Brevet FR3084751A1 — publié le 20200207

Procédé de traitement distance haute résolution. COM itervE L7Aftinvnoti [01] L'invention se rapporte au domaine général des systèmes aéroportés, des hélicoptères ou des aéronefs avec (avions) ou sans (drones) pilote par exemple. [02] Elle se rapporte plus particulièrement aux mesures de distance et de vitesse réalisées par un radar embarqué à bord de l'un ou l'autre de ces engins. COArrEYTE DE L IN VI- ERIEUR [3] Pour réaliser une mesures de distance au moyen d'un radar aéroporté il est connu d'adopter un mode de fonctionnement mettant en oeuvre une forme d'onde constituée par une émission récurrente, de durée d'émission TE, modulée linéairement en fréquence au cours du temps. En effet, une telle forme d'onde permet de manière connue de déterminer, de manière simple, le retard r entre le signal émis e(t) et le signal reçu r(t), en considérant les représentations temps-fréquence correspondantes. [4] Le principe de base d'un tel mode de fonctionnement est illustré par la figure 1. Ce principe consiste à émettre un signal eo(t) dont la fréquence présente, une variation linéaire positive pendant la première moitié d'un intervalle de temps TE et un signal e1(t) dont la fréquence présente une variation linéaire négative pendant la seconde moitié du même intervalle de temps; la fréquence du signal émis variant dans une bande B. [5] Le signal radioélectrique émis eo(t), rayonné par une antenne en direction du sol, est ici modulé linéairement en fréquence en fonction du temps, de sorte qu'il a pour expression: eo(t) eiziact2 [1] avec K =TE B représentant la bande de fréquences émise et TE le temps d'émission, ou temps d'éclairement. [6] De même, le signal ro(t), réfléchi par le sol consécutivement à cette émission et reçu par le radar, est un signal également modulé linéairement 2 en fréquence, dont la fréquence varie sur une bande B, qui présente, par rapport au signal émis eo(t), un décalage temporel, un retard, r, et un décalage en fréquence fo dû à l'effet Doppler engendré par le mouvement du porteur, fonctions de la distance d séparant le radar du sol. 5 [07] Par suite, le signal réfléchi reçu par le radar a pour expression générale: ro(t) = ei.2.floct(t-t)+IDO = eo(t) . ei.z.n(-Kr+fo)t [2] [08] De sorte que le les transpositions obtenues après mélange de ro(t) et eo(t) ont pour expressions : 10 ro(t) - eo(t) qui sera éliminée après filtrage et ro (t) i 2 17(-Kr+ f D)t [3] eo(t) De manière connue, le retard t de r(t) par rapport à e(t) est égal à = 2 - .d où c représente la vitesse de la lumière dans le vide. 15 [09] Les signaux el(t) et r1(t) présentent quant à eux, respectivement, des expressions similaires à eo(t) et ro(t) moyennant une translation temporelle égale à TE/2. [10] Dans une représentation dans le plan temps/fréquence le signal e(t) peut être défini, pour des instants compris entre 0 et TE/2, par l'équation 20 normalisée suivante : E0 (t) = Kt [4] Eo(t) représente la valeur de la fréquence du signal e(t) à l'instant t considéré. Il se présente comme une rampe de fréquence avec un coefficient K. 25 [11] De manière analogue, le signal r(t) peut être défini, pour des instants compris entre 0 et TE/2, par l'équation normalisée suivante : Rom = K(t - -r) + ft, [5] Ro(t) représente la valeur de la fréquence du signal ro(t) à l'instant t considéré. Il se présente comme une rampe de fréquence semblable à Eo(t) 30 mais décalée d'un intervalle de temps r sur l'axe des abscisses et d'une 3 fréquence fp sur l'axe des fréquences; r représentant le retard lié à la distance d entre le radar et le sol et fp la fréquence Doppler. [12] Dans cette représentation temps/fréquence, la différence entre le signal reçu Ro(t) et le signal émis Eo(t) apparait donc comme une grandeur 5 fréquentielle constante égale à : LIFO = -K. T fp [6] [13] De manière analogue, les signaux ce) et n(t) peuvent être définis, pour des instants compris entre TE/2 et TE, par les équations normalisées suivantes : 10 MO= -Kt + B [71 et Rt(t) = -K. (t -r)+ B + fD [8] Fe) se présente donc comme une rampe de fréquence descendante depuis une valeur B avec un coefficient K et Re) comme une rampe de fréquence semblable à E1(t) mais décalée d'un intervalle de temps rsur l'axe 15 des abscisses et d'une fréquence fp sur l'axe des fréquences. [14] La différence entre le signal reçu R1(t) et le signal émis E1(t) apparait donc comme une grandeur fréquentielle constante égale à : dFl r. K. T fp [91 [15] Par suite, En considérant les relations [6] et [9], on peut écrire: 20 S = AF1 ± ZIF° -= 2 f-D [10] E = LIFc, = 2K - r [11] [16] Ainsi si l'on considère ces grandeurs E et S, on constate que leurs mesures permettent avantageusement de déterminer respectivement la fréquence Doppler Fo et le retard T. 25 Cependant dans le contexte de la présente invention, on s'intéresse seulement à la détermination de la distance, au travers de T, de sorte que seule la relation [13] est mise à profit. Il est à noter ici que les grandeurs Ei(t), Ri(t), S et E sont homogènes à des fréquences et que E, différence de fréquences, est 30 toujours positif puisqu'il est proportionnel à la distance. [17] L'expression de e(t) dans le domaine amplitude/temps est donnée 4 par la relation suivante : e(t) = Ae-i4nlat [12] où 4n-K-c représente 2-rr fois la fréquence de variation de E [18] En pratique les signaux AFI. et Mo sont échantillonnés avec une 5 fréquence Fédi. Le signal e* = e(n.Téch), obtenu par soustraction des échantillons de LIFI.(n.Téch) et .