Brevet FR2919447A1 — publié le 20090130

PROCEDE D'INTERCEPTION DE SIGNAUX RADIOELECTRIQUES ET RECEPTEUR COMPACT LARGE BANDE INSTANTANEE L'invention concerne un procédé d'interception de signaux radioélectrique avec un récepteur numérique compact large bande instantanée. En particulier, l'invention s'applique aux récepteurs numériques pour l'interception de signaux radars, soit à des fins d'autoprotection, soit à des fins de tenue de situation tactique. Les récepteurs, embarqués sur un porteur comme un aéronef par exemple, doivent notamment permettre une interception, une caractérisation et une identification de signaux radar de tous types. Ces différentes fonctions ~o sont utilisées par exemple pour déclencher une alerte visant à protéger le porteur du récepteur : on parle alors dans un tel cas de récepteur d'autoprotection. Ces fonctions peuvent encore être mises en oeuvre afin d'établir une situation tactique permettant de contrôler l'environnement du porteur : il s'agit dans ce cas d'un récepteur de tenue de situation tactique. 15 L'installation et la mise en oeuvre de ces récepteurs est un compromis entre l'efficacité d'interception et les contraintes de volume, de masse, de consommation énergétique et de coût du dispositif. La figure 1 représente par un schéma bloc un récepteur large 20 bande instantanée selon l'état de l'art. Le récepteur comporte n voies, chaque voie comportant une antenne 1 et un bloc fonctionnel de détection d'enveloppe 2 des impulsions reçues sur chaque antenne 1. Pour chaque voie, un signal radiofréquence analogique RF amplifié, correspondant au signal radiofréquence intercepté par l'antenne 1, est délivré en sortie. De 25 même, pour chaque voie, est délivré en sortie un signal VIDEO correspondant à l'enveloppe détectée par le bloc fonctionnel de détection d'enveloppe 2, l'enveloppe étant extraite du signal radiofréquence intercepté par l'antenne 1. Le récepteur comporte encore un bloc fonctionnel centralisé 3 regroupant notamment un bloc fonctionnel de mesure de fréquence 4, des 30 moyens de numérisation 6 des signaux VIDEO et des moyens de traitements centraux 7, comme par exemple un processeur de données, adapté à l'extraction des paramètres des signaux interceptés. Le bloc fonctionnel de mesure de fréquence 4 reçoit en entrée soit la somme des signaux radiofréquences analogiques RF amplifiés, éventuellement différé par des lignes à retard large bande 5, soit une sélection de l'un de ces signaux. En sortie du bloc fonctionnel centralisé 3, des descripteurs d'impulsions sont envoyés sur un bus de données. Le bloc fonctionnel de mesure de fréquence 4 dans le récepteur selon l'état de l'art est mutualisé pour l'ensemble des voies dans le bloc fonctionnel centralisé 3. Ce choix est dicté par la grande complexité et le coût élevé du bloc fonctionnel de mesure de fréquence 4. Or, le partage du bloc io fonctionnel de mesure de fréquence 4 ne permet pas la mesure simultanée de signaux provenant de voies différentes. En outre, le partage de cette ressource induit des dégradations sur les performances du récepteur, comme par exemplle une perte de sensibilité si le partage se fait par sommation. Enfin, la distribution de liaisons hyperfréquences ajoute 15 également un facteur de perte de sensibilité et d'augmentation de masse et in fine de coût. En outre, dans le cas où le bloc fonctionnel de mesure de fréquence 4 reçoit en entrée une sélection de l'un des signaux radiofréquences analogiques RF amplifiés, une mesure de niveau doit être réalisée au préalable afin d'aiguiller le commutateur sur la bonne voie. Ce 20 problème peut être résolu soit en limitant la durée minimale des impulsions mesurées, soit en retardant le signal radiofréquence analogique RF amplifiés en entrée du bloc fonctionnel de mesure de fréquence 4 nécessitant la mise en place de lignes à retard large bande 5, donc au détriment des performances. 