Brevet FR2888336A1 — publié le 20070112

PROCEDE ET DISPOSITIF D'ELIMINATION DE FAUX ECHOS DUS AU PIC PARASITE DE LA FONCTION D'INTERCORRELATION DANS UN RADAR A ONDE CONTINUE CODEE EN PHASE La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif d'élimination de faux échos dus au pic parasite de la fonction d'intercorrélation dans un radar à onde continue codée en phase. L'invention s'applique plus particulièrement aux radars du type décrit dans le brevet français n 76 38006 déposé le 16 décembre 1976 par la société LABORATOIRE CENTRAL DE TELECOMMUNICATIONS. Dans un tel radar, on choisit, pour l'émission, un code de phase dont la fonction d'autocorrélation possède des lobes secondaires présentant une symétrie telle que la somme de cette fonction d'autocorrélation avec cette même fonction décalée dans le temps d'un moment T du code donne un niveau théoriquement nul entre les pics principaux. Ces codes de phase peuvent être obtenus en multipliant alternativement par +1 et -1 les valeurs des moments successifs d'un code "cycliquement presque parfait". A la réception, on utilise un code modifié obtenu en additionnant le code de phase émis et ce même code retardé d'un moment T et on effectue l'intercorrélation entre le signal reçu par le radar et ce code modifié. Théoriquement, la fonction d'intercorrélation ainsi obtenue a un niveau de lobes secondaires nul entre les pics principaux. En fait, on constate la présence d'un pic parasite à environ 40 dB en dessous du pic principal qui est dû aux imperfections et aux défauts des temps de commutation, même lorsque l'on utilise pour l'intercorrélation un démodulateur amélioré tel que celui décrit dans le brevet français n 80 00286 déposé le 8 janvier 1980 par la société 2888336 2 LABORATOIRE CENTRAL DE TELECOMMUNICATIONS. La présence de ce pic parasite entraîne le risque de prendre pour l'écho d'une autre cible utile le signal détecté dans la porte en distance correspondant à la position du pic parasite pour le signal réfléchi par une cible réelle. L'invention a pour objet un nouveau procédé destiné à remédier à cet inconvénient. Elle met à profit la découverte faite par la demanderesse que la position en distance du pic parasite par rapport au pic principal de la fonction d'intercorrélation est fixe pour un code donné et ne change qu'en fonction du code utilisé, c'est-à-dire qu'elle ne dépend que du polynôme générateur de code choisi. Selon l'invention, il est prévu un procédé d'élimination de faux échos dus au pic parasite de la fonction d'intercorrélation, du type décrit cidessus, caractérisé en ce qu'il consiste à : - choisir au moins deux codes de phase différents, de même longueur, dont les pics parasites de la fonction d'intercorrélation avec le code modifié correspondant occupent des positions à des distances respectives du pic principal nettement différentes; - émettre alternativement avec l'un et l'autre de ces codes de phase; et - déterminer, pour chaque porte en distance du radar fournissant, avec l'un des codes de phase, un signal susceptible de caractériser l'écho d'une cible, si, lors de l'utilisation suivante de l'autre code de phase, la même porte en distance fournit également un signal ou non, de manière à définir s'il s'agit, à ladite distance, respectivement de l'écho d'une cible à conserver ou d'un faux écho à éliminer. On peut ainsi, par ce procédé, éliminer le faux écho pouvant résulter de la présence d'une cible de forte puissance, puisqu'alors le signal résultant du pic parasite est détecté 2888336 3 dans deux portes en distance différentes lorsqu'on utilise successivement deux codes de phase différents de même longueur. L'invention prévoit également un dispositif mettant en oeuvre ce procédé et caractérisé en ce qu'il comprend en outre 5 des premiers moyens pour élaborer alternativement les différents codes de phase utilisés et une unité de contrôle et d'extraction pour contrôler lesdits premiers moyens et pour extraire les informations de présence de cible à partir des signaux reçus des portes en distance lors de l'utilisation de deux codes 10 consécutifs, ladite unité indiquant la présence d'une cible dans une porte en distance si un signal est effectivement fourni par cette même porte en distance lors de l'utilisation de deux codes de phase consécutifs de même longueur. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints où : - la figure 1 représente des courbes explicatives du fonctionnement du système connu d'élimination des lobes secondaires d'intercorrélation; - la figure 2 Illustre la fonction d'intercorrélation pour un premier code de phase Cl; - la figure 3 représente une courbe similaire pour un second code de phase C2; et - la figure 4 est un schéma d'un dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. Avant de décrire plus en détail le procédé d'élimination de faux échos selon l'invention, on va décrire succinctement le procédé connu d'élimination des lobes secondaires d'autocorrélation qui fait l'objet du brevet français n 76 38006 déjà cité. La courbe (a) de la figure 1 donne un exemple de signal périodique s(t) représentant un code "cycliquement presque parfait" à N moments de durée T (ici N=7), chaque niveau ayant la valeur +1 ou -1. Le code de phase que l'on utilise à l'émission est un code dérivé obtenu en multipliant 20 25 30 2888336 4 alternativement par +1 et -1 les valeurs des moments successifs