É1F0(n. Téch), est constitué par une suite d'échantillons e*, et peut faire l'objet d'une décomposition spectrale, par exemple par FFT, le spectre formé étant constitué d'échantillons fréquentiels notés Em* . 10 [19] Par suite la détermination du spectre du signal e*, permet de déterminer la fréquence, Kr, du signal e*et par suite le retard i et donc la distance d que l'on souhaite mesurer. [20] On rappelle, cependant, comme l'illustre la figure 2, le spectre du signal e", signal e(t) échantillonné à la fréquence Féal, se présente comme 15 un spectre élémentaire de largeur égale à Féch, répliqué dans l'espace des fréquences avec une périodicité égale à Féch. [21] Par suite la décomposition spectrale de e* permet de déterminer, de manière non ambigile, le spectre de fréquences (la fréquence centrale) du signal E(F)* pour autant que la bande de fréquences occupée par E(F)* soit 20 inférieure à Féch/2 . Si, la bande de fréquence occupée par E'(F)* est supérieure à cette valeur, on assiste, de manière connue, à un repliement du spectre de Eu.; dans une bande [- Féchn , Féch/2] répliquée de manière périodique autour de fréquences multiples de la fréquence Féal. Dans ce dernier cas la 25 fréquence du signal e* (et donc le retard t) ne peut être déterminée que modulo Féal.. [22] Pour s'affranchir des problèmes d'ambigüité générés par l'échantillonnage du signal e*, une solution connue consiste à augmenter la fréquence d'échantillonnage Féd., de façon à s'assurer que, pour la résolution spectrale considérée, la fréquence ambigüe se situe au-delà de la fréquence maximale du signal e*. Cependant, une telle façon de procéder nécessite d'augmenter le nombre des coefficients de la FFT utilisée pour la décomposition spectrale, 5 et donc de traiter un nombre plus important d'échantillons de signal, faute de quoi on assiste à une dégradation de la résolution en fréquence (et donc de la résolution en distance) de la réponse spectrale obtenue. Or un tel accroissement de la charge de calcul nécessite de disposer de capacités de 5 calcul suffisantes pour réaliser, dans le temps disponible, un calcul de FFT sur un nombre de points suffisants. [23] Par suite, selon la valeur de la fréquence f du signal e*, il est parfois difficile, à moins de disposer des capacités de calcul nécessaires, de réaliser une mesure de distance sur une plage de distance donnée avec une 10 résolution satisfaisante, à partir de la simple décomposition spectrale par FFT du signal e* décrit précédemment. [24] Dans un tel contexte, on est contraint d'utiliser une méthode de détermination alternative, ou de mettre en oeuvre des étapes de traitement complémentaires. 15 [25] La demande de brevet européen déposée par le demandeur et publiée sous la référence EP2605037A1 propose une méthode de mesure alternative à celle décrite précédemment, qui met en oeuvre trois voies émission/réception séparées le signal traité par chaque voie, constitué par la répétition d'un signal de durée TE constitué d'une rampe de fréquence 20 positive de durée TE/2 suivie d'une rampe négative de durée TE/2, étant échantillonné et décomposé spectralement. PR ENENTA LION DE L INVENTION [26] Un but de l'invention est de proposer une solution permettant de tirer avantage de l'utilisation d'un mode de fonctionnement simple, basée sur 25 l'émission de rampes de fréquence, pour mesurer la distance radar-sol par simple analyse spectral par FFT du signal échantillonné e* décrit précédemment, résultant du mélange du signal reçu r(t) et du signal émis e(t), tout en permettant de s'affranchir des inconvénients induits par d'éventuelles ambigüités en distance résultant de l'échantillonnage à Féeh. 30 [27] L'apparition d'ambigüités est induite par le compromis devant être réalisé entre l'utilisation d'une fréquence d'échantillonnage suffisante pour éviter toute ambigüité spectrale, le nombre de mesures sur lequel la FFT doit être effectuée pour obtenir la résolution spectrale souhaitée et la capacité de 6 calcul disponible pour effectuer une FFT sur le nombre de points voulu. A cet effet l'invention a pour objet, un procédé pour déterminer en temps réel la distance, d, au sol d'un aéronef par mesures radar, ladite distance d étant déterminée, pour une plage de distances s'étendant jusqu'à une 5 distance do donnée, avec une résolution constante Rdo donnée. Le procédé selon l'invention met en oeuvre les opérations suivantes : - l'émission d'au moins deux rampes de fréquence successives et la réception des signaux réfléchis par le sol consécutivement à ces émissions ; - la constitution, à partir des signaux réfléchis reçus de deux signaux 10 Eo(t) et He) correspondant chacun au signal réfléchi ro(t) ou rr(t) provenant des émissions successives de deux formes d'ondes eo(t) et ei(t), après démodulation des signaux ro(t) et ri(t) par l'onde correspondante eo(t) ou ei(t) et échantillonnage du signal démodulé à une fréquence donnée Féch; lesdites formes d'ondes eo(t) et ei(t) étant représentées dans un espace 15 «temps-fréquence» par deux rampes de fréquence présentant des pentes de variation respectives Ko et Ki, sur deux bandes de fréquence Bo et B1 dont le rapport B/B0 est un nombre entier donnée, la bande Bo étant déterminée en fonction de la résolution distance Rdo par la relation: Do = chRdoi 20 la pente K1 étant déterminée en fonction de la distance dmax par la relation: C Féch - 2 2Ctdinta' les pentes Ko et Ki étant respectivement données par les relations K0 = BOIT et K1 r. Bi BOIT ITE1 Où TE° et 41 représentent les durées d'émission respectives des formes 