25 L'invention a notamment pour but de pallier les inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un récepteur large bande instantanée, par exemple supérieure à 10 GHz, comportant un nombre n de voies d'interception de signaux radioélectriques et un moyen central de 30 traitement. Chaque voie comporte des moyens numériques adaptés à l'extraction des informations comprises dans les signaux interceptés et/ou dans leurs enveloppes. Chaque voie comporte une liaison de données véhiculant les informations générées vers le moyen central de traitement. Le moyen central de traitement est adapté à la génération d'un bus impulsion 35 caractérisant les impulsions interceptées par les voies. Dans un mode de réalisation, chaque voie comporte une antenne adaptée à l'interception de signaux radioélectriques, les signaux interceptés étant dirigés vers : • vers un amplificateur puis un moyen de numérisation délivrant un signal numérisé, et ; • vers une ou plusieurs diodes adaptées à la détection d'enveloppe dudit signal reçu, puis un moyen de numérisation délivrant un signal numérisé d'enveloppe. Chaque voie comporte un moyen local de traitements recevant le signal RF numérisé et le signal numérisé de son enveloppe. Le moyen local de traitements délivre sur la liaison de données des informations comprises dans le signal numérisé et le signal numérisé d'enveloppe. Pour chaque voie, le moyen local de traitement à partir des données numériques issues des numériseurs extrait les paramètres des signaux reçus suivants : La fréquence centrale du signal RF reçu La caractérisation de la modulation de ce signal L'instant d'arrivée La durée Le niveau. Le moyen local de traitement est par exemple réalisé au sein d'un même composant à logique programmable, intégrant les éléments nécessaires à l'extraction des informations. La collecte simultanée des informations issues des deux numériseurs par ce composant unique rend ainsi plus robuste l'extraction des paramètres du signal reçu grâce à un échange réciproque des informations. L'invention a notamment pour avantages qu'elle permet d'améliorer la sensibilité, d'intercepter de nombreux signaux en environnement électromagnétiquement dense. L'invention permet encore de simplifier le câblage, de réduire la masse, le volume et le coût, et donc in fine de simplifier l'intégration sur le porteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard des dessins annexés qui représentent : • la figure 1, par un schéma bloc, un récepteur large bande instantanée selon l'état de l'art ; • la figure 2, par un schéma bloc, un récepteur large bande instantanée ~o selon l'invention ; • la figure 3, par un synoptique, un procédé selon l'invention d'interception de signaux radioélectriques. 15 La figure 2 représente, par un schéma bloc, un récepteur large bande instantanée selon l'invention. Les éléments identiques aux éléments déjà présentés sur les autres figures portent les mêmes références. Le dispositif selon l'invention comporte un nombre n de voies d'interception de signaux radioélectriques, et notamment d'interception des signaux 20 radioélectriques issus d'émetteurs radars comportant des impulsions. Chaque voie met notamment en oeuvre des moyens numériques adaptés à l'extraction des informations comprises dans les signaux interceptés et/ou dans leurs enveloppes. Parmi les informations, on peut par exemple citer le niveau d'une impulsion, son instant d'arrivée, sa durée, la fréquence de la 25 porteuse, le type et les paramètres de modulation. Chaque voie véhicule les informations ainsi générées vers un moyen central de traitement. Le moyen central de traitement est adapté à la génération d'un bus impulsion caractérisant les impulsions interceptées par les voies. 30 Le dispositif selon l'invention comporte un nombre n de voies comporte une antenne 1 adaptée à l'interception de signaux radioélectriques. Les signaux interceptés sont alors amplifiés par un amplificateur 12 de manière à saturer le signal radiofréquence correspondant à la porteuse de l'impulsion émise par le radar. Ce dernier signal acheminé vers un moyen de 35 numérisation 10 délivrant un signal numérisé. Une technique connue pour5 numériser un tel signal est notamment décrite dans le document de brevet français n 06 01 205. Le signal numérisé est traité par un moyen local de traitements 11 adapté à l'extraction des informations comprises dans ce signal, notamment, sa