du code "cycliquement presque parfait". On obtient ainsi le code de phase représenté par le signal s'(t) de la courbe (b) de la figure 1. La périodicité de ce code est 2NT si N est impair. C'est ce code de phase qui est utilisé à l'émission. A la réception, on effectue l'intercorrélation du signal réfléchi, reçu par le radar et codé selon le code de phase précédent, avec un code modifié obtenu en additionnant ce code de phase et le même code de phase retardé d'un moment T du code. On obtient le code représenté par le signal s"(t) = s'(t) + s'(t-T) (courbe (c) de la figure 1), ce signal ayant été normé pour prendre les valeurs +1, 0 ou -1. La courbe (d) de la figure 1 représente la fonction d'intercorrélation théorique des signaux s'(t) et s"(t). Cette fonction présente un niveau de lobes secondaires théoriquement nul entre les pics principaux. En fait, comme on l'a indiqué ci-dessus, il existe, en raison des imperfections des circuits de modulation et de corrélation utilisés dans le radar, un pic parasite dont la position en distance par rapport au pic principal ne dépend que du code utilisé, c'est-à-dire du polynôme générateur du code. En effet, les codes "cycliquement presque parfaits" peuvent être obtenus de manière connue à l'aide de circuits à registre à décalage dont certaines sorties sont rebouclées sur l'entrée, ces sorties étant déterminées par les coefficients d'un polynôme, dit polynôme générateur du code. Ainsi, le polynôme générateur du code correspondant au signal s(t) de la figure 1 est le polynôme 1+X+X3. Cela étant, la figure 2 représente la fonction d'intercorrélation réelle R1(t) pour un premier code Cl dont le pic parasite pl est à une distance rl du pic principal A et la figure 3 celle d'un second code C2 de même longueur 2N moments dont le pic parasite p2 est à une distance r2 du pic principal A. 25 30 35 2888336 5 Pour pouvoir éliminer les faux échos résultant de la présence de ces pics parasites comme on va l'expliquer cidessous, il est nécessaire que les pics pl et p2 soient à des distances rl et r2 nettement différentes. On peut trouver de tels codes dans les familles de codes de même longueur, correspondant donc à des polynômes générateurs de même degré. Par exemple des codes à 62 moments répondant à ces critères peuvent être obtenus à partir des polynômes générateurs respectivement 1+X2+X3+X4+X5 et 1+X+X2+X4+X5 Comme on peut le constater d'après les figures 2 ou 3, une cible de forte puissance détectée dans la porte en distance de rang M peut également être détectée dans la porte de rang M+P (modulo Np, où Np est le nombre total de portes en distance du radar) où P est égal au nombre de portes en distance entre 15 le pic parasite et le pic principal, c'est-à-dire représente la mesure, en nombres de portes en distance, de la distance rl ou r2. Ainsi, deux cibles de même vitesse sont détectées dans deux portes en distance différentes et il faut donc déterminer si deux cibles sont effectivement présentes ou s'il s'agit d'une cible et d'un faux écho. La solution selon l'invention peut être aisément comprise en se reportant aux figures 2 et 3. Cette solution consiste à émettre séquentiellement deux codes de même nombre de moments de durée identique, ce qui maintient sans changement le nombre de portes en distance, leur position et leur largeur. Ces deux codes sont élaborés à partir de deux polynômes générateurs différents correspondant donc à des pics parasites à des distances rl et r2 nettement différentes. Grâce à cela, un faux écho sera détecté successivement dans deux portes différentes alors qu'une cible sera détectée dans la même porte en distance. Un des critères que l'on peut appliquer pour éliminer les faux échos consiste donc à vérifier si une porte en distance ayant détecté un écho lors de l'utilisation d'un code de phase fournit également un signal lors de l'utilisation subséquente de 2888336 6 l'autre code, auquel cas il s'agit bien de l'écho d'une cible. Dans le cas contraire où il n'y a pas de signal dans la porte lors de l'utilisation du code suivant, il s'agit alors d'un faux écho à éliminer. La figure 4 représente le schéma d'un dispositif mettant en oeuvre le procédé qui vient d'être décrit. Les codes de phase utilisés à l'émission sont fournis à l'émetteur radar (non représenté) par un générateur de codes GC commandé par un circuit de contrôle de code Ccc qui commande la configuration du générateur et donc le code fourni. Une autre solution qui peut être plus avantageuse est de prévoir comme circuit générateur de code une mémoire contenant tous les codes à utiliser, le circuit Ccc sélectionnant le code lu sous le contrôle des signaux de synchronisation et de sélection de code Sec fournis par une unité de contrôle et d'extraction UCE, qui peut être constituée par un microprocesseur. Le code s'(t) fourni à l'émetteur est également envoyé à un circuit de traitement de code pour la réception TCR qui fournit le code modifié s" (t) . Ce code est envoyé avec des retards donnés à une série de corrélateurs constituant autant de portes en distance. Chaque porte en distance comprend un multiplieur MO, Ml, Mn... recevant d'une part le code modifié de réception convenablement retardé et d'autre part le signal reçu par le radar r'(t). La sortie du multiplieur est envoyée à une porte P0, Pi, ..., Pn, ... suivie d'un intégrateur I0, I1, ..., In, .. . La porte P0, ... , Pn, ... est ouverte par un signal d'horloge h0, hl, . .. , hn, ... de durée égale à une période du signal s' (t) , soit 2NT, pour adapter le corrélateur à cette période. L'intégrateur Il, ... , In, . délivre le signal d'intercorrélation correspondant. Le code modifié s" (t) est envoyé à chaque multiplieur par l'intermédiaire de lignes à retard successives identiques, LR1, LR2, ... , LRn, ... introduisant chacune un retard T' égal à la largeur d'une porte en distance. 