25 d'ondes eo(t) et ei(t); - l'application d'ue FFT, sur N échantillons, sur les signaux Eo(t) et Ei(t) et la détermination des composantes spectrales Eo et El correspondant auxdits signaux, Eo correspondant à la composante de plus basse fréquence du spectre de Eo(t); 30 - la détermination, à partir des composantes spectrales Eo et Er, des distances mesurées do et d1 au moyen des formes d'ondes eo(t) et ei(t) 7 correspondant respectivement aux composantes spectrales Eo et El, do et d1 étant donnés par les relations : da c - e° = et 2 aKo - la détermination, à partir de do et d1, de la distance d à mesurer, d 5 étant donnée par la relation : d= M - domax + do Fomax Féch- avec dom = -2 alCD 2 2aKo et M = INT ( ci1 )- INT(2- El - Téch). domax Selon un mode de mise en oeuvre préféré, le procédé selon l'invention, 10 comporte principalement les étapes suivantes: - une première étape durant laquelle on détermine les pentes Ko et KI, et des bandes de fréquence Bo et BI caractérisant les deux signaux eo(t) et e1(t) ainsi que les durées d'émission TE0 et TEl de ces deux signaux; cette première étape étant réalisée en prenant en compte les paramètres suivants: 15 - distance maximale mesurée: dmax, - résolution distance demandée: Edo, -fréquence d'échantillonnage des signaux reçus par le radar: Fecry, -nombre N de points sur lesquels la décomposition spectrale des signaux doit être effectuée; 20 - Une deuxième étape d'émission durant laquelle: - le radar émet au moins deux ondes correspondant un type d'émission choisi, au moins une de ces ondes consistant en une rampe de fréquence de bande Bo et de pente Ko; - le radar reçoit les signaux réfléchis résultant de la réflexion par le sol 25 des ondes émises; - On forme les signaux Eo(t) et Fe) à partir des signaux réfléchis reçus; - une troisième étape durant laquelle on réalise la décomposition spectrale par FFT sur N points des signaux Eo(t) et FI(t) et la détermination 30 des composantes spectrales Eo et El; c E1 2 axi 8 - une quatrième étape durant laquelle on réalise le calcul de la distance d à partir de E0 et El. Par ailleurs selon diverses dispositions pouvant être considérées chacune séparément ou en combinaison; le procédé selon l'invention peut 5 par ailleurs présenter les caractéristiques techniques ci-après. Ainsi, selon une disposition particulière, la quatrième étape comporte: - une première sous-étape de calcul de la distance d1 définie par: = 2 alel où Ci représente la partie entière du spectre de E1(t) 10 - une deuxième sous-étape de calcul du facteur d'échelle M défini par: M = INT (2-1)- Fich - une troisième sous-étape de calcul de la distance dO définie par: d = c HO o 2 «K0 où Ho représente la partie entière de la valeur de la première raie spectrale, 15 Eo, du spectre de EO(t); - une quatrième sous-étape de calcul de la distance d, définie par: d = dOmax Selon une autre disposition particulière, les formes d'ondes émises par le radar au cours de la deuxième étape du procédé consistent en une première 20 rampe de fréquence eo(t) de bande Bo et de pente Ko suivie d'une seconde rampe de fréquence e1(t) de bande Blet de pente K,. Selon une disposition particulière, le signal eo(t) et le signal el(t) ont des durées d'émission respective TE° et TEl distinctes et occupent une même bande de fréquence B, de sorte que leurs pentes respectives Ko et Ki, ont 25 pour expression: B B Ko = - et Ki = . TEo TEi Selon une autre disposition particulière, les signaux Eo(t) et Lift) sont obtenu après démodulation des signaux reçus ro(t) et ri(t) par les signaux émis eo(t) et ei(t), les signaux Eo(t) et eift) étant ensuite échantillonnés au 30 cours de la troisième étape à la fréquence Fein pour obtenir les signaux Ec;(t) et E;(0, dont on réalise l'analyse spectrale par FFT. 9 Selon une autre disposition particulière, les formes d'ondes émises par le radar au cours de la deuxième étape du procédé consistent en une suite récurrente de N rampes de fréquence identiques eo(t-nTE0), décalées dans le temps les unes des autres d'une durée TEO égale au temps d'émission d'une 5 rampe, de bande Bet de durée TEO. Selon une autre disposition particulière, pour chacune des N rampes de fréquence émises, on échantillonne le signal le signal Eo(t) obtenu par démodulation du signal reçus par le signal émis pour obtenir le signal E,;(t) correspondant, puis on construit un signal Er (t) en considérant un 10 échantillon du signal E;(t) formé pour chacune des N rampes émise, le signal E; (t) étant constitué des N échantillons ainsi prélevés. Selon une autre disposition particulière, pour la nième rampe de fréquence eo(t) émise on démodule le signal reçu r0(t) en appliquant un déphasage égal à n - ai sur l'oscillateur locale du récepteur radar. 15 Selon une autre disposition particulière, pour chacun des N signaux Ei)(t) formés, on prélève l'échantillon correspondant l'instant tr, déterminé par l'expression : to = n - To + n LN° 20 dans laquelle n représente le rang, dans la suite de rampe de rampes de fréquence émises, de la rampe de fréquence n correspondant au signal EO`(t) considéré. [28] D'un point de vue fonctionnel, Le procédé réalise ainsi une mesure de la distance clou sol d'un aéronef, avec une résolution distance RO donnée 25 et pour une plage de mesure s'étendant jusqu'à une distance dmax donnée, en procédant à la manière d'un vernier présentant une échelle de mesure principale permettant une mesure di de distance sur la plage de valeurs voulue (de 0 à dinar) avec une résolution donnée Rd/ et une échelle de mesure complémentaire permettant de corriger la mesure de distance 30 précédente au moyen d'une mesure do, valable sur une plage de distances do., inférieure à dmax, obtenue avec la résolution voulue. 