fréquence et éventuellement ses paramètres de modulation intra-pulse. Les procédés d'éxtraction des paramètres issus de ces signaux numérisés sont connus de l'homme du métier et sont décrit notamment dans les brevets français N 05 12 521 et N 06 01 205. D'autre part, chaque voie comporte une ou plusieurs diodes 13 adaptés à la détection d'enveloppe du signal reçu sur l'antenne 1. Les signaux vidéos issus de ces diodes 13 sont ensuite numérisés par un moyen de numérisation 10 délivrant un signal numérisé d'enveloppe. Une technique connue pour numériser un tel signal est notamment décrite dans le document de brevet français n 05 12 521. Le signal numérisé d'enveloppe est traité par le moyen local de traitements 11 afin d'en extraire notamment les informations comprises dans l'enveloppe, notamment, l'amplitude et sa modulation éventuellle, l'instant d'arrivée de l'impulsion, et sa durée. Les procédés d'extraction de ces paramètres sont connus de l'homme du métier et sont décrit notamment dans les brevets français N 05 12 521 et N 06 01 205. Pour chaque voie, les informations produites sont acheminées en sortie sur une liaison numérique rapide 14 vers un moyen central de traitement 7 commun à l'ensemble des voies. Le calcul des paramètres des signaux au plus près de l'antenne sur chaque voie permet d'améliorer de manière significative les performances en sensibilité. La liaison numérique rapide 14 peut être supporté par exemple par des lignes électriques ou optiques. En outre, le moyen local de traitement 11 peut accéder aux informations (comprise dans le signal radiofréquence numérisé et dans l'enveloppe) issues des différents moyens de numérisation 10 compris dans une même voie. Cela est rendu possible par la localisation au sein de chaque voie du moyen local de traitements 11. Ces accès mutuels aux informations calculées localement permettent d'améliorer l'extraction des paramètres au moyen de traitements complémentaires, comme par exemple une assistance à la levée d'ambiguïté de mesure de fréquence à l'aide de la mesure de niveau ou encore l'indication de présence de signaux simultanés pouvant altérer la mesure de niveau. Pour chaque voie, le moyen local de traitement 11 peut notamment recevoir des consignes émises par le moyen central de traitement 7 via la liaison numérique rapide 14. Ces consignes permettent notamment d'améliorer le comportement des voies de réception. A titre d'exemple, une consigne peut être un ordre d'interdiction d'interception d'un signal ayant des caractéristiques particulières, comme par exemple un signal pouvant gêner l'interception d'autres signaux. 1 o Le moyen local de traitement 11 peut notamment être réalisé au sein d'un même composant à logique programmable, intégrant les éléments nécessaires à la mise en oeuvre des procédés d'extraction des paramètres. Ce mode de réalisation permet notamment de réduire l'encombrement du dispositif et d'exploiter au mieux la complémentarité des mesures. 15 Un récepteur large bande instantanée selon l'invention peut comporter un nombre n de voies, selon les besoins et la configuration du porteur, et le moyen central de traitement 7. Le moyen central de traitement 7 reçoit via les liaisons numériques rapides 14 les informations issues de 20 chaque voie. Le moyen central de traitement 7 peut être composé d'un ou plusieurs processeurs de données. Il collecte l'ensemble des informations transmises par les voies. A partir de ces informations, composées des paramètres de signaux reçus, il génère un bus impulsion. Ce bus impulsion caractérise chaque impulsion reçue par les antennes 1. Le bus impulsion 25 peut comporter une 'mesure de direction d'arrivée des signaux en utilisant un procédé de goniométrie d'amplitude mis en oeuvre par le moyen central de traitement 7. Le récepteur large bande instantanée selon l'invention a la 30 capacité à traiter des signaux de fréquence différente arrivant simultanément sur des voies différentes. Ceci est rendu possible grâce à la présence de moyens de mesure de fréquence dans chaque voie. L'absence de liaisons hyperfréquences entre les voies et un bloc fonctionnel centralisé 3 permet une réduction