2888336 7 Les signaux de sortie Sp des différentes portes en distance sont envoyés à l'unité de contrôle et d'extraction UCE. Celle-ci enregistre, lors de l'utilisation du premier code, les portes en distance fournissant un signal caractéristique de la présence éventuelle d'une cible. Lors de l'utilisation subséquente du second code, l'unité UCE vérifie, par comparaison, si dans les mêmes portes en distance existe encore un signal. Si c'est le cas, elle en déduit qu'on est en présence d'une cible et fournit vers les systèmes d'affichage ou d'utilisation un signal d'affichage SA indiquant la présence d'une cible et la position de la porte en distance correspondante, le traitement à assurer par l'unité UCE étant donc très simple à réaliser. Comme on vient de voir, un jeu de deux codes différents de même longueur de durée de moment identique permet d'éliminer les faux échos. Il est clair que l'on peut également disposer de plusieurs jeux de codes, chaque jeu ayant une longueur de code ou une durée de moment différente et pouvant être choisi selon les conditions rencontrées par le radar. On peut également utiliser un jeu de codes avec une durée de moment donnée puis le même jeu avec une durée de moment modifiée. L'utilisation successive de ces quatre codes permet non seulement d'éliminer les faux échos en combinant les résultats de deux codes d'un jeu, mais également de faire un lever d'ambiguïté en distance grâce à l'utilisation d'un même code avec des durées de moment différentes dans deux jeux successifs. Bien entendu, l'exemple de réalisation décrit n'est nullement limitatif de l'Invention. 8 REVENDICATIONS 1. Procédé d'élimination de faux échos dus au pic parasite de la fonction d'intercorrélation dans un radar à onde continue codée en phase dans lequel on choisit, pour l'émission, un code de phase dont la fonction d'autocorrélation possède des lobes secondaires présentant une symétrie telle que la somme de ladite fonction d'autocorrélation avec cette même fonction décalée dans le temps d'un moment T du code donne un niveau théoriquement nul entre les pics principaux, dans lequel on utilise, à la réception, un code modifié obtenu en additionnant ledit code de phase et ce même code retardé d'un moment T et dans lequel on effectue, pour la réception, l'intercorrélation entre le signal reçu par le radar et ledit code modifié, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à : choisir au moins deux codes de phase différents (Cl, C2), de 15 même longueur, dont les pics parasites de la fonction d'intercorrélation avec le code modifié correspondant occupent des positions à des distances respectives (ri, r2) du pic principal nettement différentes; - émettre alternativement avec l'un et l'autre de ces codes de phase; - déterminer, pour chaque porte en distance du radar fournissant, avec l'un des codes de phase (Cl, C2), un signal susceptible de caractériser l'écho d'une cible, si, lors de l'utilisation suivante de l'autre code de phase (C2, Cl), la même porte en distance fournit également un signal ou non, de manière à définir s'il s'agit, à ladite distance, respectivement de l'écho d'une cible à conserver ou d'un faux écho à éliminer. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits codes de phase (Cl, C2) de même longueur sont obtenus à partir de deux polynômes générateurs différents de 25 2888336 9 même degré donnant des codes dont les pics parasites sont situés dans des portes en distance éloignées l'une de l'autre. 3. Dispositif d'élimination de faux échos dus au pic parasite de la fonction d'intercorrélation pour un radar à onde continue codée en phase comprenant un ensemble générateur d'un code pour l'émission, un circuit de traitement de code pour la réception (TCR) et une pluralité de portes en distance comportant chacune un multiplieur (MO, M1, M2, Mn), auquel sont appliqués d'une part le signal reçu (r'(t)) par le radar et d'autre part le code modifié pour la réception par ledit circuit de traitement (TCR) et convenablement retardé par des lignes à retard (LR1, LR2, LRn), le multiplieur étant suivi d'une porte (P0, P1, P2, Pn) adaptant le récepteur à la longueur du code utilisé et d'un intégrateur (I0, I1, I2, In), ledit dispositif d'élimination mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 et étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre des premiers moyens (Ccc, GC) pour élaborer alternativement les différents codes de phase utilisés et une unité de contrôle et d'extraction (UCE) pour contrôler lesdits premiers moyens et pour extraire les informations de présence de cible à partir des signaux (Sp) reçus des portes en distance lors de l'utilisation de deux codes consécutifs, ladite unité indiquant la présence d'une cible dans une porte en distance si un signal est effectivement fourni par cette même porte en distance lors de l'utilisation de deux codes de phase consécutifs de même longueur.