10 [29] Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux appréciés grâce à la description qui suit, description qui s'appuie sur les figures annexées qui présentent: 5 la figurel , une représentation simultanée dans un repère temps- fréquence d'un signal d'émission en double rampe de fréquence montante et descendante et du signal reçu par le radar après réflexion sur le sol; la figure 2, une représentation fréquentielle illustrant le phénomène d'ambigüité en fréquence pouvant être induit par l'échantillonnage à une 10 fréquence Féch du signal e(t) résultant d'une forme d'onde telle que celle illustrée par figure 1; La figure 3, un organigramme de principe des différentes étapes du procédé selon l'invention; La figure 4, un organigramme de principe des différentes sous-étapes 15 de la quatrième étape du procédé selon l'invention; la figure 5, Une illustration du principe de fonctionnement du procédé selon l'invention; les figures 6a et 6b, les représentations dans un repère temps-fréquence de deux variantes d'un premier exemple de forme d'onde zo permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention et des formes d'ondes reçues par le radar après réflexion sur le sol; les figures 7 et 8, des représentations dans un repère temps-fréquence d'un second exemple de forme d'onde permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention selon une seconde forme de mise en 25 oeuvre. Il est à noter que, sur les figures annexées, un même élément fonctionnel ou structurel porte, de préférence, un même symbole repère. [30] Comme il a été dit précédemment, le procédé selon l'invention met 30 en oeuvre le principe consistant à émettre un type de forme d'onde simple constitué de rampes de fréquence successives et à déterminer la distance d qui sépare l'aéronef du sol en calculant l'écart de fréquence et le retard existant entre le signal e(t) (une rampe de fréquence) émis par le radar et le signal r(t) réfléchi par le sol et reçu par ce même radar. 11 Pour ce faire le procédé selon l'invention mets en oeuvre un traitement comportant les opérations décrites ci-après, en considérant le signal E(t) obtenu comme indiqué précédemment: r(0 i 2 17(-Kr+fp)t E(t) = e(0= e - - 5 dont la représentation dans un espace temps-fréquence est défini par la relation suivante AF = -K. FD [31] Selon l'invention, le signal AF est échantillonné à la fréquence Féch de sorte que le signal e* = e(n.Téch) obtenu après échantillonnage est 10 constitué de M échantillons. [32] Le signal e* fait ensuite l'objet d'une décomposition spectrale, par FFT sur N points de manière préférentielle, le spectre r(F) ainsi formé étant constitué de N échantillons fréquentiels. Il est à noter que l'on considère le signal ainsi formé comme étant 15 essentiellement fonction du retard -c, la fréquence fi, étant considérée comme généralement négligeable pour autant que l'on choisisse en ce sens la pente de variation Kde la rampe de fréquence émise. [33] Les opérations décrites précédemment sont exécutées en considérant successivement deux valeurs de pente de variation Ko et Ki de 20 sorte que l'on obtient, après exécution, deux spectres E'''(F) et EUE). Ces deux spectres sont ensuite exploités conjointement. [34] Selon l'invention, les pentes Ko et Ki des signaux considérés, sont déterminées en prenant en compte les exigences de mesure constituées par la valeur de distance maximale dmax, ainsi que la résolution en distance Rdo 25 souhaitée pour la mesure de distance effectuée. La pente Ko est déterminée de façon à obtenir un signal Mt) dont la bande passante permet d'obtenir la résolution distance souhaitée, tandis que la pente Ki est déterminée de façon à mesurer des valeurs de distance d s'étendant jusqu'à une valeur dmax. Par suite la pente Ki est de valeur plus faible que la pente Ko. 30 Ces deux pentes sont par ailleurs déterminées par différents paramètres fonctionnels, liés au fonctionnement matériel du dispositif qui réalise le calcul de la distance d: 12 - la période Todi de l'horloge d'échantillonnage des signaux qui détermine, de manière connue, la fréquence maximale du spectre du signal échantillonnable sans repliement: Fma, = 112 'Téch; - le nombre de points N sur lequel est calculée la décomposition 5 spectrale par FFT. Ce nombre de points détermine la résolution en fréquence no du spectre du signal Eo(t) ou E1(t) considéré. [35] Comme l'illustre le synoptique de la figure 3, le procédé selon l'invention comporte principalement quatre étapes. [36] Au cours d'une première étape 31, le procédé selon l'invention 10 exploite les paramètres cités précédemment pour déterminer, les valeurs des pentes Ko et Ki et les bandes Bo et Bi correspondant aux variations de fréquence des signaux E0(t) et E1(t) présentant les caractéristiques souhaitées. [37] Pour ce faire il exécute en particulier les opérations suivantes: 15 1) Calcul de la bande Bo du signal E0(t). De manière connue, Bo est déterminé en fonction de la résolution distance souhaitée par la relation: Bo "r- 2-Roa 2) Calcul de la durée TE0 du signal E0(0. Tm est donné par: 20 TE0 = N - Téch 3) Calcul de la pente Ko: , Bo K0 = Ho 4) Calcul de la distance maximal mesurable sans ambiguïté domax et du retard rom'.correspondant. 