significative des contraintes d'installation du système de 35 réception. La figure 3 illustre par un synoptique un procédé d'interception de signaux radioélectrique. Le procédé peut notamment être mis en oeuvre par le dispositif selon l'invention décrit sur la figure 2. Le procédé selon l'invention comporte une première étape 100 d'interception de signaux radioélectriques, en particulier des signaux radioélectriques émis par des radars et comportant des impulsions. Les signaux interceptés sont alors amplifiés dans une étape 101 de manière à saturer le signal radiofréquence correspondant à la porteuse de l'impulsion émise par le radar, puis numérisé dans une étape 103. A l'issue de l'étape 103, un signal numérisé est obtenu. Parallèlement aux étapes 101 et 103, l'enveloppe du signal intercepté est calculée dans une étape 102, puis numérisée au cours de l'étape 104. A l'issue de l'étape 104, un signal numérisé d'enveloppe est obtenu. Puis dans une étape 105, les informations comprises dans le signal amplifié et numérisé issu de l'étape 103 et dans le signal d'enveloppe numérisé issu de l'étape 104 sont extraites. A titre d'exemple, les informations comprises dans l'enveloppe sont, notamment, l'amplitude et sa modulation éventuelle, l'instant d'arrivée de l'impulsion, et sa durée. A titre d'exemple, les informations comprises dans le signal amplifié numérisé sont, notamment, sa fréquence et éventuellement ses paramètres de modulation intra-pulse. Les étapes 100, 101, 102, 103, 104 et 105 sont communes pour une voie en réception. Aussi, en parallèle, l'ensemble de ces étapes peut être répété pour un nombre n donné de voie. Une fois les informations extraites, pour chaque voie, ces dernières sont transmises et traitées dans une étape 106 de construction d'un bus impulsion. Aussi, au cours de l'étape 106, est collecté pour chaque voie l'ensemble des informations produites à la fin de l'étape 105. A partir de ces informations, composées des paramètres de signaux reçus, un bus impulsion est généré. Ce bus impulsion caractérise chaque impulsion reçue. Le bus impulsion peut comporter une mesure de direction d'arrivée des signaux en utilisant un procédé de goniométrie d'amplitude mis en oeuvre au cours de l'étape 106. REVENDICATIONS 1. Récepteur large bande instantanée comportant un nombre n de voies d'interception de signaux radioélectriques et un moyen central de traitement (7), chaque voie comportant des moyens numériques (10, 11) adaptés à l'extraction des informations comprises dans les signaux interceptés et/ou dans leurs enveloppes, chaque voie comportant une liaison de données (14) véhiculant les informations générées vers le moyen central de traitement (7), le moyen central de traitement (7) étant adapté à la génération d'un bus impulsion caractérisant les impulsions interceptées par les voies. 2. Récepteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque voie comporte une antenne (1) adaptée à l'interception de signaux radioélectriques, les signaux interceptés étant dirigés vers : • vers un amplificateur (12) puis un moyen de numérisation (10) délivrant un signal numérisé, et ; • vers une ou plusieurs diodes (13) adaptées à la détection d'enveloppe dudit signal reçu, puis un moyen de numérisation (10) délivrant un signal numérisé d'enveloppe; chaque voie comportant un moyen local de traitements (11) recevant le signal numérisé et le signal numérisé d'enveloppe, le moyen local de traitements (11) délivrant sur la liaison de données (14) les informations comprises dans le signal numérisé d'enveloppe. 3. Récepteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que, pour chaque voie, le moyen local de traitement (11) à partir des données numériques issues des numériseurs extrait les paramètres des signaux reçus suivants : - La fréquence centrale du signal RF reçu ; - La caractérisation de la modulation de ce signal ; - L'instant d'arrivée ; -La durée ; - Le niveau. 4. Récepteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le moyen local de traitement (11) est réalisé au sein d'un mêmecomposant à logique programmable, intégrant les éléments nécessaires à l'extraction des informations.