Brevet FR2887992A1 — publié le 20070105

DISPOSITIF D'AFFINAGE DE FAISCEAU D'ANTENNE RADAR La présente invention concerne un dispositif d'affinage de faisceau d'antenne radar. Les systèmes de visualisation du sol par balayage d'antenne Radar font apparaître des échos qui s'étalent sur l'écran Radar (écran dit de type B) si Pm ne prend pas de précautions particulières, et ceci du fait de la largeur du faisceau d'antenne non suffisamment réduite. Celui-ci éclaire l'écho pendant tout son passage. Les effets néfastes de ce phénomène, qui dégradent la qualité de la carte Radar sont constatés depuis longtemps et de nombreuses études ont été conduites visant à réduire ce défaut. Les techniques les plus efficaces sont basées sur une réception du type "Ecartornétrie". La chaîne d'écartométrie donne une réponse selon une loi en sinus et/eu cosinus en fonction de l'angle de dépointage de l'antenne. Après application d'un seuil, l'information cosinus est utilisée pour sélecter les échos de la carte du sol, issus d'une voie de visualisation généralement du type "LOG", ceci afin de comprimer la dynamique de réception et l'adapter au tube de visualisation. D'autres dispositifs utilisent l'information d'écartométrie pour ramener le spot du tube "type B" sur l'axe de l'antenne, diminuant ainsi l'élargissement du plot Radar appelé vulgairement "banane". D'autres sytèmes enfin, plus sophistiqués, utilisent l'effet "Doppler" et procèdent à un affinage par corrélation. La présente invention concerne un perfectionnement aux techniques d'écartométrie instantanée (encore appelées "monopulse"). Ces techniques d'écartométrie instantanée peuvent elles-mêmes donner lieu à un traitement en amplitude ou à un trai- terrent en phase; l'invention concerne le cas d'un traitement en phase. Le principe d'un récepteur d'écartométrie instantanée par traitement en phase est rappelé sur la figure 1. Ce récepteur comporte un opérateur vectoriel 1 qui compose en quadrature les signaux Radar d'écartométrie, soit un signal "différence" 0 et un signal "somme" E, de manière à obtenir, comme représenté sur la figure 2, des signaux el et v2 définis par: = É+jZ v2 = + jE où j représente symboliquement la quadrature entre à et t vl et v2 sont ensuite injectés respectivement dans deux amplificateurs limités identiques 2 et 3, à des fins de normalisation. Après démodulation au moyen d'un démodulateur amplitude-phase (DAP) 4-5-6 on obtient le cosinus et le sinus de l'angle entre v1etv2,soit: Vs]. = V. cos (2 arc. tg. t1/E) VSe= V. sin (2 arc.tg.0/E) représentés sur la figure 3. La réponse en amplitude Vsl est une loi sensiblement en cosinus autour de - = 1. Cette réponse est représentative de la présence d'un écho dans le faisceau. En effet, étant maximum pour = 0, soit dans la direction du faisceau, et nulle pour 0 = E, soit dans des directions correspondant sensiblement à l'ouverture à 3 dB du faisceau, cette réponse permet, comparée à un seuil, de conclure à la présence ou à l'absence d'un écho dans une certaine ouverture de faisceau, correspondant au seuil choisi. La réponse écartométrique, représentative de la direction de cet écho, correspond par contre à la tension V. Néanmoins la tension Vse redressée peut être utilisée aux mêmes fins que la tension Vs1. Le but de l'invention est de ramener la réponse en cosinus "normale" Vs 1, fonction du dépointage, en une réponse voisine d'une 30 arche de cosinus pour N E c'est-à-dire d'obtenir un affinage dans le rapport 1/N avec N = 2n. Suivant l'invention, un dispositif d'affinage de faisceau d'antenne radar par écartométrie instantanée, comportant des moyens de formation de signaux d'écartométrie somme et différence, E et à, et des moyens de traitement de ces signaux somme et différence, en vue d'obtenir une réponse en cos p, ou sin cp redressé, où cf) est une information angulaire représentative de É, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour obtenir, à partir des signaux somme et différence, des réponses en cosinus ou sinus redressé, de 2 cp, 22cp. . . 