25 Tomax et domo, sont respectivement donné par les relations suivantes: [13] [14] [15] Enna avec Fmax = , [16] T°Inax 2K0 c - éch c'Pêch dOmax 4K0 et [17] 5) Calcul de la pente Kr. 13 La pente Ki est déterminée en tenant compte de la distance maximale à mesurer dm' et la fréquence maximale du signal E(t), compte tenu de la fréquence d'échantillonnage F&h. Elle a pour expression: K F éclx C"F éch [18] 1 4-rmo.x 8-dmax 5 [38] il est à noter que Kr étant déterminé, on détermine préférentiellement la forme du signal Ei(t) en jouant sur la bande B1. [39] Puis au cours d'une deuxième étape 32 du procédé selon l'invention, le radar procède à l'émission de formes d'ondes permettant d'obtenir les signaux Eo(t) et E1(t) et procède à la réception des signaux réfléchis 10 correspondant pour former ces signaux E0(t) et E1(t). [40] Comme cela est décrit plus loin dans la présente description, les formes d'ondes émises peuvent être de différents types choisis par ailleurs. Elles ont cependant pour caractéristique commune de permettre à partir des signaux réfléchis reçus par le radar de former les signaux Mt) et E1(t). Le 15 type de forme d'onde à implémenter constitue à ce titre un paramètre de fonctionnement pris en compte au cours de cette deuxième étape. [41] Les valeurs de Ka, K1, Bo et Bi étant ainsi déterminées à l'étape 31, il est avantageusement possible de déterminer, selon le type de rampes de fréquence envisagé, les caractéristiques des rampes de fréquences à 20 émettre pour obtenir les signaux Eo(t) et Ez(t). [42] La troisième étape 33 du procédé selon l'invention implémente le traitement en fréquence des signaux Eo(t) et Ei(t) de façon à déterminer les composantes des spectres des signaux Eo(t) et E1(t) échantillonnés à la fréquence Féch. 25 [43] Il est à noter ici que, du fait des valeurs des paramètres de fonctionnement pris en compte par le procédé selon l'invention, pour une distance maximale instrumentée cime, donnée, le spectre de E1(t) est constitué d'une seule raie Hi, tandis que le spectre de Eo(t) est constitué par un peigne de raies de période F&h, dont la raie Fo de fréquence la plus basse 30 est comprise entre 0 et Fr. [44] La quatrième étape 34 du procédé selon l'invention consiste, quant à elle, en la détermination à partir des spectres des signaux E3(t) et E1(t) 14 échantillonnés, à déterminer une mesure de la distance d. [45] Pour ce faire, comme illustré par la figure 4, l'étape 34 du procédé selon l'invention met elle-méme en oeuvre différentes sous-étapes. [46] L'étape 34 comporte ainsi une première sous-étape 341 durant 5 laquelle on utilise le signal E1(t) pour calculer la distance d1 qui correspond à la distance d mesurée à partir du signal E1(t). La distance di est donnée par la relation suivante: Gi r- aKi. [19] G1 représente la partie entière du spectre de E1(t), défini en fonction du 10 retard r par la relation: E1= a - Ki r [20] La résolution distance de E1 étant égale à rai = 2/31, G1, représente ici la valeur de la composante fréquentielle de E1, qui peut s'écrire, en fonction de la résolution fréquentielle rFo : 15 = INT (--)- r FO [21] neo [47] Il est à noter que la distance d1 donne avantageusement une mesure de la distance d valable sur toute la plage de distance s'étendant jusqu'à la valeur dmax. Cependant cette mesure de distance est obtenue avec une résolution rai plus faible que la résolution distance rao recherchée. 20 [48] L'étape 34 comporte également une deuxième sous-étape 342, durant laquelle le procédé selon l'invention calcule le facteur M défini par la relation: M = INT( FmaX )= INT (MO= INT( 2 - El Téch) = INT K°) [22] Féch do','x où IN7'représente la fonction "partie entière" 25 [49] L'étape 34 comporte encore une troisième sous-étape 343, durant laquelle le procédé selon l'invention détermine, à partir du signal Eo(t), la distance do donnée par la relation suivante: wo = [23] 2 COE0' Ho représente la partie entière de la valeur de la première raie spectrale, Eo, 30 du spectre de EO(t), défini en fonction du retard r par la relation: = a-Ko-T de sorte que l'on peut écrire: I/0 = INT (-E0) - r FO rFo [50] L'étape 34 comporte enfin une quatrième sous-étape 344, durant 5 laquelle le procédé selon l'invention calcule la valeur de la distance d mesurée, d étant donné par la relation: d = M - dom + do [26] [51] Comme cela a été mentionné précédemment, les formes d'ondes émises durant l'étape 32 peuvent être de différents types choisis par ailleurs. 10 Elles ont cependant pour caractéristique commune de permettre de former des signaux E0(t) et E1(t) définis par leurs bandes respectives Bo et B1 et leurs pentes de variation en fréquence respectives Ko et Ki Le type de forme d'onde à implémenter constitue à ce titre un paramètre de fonctionnement pris en compte au cours de cette deuxième étape. 15 [24] [25] 15 [52] Il est à noter que les paramètres fonctionnels principaux, qui déterminent les bandes Bo et B1 ainsi que les pentes Ko et Kr sont: - des paramètres fonctionnels: - la résolution distance : Rdo; - la distance maximum à mesurer : dl max; 20 - des paramètres liés à la structure matérielle destinée à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention: - la période d'échantillonnage des signaux, Tech, qui fixe la fréquence maximale des signaux échantillonnés: Fin' = 1 2.Téch' - le nombre N de points sur lesquels la FFT est appliquée aux signaux 25 E0(t) et E1(t). Ce nombre N détermine la résolution fréquentielle Rro du spectre formé après FFT. [53] L'illustration de la figure 5, permet de représenter d'un point de vue formel le principe de fonctionnement du procédé selon l'invention, qui peut être considérée comme une analyse du spectre du signal E1(t) décrit 30 précédemment en considérant deux références de fréquence (i.e. deux références de distance) distinctes 51 et 52, superposées, multiples l'une de l'autre, ces deux références étant liées aux valeurs respectives des bandes 16 passantes Bo et Bi et des pentes Ko et Ki respectives des formes d'ondes émises . La référence 51 avec le pas le plus grand, un pas P1 (P1 = R di = 2.1C1TE ), permet de mesurer, avec une résolution en fréquence 5 correspondant à la résolution en distance Ru:, toutefois insuffisante, la fréquence E du spectre du signal échantillonné E(t)* qui correspond effectivement à la fréquence du signal réel E(t) et donc à la distance d vraie; la fréquence E mesurée étant située dans un intervalle de fréquences donné de largeur égale au pas P1. 