Brevet FR3081229A1 — publié le 20191122

Poursuite écartométrique à corrélation par ré-génération du signal DOMAINE TECHNIQUE GENERAL L'invention concerne un procédé et un dispositif d'estimation de dépointage ainsi que qu'un procédé et un dispositif de poursuite écartométrique mettant en oeuvre l'estimation du dépointage. L'invention concerne notamment les unités, systèmes et procédés associés permettant de garantir le pointage d'une antenne par estimation du dépointage d'un faisceau de ladite antenne par rapport à la direction d'arrivée du signal radio-fréquence à recevoir. La poursuite écartométrique utilise des signaux radio-fréquences dont les caractéristiques sont liées au dépointage de l'antenne. ETAT DE L'ART Classiquement le dépointage d'une antenne, noté be, est estimé au moyen des niveaux relatifs des signaux reçus sur les voies E et A (rapport des amplitudes) du récepteur. Un tel dépointage est utilisé dans un récepteur de poursuite écartométrique. On connait plusieurs types de récepteur de poursuite écartométrique. II existe les récepteurs de poursuite entièrement non-cohérents. Ce type de récepteur analyse la puissance reçue dans une bande B autour de la fréquence centrale du signal reçu (bande B correspond aux caractéristiques du signal reçu) à la fois sur la voie E et sur la voie A en réception. Des différents niveaux de puissance estimés, on en déduit le dépointage de l'antenne. Ce type de récepteur fonctionne bien pour un rapport signal à bruit de la voie E élevé permettant la détection d'un signal faible sur la voie A. Un tel récepteur n'a pas besoin de réglage. 2 Il existe les récepteurs de poursuite à détection cohérente du signal d'erreur. Ce type de récepteur peut fonctionner en mode acquisition du signal cohérente ou non cohérente. 5 En mode non cohérent : le signal de la voie E est détecté et poursuivi en fréquence (CAF - Contrôle Automatique en Fréquence) de façon non cohérente par analyse de la puissance reçue dans une bande B autour de la fréquence centrale du signal reçu (bande B correspond aux caractéristiques du signal reçu), et ce même signal E normalisé par CAG 10 (Contrôle Automatique de Gain) est utilisée pour détecter le signal de la voie A au moyen d'un produit en phase des deux signaux E et A après que l'amplitude de ce dernier a subi la même normalisation que la voie ; le fait de procéder à un produit en phase des deux signaux E et A suppose qu'on a au préalable effectué un réglage du déphasage entre 15 les voies de ces deux signaux. Ce type de récepteur nécessite un rapport signal à bruit supérieur à 3 dB (et donc un rapport d'énergie symbole à densité de bruit, Es/No >3dB) pour différentes raisons : bon fonctionnement de la détection cohérente, bon fonctionnement de la CAG (qui régule et normalise le niveau en fonction de du signal reçu, 20 c'est-à-dire la somme Signal + Bruit et non uniquement le signal utile), bon fonctionnement de la poursuite en fréquence et rejet des accrochages des boucles CAG et CAF sur du bruit. En mode cohérent : une PLL (Boucle à Verrouillage de Phase) est utilisée 25 pour poursuivre le résidu de porteuse du signal de la voie E (s'il en existe un) en phase/fréquence dans une bande de boucle étroite, et utiliser la référence ainsi constituée pour détecter par produit en phase le résidu de porteuse du signal de la voie A après normalisation par la CAG cohérente des signaux des deux voies. Le seuil de fonctionnement 30 est classiquement de 10 dB de rapport signal à bruit dans la PLL, sachant que la bande de boucle est de l'ordre de 1 kHz. 3 Dans les deux cas (acquisition du signal cohérente ou non cohérente), le récepteur nécessite un réglage de phase en fonction de la fréquence de réception pour garantir une mise en phase correcte des signaux ; de plus ce réglage est à reprendre en cas de remplacement d'un 5 équipement de la chaine de réception. Ce réglage est encore plus critique lorsque les voies AAz et AEl (voie différence pour l'axe azimutal et pour l'axe d'élévation respectivement) sont multiplexées en quadrature : dans ce dernier cas, une erreur de réglage de phase se traduit non seulement par une variation de la pente d'écartométrie mais 10 aussi par l'apparition d'une diaphonie entre les deux voies d'écartométrie élévation et azimut. Afin de s'affranchir des réglages ci-dessus mentionnés, on connait des récepteurs de poursuite par corrélation. Un type de ce récepteur est 15 décrit dans le document W02006018571 qui fonctionnent uniquement pour les signaux à spectre étalé. Dans ce document, une corrélation entre le signal reçu sur la voie voies E et une réplique du code d'étalement du signal est effectuée ; on procède de la même façon pour la voie A et, du rapport des valeurs complexes des pics de corrélation, 20 on déduit le dépointage de l'antenne. Comme mentionné ce type de récepteur ne nécessite aucun réglage. Toutefois, il est nécessaire de faire une recherche en fréquence assez fine pour que les corrélations présentent des résultats significatifs 25 permettant la poursuite écartométrique. En outre, ce type de récepteur ne fonctionne pas pour tous types de signaux. PRESENTATION DE L'INVENTION 30 Un but de l'invention est d'estimer le dépointage d'une antenne au moyen d'un récepteur de poursuite écartométrique par corrélation qui fonctionne avec tous types de signaux. 