2ncp, et des moyens pour réaliser un produit de ces réponses en cosinus, ou sinus redressé, de cf) , 2cp, 22p.. 2ncp, en vue d'obtenir une réponse affinée en sinç_. ci) D'autres objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels, outre les figures 1, 2 et 3 déjà décrites et relatives à l'art antérieur: - la figure 4 est un schéma d'un dispositif d'affinage de faisceau 15 d'antenne radar suivant l'invention; - les figures 5, 6 et 7 montrent la forme des signaux obtenus sur le schéma de la figure 4; - la figure 8 montre un exemple d'utilisation de la réponse affinée. Le dispositif objet de l'invention est représenté sur la figure 4, 20 correspondant au cas n = 3. A partir d'un récepteur d'écartométrie classique délivrant la réponse Vsl fonction du gisement sur un premier démodulateur 5, on multiplie les rotations de phase des vecteurs -el et 32 en sortie des deux amplificateurs limités 2 et 3: 25. par 2, suivi d'un DAP "cosinus" 7, pour obtenir une sortie Vs2, ^ par 22, suivi d'un DAP "cosinus" 8, pour obtenir une sortie Vs3, par 23, suivi d'un DAP "cosinus" 9, pour obtenir une sortie Ve, à l'aide de doubleurs de fréquence successifs référencés respectivement 10, 11, 12, 13, 14, 15. Les quatre sorties Vsl, Vs2, Vs3, V sont ensuite multipliées entre elles au moyen de trois multiplieurs 16, 17, 18 pour obtenir une sortie "affinée" Vs, ces multiplieurs effectuant respectivement le produit analogique des deux signaux "vidéd' qui leur sont appliqués. Ainsi, pour assurer un affinage dans un rapport 1/8, il faut élaborer trois réponses supplémentaires en sortie d'un récepteur d'écartométrie classique. Ces trois réponses sont issues de l'effet de multiplication de fréquence en progression géométrique des rotations de phase des vecteurs vl et v2 (doubleurs de fréquence cascadés). On obtient ainsi les quatre sorties suivantes: Vsl = V cos (2 arctg o/E) normalement élaborée Vs2 = V cos (4 arctg d/E) après multiplication par 2 Vs3 = V cos (8 arctg t/E) après multiplication par 4 V54 = V cos (16 arctg /E) après multiplication par 8. Ces différentes réponses simultanées obtenues à partir des vecteurs v et v2 tournant respectivement deux fois, 22 fois, et 23 fois plus vite en fonction de à/Z sont représentées sur la figure 6, la réponse en cosinus "normale" Vsl étant rappelée sur la figure 5. On peut montrer aisément que le produit de ces quatre réponses, convenablement phasées afin de faire coincider le maximum des fonctions Vs2' Vs3 et Vs4 avec celui de la fonction Vsl, conduit à une réponse approximée d'allure "sin xn, d'où l'effet d'affinage qui en résulte: et qui est visualisé sur la figure 7. Le taux d'affinage est donc de 1/N = 1/2n où n représente le nombre de multiplications de phase par 2 effectué. Ici, n étant égal à 3; le taux d'affinage est de 1/N = 1/8. On notera que la technique d'affinage ainsi décrite pour la 25 fonction cosinus peut également s'appliquer à la fonction sinus redressée. Comme représenté sur la figure 8, cette sortie peut être ensuite utilisée, après comparaison à un seuil, pour sélecter la voie vidéo "log", par multiplication, et délivrer ainsi une vidéo affinée. RE VENDICATIONS 1. Dispositif d'affinage de faisceau d'antenne radar par écartométrie instantanée, comportant des moyens de formation de signaux d'écartométrie somme et différence, E et A, et des moyens (1, 2, 3, 4, 5, 6) de traitement de ces signaux somme et différence, en vue d'obtenir une réponse en coscP, ou une réponse en sin cp redressé, où cp est une information angulaire représentative de -7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) pour obtenir, à partir des signaux somme et différence, des réponses en cosinus, ou en sinus redressé, de 2cp, 22p. . . 2 y, et des moyens (16, 17, 18) pour réaliser un produit de ces réponses en cosinus, ou sinus redressé, de cp, 2q, 22cp. 2ny, en vue d'obtenir une réponse affinée en s cf' 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de formation de la réponse en cos 2q4 ou en sin 2q redressé, comportent deux amplificateurs limités (2, 3) recevant respectivement des signaux E + jA et A + j E, (où j représente la quadrature entre A et E, et un démodulateur (4, 5, 6) recevant les signaux de sortie de ces deux amplificateurs limités. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de formation des réponses en cosinus ou sinus redressé, de 2k cp (avec 2, k 2, et un démodulateur (7, 8, 9) recevant les sorties des deux doubleurs de fréquence de rang k. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour comparer ta réponse affinée à un seuil. 25 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour sélecter les signaux radar "vidéo" en fonction du résultat obtenu après comparaison avec le seuil.