10 L'échelle 52 avec le pas le plus faible, un pas P2, permet de localiser la fréquence E dans un intervalle de fréquence restreint, correspondant à la résolution en distance Rio voulue, à l'intérieur de l'intervalle de fréquence de largeur P1 incluant la fréquence E. Sur l'illustration de la figure 5 on a fait figurer directement les échelles de 15 distance correspondant aux échelles de fréquence. [54] Dans la suite du document on propose à titre d'exemple deux exemples de formes d'ondes pouvant être utilisées pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. [55] Il est à noter que le choix des formes d'ondes à émettre, choix 20 réalisé en tenant compte des paramètres fonctionnels mentionnés précédemment, affecte uniquement l'exécution de la deuxième étape 32 du procédé selon l'invention. Par suite les éléments de description relatifs aux exemples de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, portent principalement sur la deuxième étape 32 du procédé selon l'invention. 25 [56] Selon la première forme de mise en oeuvre présentée ici, illustré par la figure 6a, les formes d'ondes émises sont constituées par deux rampes de fréquence distinctes 61 et 62, présentant des pentes de variation respectivement égales à Ko et Ki, la pente Ko étant supérieure à la pente Ki. La première rampe 31 est une rampe de durées TEo, dont la bande passante 30 prend une valeur Bo tandis que la seconde rampe 62 est une rampe de durées Tel, égale à TE0, dont la bande passante prend une valeur Bi. On peut donc écrire: 17 Ko = B0 et K - - TEo TEo [57] Dans ce premier exemple de mise en oeuvre les deux rampes de fréquence 61 et 62 sont émises successivement par le radar au cours de l'étape 62, de sorte que les signaux Eo(t) et E1(t) sont respectivement 5 formés directement en réalisant la démodulation par la rampe de fréquence 61, du signal réfléchi 63 reçu par le radar après émission de cette première rampe de fréquence et la démodulation par la rampe de fréquence 62, du signal réfléchi 64 reçu par le radar après émission de cette seconde rampe de fréquence, puis en filtrant le signal produit pour ne conserver que le signal 10 E(t) = 1 = ei.2./7(-ETAID)t. On obtient ainsi les signaux: E,0(0 ro(t) ei.2.1-1(-Kort, D)t ea(0 et E1(t) = T1(t)= ei(t) [58] Les signaux Mt) et E1(t) étant ainsi obtenu à partir des deux 15 rampes 61 et 62, le procédé selon l'invention se déroule de la façon décrite précédemment. [59] Dans la forme de mise en oeuvre décrite précédemment, on considère que les deux rampes de fréquence 61 et 62 émises ont une même durée TEo, de sorte que les pentes Ko et Ki sont obtenues en jouant sur les 20 bandes passantes respectives Bo et Bides deux rampes. On traite ainsi des signaux présentant deux résolutions distances distinctes Rdo et Rd1 dont Rdo représente la résolution distance recherchée pour le calcul de la distance d [60] Cependant il est à noter que, dans une autre forme de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, illustré par la figure 6b, il est possible de 25 considérer deux rampes de fréquence 61 et 62 émises avec des durées TEo et TEi distinctes, sur une même bande B (Bo = B, = B), de sorte que les pentes Ko et K1 sont déterminée en jouant sur les valeurs respectives de TEo et TE/. [61] Dans ce cas, le traitement est réalisé en appliquant une FFT sur No 30 points au signal E,;(t) et sur N1 points au signal Ell`(t) ce qui permet d'ajuster TEo = No. Tech et TE1 = N1. Téch de façon à ce que TEl soit multiple de TEo. On traite ainsi des signaux en considérant deux résolutions fréquentielles [27] [28] 18 distinctes Rfo = 77-01 et Rf1 = TE1 Il est à noter ici que le pas P1 est alors défini par la résolution fréquentielle Riel car la résolution distance est constante puisque qu'il y a émission d'une bande de fréquence identique B (rD = ). 5 Cette forme de mise en oeuvre, semblable dans son principe à la forme décrite précédemment permet d'obtenir plus rapidement la valeur de la distance dans la résolution la moins fine. [62] On peut également, de manière généralisée, dans une forme de mise en oeuvre analogue au formes précédente, envisager de procéder à 10 l'émission de deux rampes de fréquence 61 et 62 présentant des durées Tm et TRI distinctes et des bandes Bo et Bi distincte également. On peut ainsi ajuster les valeurs des pentes Ko et Kl en jouant indistinctement sur les valeurs respectives de TEoet TES et/ou sur les valeurs respectives de Bo et Bi. [63] Les figures 7 et 8 illustrent le principe de fonctionnement d'une 15 seconde forme de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. [64] Cette forme de mise en oeuvre consiste à émettre de manière récurrente, avec une période To, une série de N