pour l'exploitation du signal. De plus, le signal de sortie du mélangeur 6 peut également ètre appliqué directement au circuit d'exploitation de signal 9, c'est-à-dire sans passer par le commutateur 7 et l'étage d'échantillonnage et de maintien. Pour réaliser un système radar à portée limitée dont les lobes latéraux ou bandes latérales dans le spectre de fréquence chutent rapidement, on utilise une commande de commutation représentée à la figure 2. La partie supérieure et la partie intermédiaire (zoomées) de la figure 2 montrent la modulation du signal d'émission. La partie inférieure de la figure 2 représente la commande du commutateur dans la branche de réception également représentée sous forme zoomée. Les impulsions radar ont par exemple une durée de 10 s pour une période de 25 s. Le commutateur HF 3 est commandé par le signal de commande TX pour émettre une impulsion d'émission d'une durée TT relativement longue, par exemple dans le domaine des s, avec des flancs droits. En réalisant une durée d'impulsion longue dans le signal d'émission, on obtient le spectre souhaité pour le signal d'émission avec des bandes latérales chutant rapidement. Le commutateur BF 7 règle par la durée OT entre le flanc montant de l'impulsion TX jusqu'au flanc descendant de l'impulsion R , la limite de portée R du système (durée de temporisation réglée). La portée R réglée de la plage surveillée se calcule suivant la formule connue en technique radar, R_c*At Dans cette formule c représente la vitesse de la lumière dans le milieu correspondant. Pour la durée d'impulsion/durée d'échantillonnage IR du commutateur BF 7, on a la relation suivante: IR On peut également prévoir plusieurs détecteurs branchés en parallèle et dont la temporisation et les durées de détection sont choisies pour ne pas se chevaucher, mais être échelonnées dans le temps pendant l'émission d'une impulsion radar. Cela permet de sur-veiller des objectifs dans plusieurs plages d'éloignement (zones d'éloignement). Le système se comporte dans la plage de surveillance réglée pratiquement comme un radar CW et fournit le signal doppler d'un objet cible en mouvement. La comparaison de plusieurs plages d'éloignement permet de mieux distinguer entre plusieurs scénarios de cibles et le cas échéant, de classer les objets cibles. Comme ce système permet également d'être réglé sur de courtes portées (R REVENDICATIONS 1 ) Système radar pour la surveillance d'objets cibles dans différentes plages d'éloignement caractérisé en ce qu' - il émet des impulsions radar dont la longueur est supérieure au temps de parcours entre deux objets qu'il faut distinguer l'un de l'autre à des éloignements différents ou des plages d'éloignements différents, - en réception le signal haute fréquence est appliqué au formeur 10 d'impulsions d'émission radar (3) et le signal de réception radar est appliqué à un mélangeur (6), et - le signal de sortie du mélangeur (6) est appliqué à un circuit d'exploitation de signal (9) par l'intermédiaire d'au moins un détecteur (7, 8) dont le réglage de la temporisation vis-à-vis du flanc mon- tant de l'impulsion d'émission radar prédéfinit la limite de portée de la plage d'éloignement surveillée. 2 ) Système radar selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de sortie du mélangeur (6) du circuit d'exploitation de signal (9) est appliqué par plusieurs détecteurs (7, 8) branchés en parallèle et chaque détecteur (7, 8) a un réglage de temporisation différent pour une autre portée correspondante. 3 ) Système radar selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' en parallèle à au moins un détecteur (7, 8), il comporte une liaison directe (11) entre le mélangeur (6) et le circuit d'exploitation (9). 4 ) Système radar selon la revendication 1, caractérisé en ce que les détecteurs (7, 8) se composent d'un commutateur (7) suivi d'un élément de détection et de maintien (8). 5 ) Système radar selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'exploitation de signal (9) exploite le signal Doppler d'au moins un objet cible en mouvement. 6 ) Système radar selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réglage de la temporisation d'au moins un détecteur (7, 8) et la durée de la détection sont choisies pour que la détection se fasse encore pendant l'émission de l'impulsion radar. 7 ) Système radar selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que pour plusieurs détecteurs (7, 8) branchés en parallèle, leur réglage de temporisation et leur durée de détection sont choisis pour ne pas fonctionner avec chevauchement dans le temps, mais de façon étagée pendant l'émission d'une impulsion radar. 8 ) Système radar selon la revendication 1, caractérisé en ce que par la comparaison dans plusieurs plages d'éloignement, on distingue les objets pour des scénarios à objets multiples et le cas échéant on classe les objets cibles.