rampes de fréquences élémentaires identiques 71 de pente Ko et de durée TEO, l'ensemble des rampes émises constituant un signal de durée N. THo. 20 [65] Elle consiste ensuite à effectuer une double analyse spectrale par FFT sur N points : - une première analyse spectrale sur N points est réalisée sur le signal E(*)(t) obtenu après échantillonnage de Eo(t) déterminé à partir du signal reçu ro(t), 73, après émission d'une une rampe élémentaire eo(t), 71, de durée 25 TEe; - une seconde analyse spectrale est réalisée sur un signal Bi.' (t) constitué de N échantillons, chaque échantillon Ei(to)correspondant, pour un instant donné tn, à la valeur du signal Eo(t) déterminé à partir du signal ro(t) reçu pour la rampe de fréquence élémentaire, 71, émise à la nième 30 récurrence. La seconde analyse spectrale est ainsi réalisée sur un signal El" (t) déterminé à partir d'un signal re), de durée N TE0, constitué des N échantillons 81 retenus. [66] Selon l'invention, les N instants tn sont choisis de façon à ce que 19 pour la récurrence n, n variant de 0 (première récurrence) à N-1 (Nième récurrence), l'instant tn ait pour expression : = n - 71E0 n -NTE0 [29] Par suite, les N points 81 constituant les échantillons du signal n(t), 5 ayant chacun pour abscisse un instant tn dans une représentation temps-fréquence, correspondent à N point alignés sur une droite de pente Ki inférieur à la pente Ko caractérisant les rampes élémentaires 71, Ki ayant pour expression : - = le° [30] 10 [67] De la sorte on synthétise de manière virtuelle un signal d'émission 73 de durée N 71E0 ayant la forme d'une rampe de fréquence ei(t) de pente [68] Avantageusement le signal de réception correspondant, n(t), 75, est alors défini par N échantillons 81 des signaux ro(t), 72, correspondant à la 15 valeur du signal reçu à chaque instant tn consécutivement à l'émission de la rampe de fréquence 71 de pente Ko de la n'ème récurrence. [69] Cette seconde forme de mise en oeuvre permet ainsi, en émettant un seul type de rampes de fréquence de pente Ko, de disposer comme dans le cas de la forme de mise en oeuvre précédente, de deux signaux E0 et E1 20 permettant de calculer, en mettant en oeuvre le traitement par double analyse spectrale de EU° et Ei"(t) implémenté par le procédé selon l'invention. Cependant, la formation du signal E1(t) réalisée au cours de l'étape 32 apparait différente. [70] Ainsi, pour former le signal Eifr(t), on réalise un cumul d'échantillons 25 sur N récurrences correspondant aux N rampes élémentaires 71 émises. [71] Il est cependant à noter que le cumul des échantillons sur N récurrences doit se faire avec une compensation de retard proportionnelle au rang de la récurrence. En effet si l'on considère le signal eo(t,n) du signal correspondant à une 30 rampe élémentaire 71 de rang n (n variant de 0 à N-1) on constate que cette rampe élémentaire définie pour t E [0 + Tmar ; TE1.] eo(t,n) ei.2.1r.K0.(t-n.TE0--rmax).t [31] 20 Par suite, pour effectuer le cumul des échantillons des signaux E0(t) sur N récurrences, Il est nécessaire de créer une réplique de l'onde émise er(t,n) et de rajouter, à chaque récurrence, une phase égale n1 pour l'appliquer sur l'OL (Oscillateur Locale) de réception du récepteur radar, de 5 façon à pouvoir former un signal de mesure dont la période est > T - EO - Ainsi, après déphasage de l'OL, on obtient er(t,n) et ro(t,n) donnés par les relations suivantes: e,-(t,n) = e n.TEo -Tmax).t +71..V [32] ro (t, n) ei.2.r..K0.(t- n.TE0-r,nax-r).t [33] 10 Le signal E; (t) est ainsi défini, pour t e [O + zn,,TE1], par l'expression suivante: E7(0 , er(t,n) i 2.11(Krt+Z) ro(t,n) e [34] [72] Il est à noter ici, que de manière avantageuse les échantillons des signaux Ec*,(t) cumulés sur les N récurrences sont prélevés en des instants 15 particuliers spécifiques pour chacune des récurrences. Ainsi, pour la nième récurrence on prélève l'échantillon correspondant à l'instant tn défini par la relation: tn = n - Tao (1-1N-1). On peut constater aisément que, si les échantillons des signaux EO.(t) cumulés sur les N récurrences sont prélevés en des instants identiques 20 6, = N. TE0 pour chaque récurrence, le signal El(t) est alors défini, pour t E [0 + ;mn, TEi], par l'expression suivante: er(tn,n) oi.2.11.n(K.r.TE0.-* Eie [35] = re(tn,n) -F Par suite, dans le cas où la période TE0 N -N1 est inférieure à 1 - , on peut K.r écrire 25 Ei (0 = er(t',n) = e 12 n.n(y+ ro (tn,n) avec y= K - T - TE0 - Ei (t) apparait donc comme un signal de fréquence F = y + et l'on peut écrire, pour -Ki, REVENDICATIONS1. Procédé pour déterminer en temps réel la distance, d, au sol d'un aéronef par mesures radar, ladite distance d étant déterminée, pour une plage de distances s'étendant jusqu'à une distance dm' donnée, avec une résolution constante Rdo donnée ; caractérisé en ce qu'il met en oeuvre les opérations suivantes : - l'émission d'au moins deux rampes de fréquence successives et la réception des signaux réfléchis par le sol consécutivement à ces émissions ; - la constitution, à partir des signaux réfléchis reçus de deux signaux Eo(t) et hie) correspondant chacun au signal réfléchi ro(t) ou ri(t) provenant des émissions successives de deux formes d'ondes eo(t) et ei(t), après démodulation des signaux ro(t) et ri(t) par l'onde correspondante eo(t) ou el(t) et échantillonnage du signal démodulé à une fréquence donnée Fall; lesdites formes d'ondes eo(t) et er(t) étant représentées dans un espace «temps-fréquence» par deux rampes de fréquence présentant des pentes de variation respectives Ko et K,, sur deux bandes de fréquence Bo et B, dont le rapport BiBo est un nombre entier donnée, la bande Bo étant déterminée en fonction de la résolution distance Rdo par la relation: Bo = Ch Rdo' la pente K1 étant déterminée en fonction de la distance Climax par la relation: K _ Féch 1 2 2a-dunai les pentes Ko et K, étant respectivement données par les relations K0 = B°/TE° et K1 = B11 TE1 Où TE0 et T51 représentent les durées d'émission respectives des formes d'ondes e0(t) et e1(t); - l'application d'une FFT, sur N échantillons, sur les signaux Eo(t) et Fe) et détermination des composantes spectrales Et) et Er 23 correspondant auxdits signaux, Ho correspondant à la composante de plus basse fréquence du spectre de E0(.0 ; - la détermination, à partir des composantes spectrales Ho et El, des distances mesurées do et di au moyen des formes d'ondes eo(t) et ei(t) 5 correspondant respectivement aux composantes spectrales Eo et Er, do et d/ étant donnés par les relations : do = C E1 C - et dl= 2 aK0 2 al,C1 - la détermination, à partir de do et dl, de la distance d à mesurer, d étant donnée par la relation : 10 d = M ' dom= + do avec domax C . Fomax C Kéch 2 aKo 2 2aK0 INT(2 - E domax M = INT (c) - - Téch)- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte les 15 étapes suivantes: - une première étape (31) durant laquelle on détermine les pentes Ko et Ki, et des bandes de fréquence Bo et Bi caractérisant les deux signaux eo(t) et ce) ainsi que les durées d'émission TE0 et TEl de ces deux signaux; cette première étape étant réalisée en prenant en compte les 20 paramètres (35) suivants: - distance maximale mesurée: dmaxt - résolution distance demandée: Rio, -fréquence d'échantillonnage des signaux reçus par le radar: Fein, -nombre N de points sur lesquels la décomposition spectrale des 25 signaux doit être effectuée; - Une deuxième étape (32) d'émission durant laquelle: - le radar émet au moins deux ondes correspondant un type d'émission choisi (36), au moins une de ces ondes consistant en une rampe de fréquence de bande Bo et de pente Ko; - le radar reçoit les signaux réfléchis résultant de la réflexion par le sol des ondes émises; 24 - On forme les signaux Eo(t) et Er(t) à partir des signaux réfléchis reçus; - une troisième étape (33) durant laquelle on réalise la décomposition spectrale par FFT sur N points des signaux Eo(t) et E/(t) et la 5 détermination des composantes spectrales Eo et Ei; - une quatrième étape (34) durant laquelle on réalise le calcul de la distance dà partir de E0 et E1. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la quatrième 10 étape 34 comporte: - une première sous-étape (341) de calcul de la distance d1 définie Gi par: dl = 2 trKi - - où G1 représente la partie entière du spectre de E1(t) - une deuxième sous-étape (342) de calcul du facteur d'échelle M défini par: M = /NT (2S). Féch 15 - une troisième sous-étape (343) de calcul de la distance do définie par: c/0 = 2 alto -sil où Ho représente la partie entière de la valeur de la première raie spectrale, Eo, du spectre de E0(0; - une quatrième sous-étape (344) de calcul de la distance d, définie par: d = M' domax 20 4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les formes d'ondes émises par le radar au cours de la deuxième étape (32) du procédé consistent en une première rampe de fréquence 6.4) (61) de bande Bo et de pente Ko suivie d'une seconde rampe de 25 fréquence e1(t) (62) de bande Bi et de pente K1. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le signal eo(t) et le signal e1(t) ont des durées d'émission respective TEO et TE1 distinctes et occupent une même bande de fréquence B, de sorte que 30 leurs pentes respectives Ko et Ki, ont pour expression: B B Ko = - et = . TE() TE1. 25 6. Procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les signaux Eo(t) et Ei(t) sont obtenus après démodulation des signaux reçus ro(t) et ri(t) par les signaux émis eo(t) (61) et ei(t) (62), les signaux Eo(t) et He) étant ensuite échantillonnés au cours de la 5 troisième étape (33) à la fréquence Féch pour obtenir les signaux 4(0 et Ei(t), dont on réalise l'analyse spectrale par FFT. 7. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les formes d'ondes émises par le radar au cours de la deuxième étape 10 (32) du procédé consistent en une suite récurrente de N rampes de fréquence identiques eo(t-nTE0) (71), décalées dans le temps les unes des autres d'une durée TEO égale au temps d'émission d'une rampe, de bande B et de durée TEO. 15 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que pour chacune des N rampes de fréquence émises (71), on échantillonne le signal le signal Eo(t) obtenu par démodulation du signal reçus par le signal émis pour obtenir le signal E(;(t) correspondant, puis on construit un signal El (t) en considérant un échantillon du signal E,;(t) formé pour 20 chacune des N rampes émise, le signal Ei(t) étant constitué des N échantillons ainsi prélevés. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que pour la nième rampe de fréquence eo(t) émise on démodule le signal reçu ro(t) 25 en appliquant un déphasage égal à n-32-reif sur l'oscillateur locale du récepteur radar. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que, pour chacun des N signaux Et;(t) formés, on prélève l'échantillon 30 correspondant l'instant t' déterminé par l'expression : tn = n - TEO n - dans laquelle n représente le rang, dans la suite de rampe de rampes de fréquence émises, de la rampe de fréquence n correspondant au signal Ei,(t) considéré.35