4 Un autre but de l'invention est de simplifier les réglages utiles aux corrélations de ce type de récepteur. Pour atteindre ces buts, l'invention propose un procédé d'estimation de 5 dépointage (be) à partir d'un signal radiofréquence modulé de voie somme (E) et d'un signal radiofréquence modulé de voie différence (A), dits signaux primaires, le procédé comprenant les étapes suivantes : - (El) réception des signaux primaires (E, A) modulés sur une fréquence centrale (f0), 10 - (E2) génération d'un signal de réplique à partir du signal de voie somme (E) reçu, - (E3) calcul d'au moins un produit d'intercorrélation, pour chaque signal primaire, à partir dudit signal primaire (E, A) et du signal de réplique (Es), 15 - (E4) estimation du dépointage (be) au moyen des produits d'intercorrélation calculés précédemment obtenus pour les voies somme (E) et différence (A). Le produit d'intercorrélation est effectuée sur une fenêtre temporelle T. 20 Dans un premier mode de réalisation, lequel l'étape (E2) de génération du signal de réplique comprend des étapes de : - (E21) démodulation du signal de voie somme (E) ; - (E22) estimation de la fréquence centrale (f0) à partir du signal 25 démodulé ; - (E23) décodage du signal démodulé pour en extraire des données d'informations ; - (E24) recodage desdites données d'information. 30 Complémentairement, dans ce premier mode de réalisation, l'étape (E2) comprend, après les étapes (E21) à (E24), une étape de remodulation (E25) sur la fréquence centrale (f0) pour obtenir ledit signal de réplique, 5 l'étape (E3) étant mise en oeuvre pour les signaux primaires et le signal de réplique. Dans un deuxième mode de réalisation, l'étape (E2) comprend, après les 5 étapes (E21) à (E24), une étape de génération d'un signal complexe en bande de base pour obtenir ledit signal de réplique le procédé comprenant en outre une étape (E3') de descente en fréquence des signaux primaires sur la fréquence centrale (f0) estimée, l'étape (E3) étant mise en oeuvre pour lesdits signaux primaires descendus en 10 fréquence et ledit signal de réplique. Le procédé, pour les deux modes de réalisation, peut comprendre une étape (Es) de stockage des signaux primaires pour les retarder avant la mise en oeuvre de l'étape (E3). 15 Dans une variante particulière, les signaux primaires sont numériques, et l'étape de stockage est préférablement une bufferisation. L'étape de stockage (Es) est configurée pour retarder les signaux primaires d'un temps correspondant à la mise en oeuvre de l'étape (E2). 20 L'étape de stockage (Es) peut être de l'ordre de la dizaine à plusieurs centaines de millisecondes. Le procédé peut en outre comprendre une étape (EN) de numérisation des signaux primaires. Cette étape se fait après l'étape de réception El, 25 avant les traitements subséquents, et donc en particulier avant l'étape E2 et l'étape de stockage Es. Pour calculer le dépointage, l'étape (E4) peut comprendre les étapes suivantes : 30 - calcul des valeurs des pics CE, CA pour la voie somme et pour la voie différence, - calcul du dépointage be par la formule : 6 CA CA 80 = la 1 signe(Re (-CE)) où signe() est la fonction qui attribue 1 ou -1 en fonction du signe positif ou négatif et Re() désigne la fonction partie réelle. 5 L'invention propose aussi un procédé de poursuite écartométrique d'une antenne, mis en oeuvre postérieurement à un procédé d'estimation de dépointage tel que décrit précédemment, et comprenant une étape (E5) de génération d'une consigne de déplacement (050) de l'antenne sur les base du dépointage estimé (be), préférablement sur un axe azimutal et 10 un sur un axe d'élévation. L'invention propose aussi une unité de poursuite écartométrique, comprenant un processeur, une mémoire tampon, un module de génération de consigne de déplacement, l'unité étant configurée pour 15 mettre en oeuvre un procédé de dépointage ou un procédé de poursuite écartométrique tel que décrit précédemment L'invention propose aussi un système de poursuite écartométrique comprenant un système télémétrique comprenant une antenne 20 configurée pour réceptionner des signaux radiofréquences et une source d'antenne pour générer un signal de voie somme (I) et un signal de voie différence (3.), ledit bloc comprenant en outre une unité de poursuite écartométrique tel que décrite précédemment, dans lequel la direction de l'antenne (A) est pilotable par les consignes de déplacement 25 générée par l'unité. Les avantages de l'invention sont doubles pour un récepteur d'écartométrie fonctionnant sur ces principes : - il peut fonctionner avec un rapport signal à bruit plus faible qu'a 30 l'heure actuelle pour des signaux sans résidu de porteuse : 7 o La démodulation de phase permet l'acquisition du signal à des Es/No faibles ( REVENDICATIONS1. Procédé d'estimation de dépointage (be) à partir d'un signal radiofréquence modulé de voie somme (E) et d'un signal radiofréquence modulé de voie différence (A), dits signaux primaires, le procédé comprenant les étapes suivantes : - (El) réception des signaux primaires (E, A) modulés sur une fréquence centrale (f0), - (E2) génération d'un signal de réplique à partir du signal de voie 10 somme (E) reçu, - (E3) calcul d'au moins un produit d'intercorrélation, pour chaque signal primaire, à partir dudit signal primaire (E, A) et du signal de réplique (Es), - (E4) estimation du dépointage (be) au moyen des produits 15 d'intercorrélation calculés précédemment obtenus pour les voies somme (E) et différence (A). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape (E2) de génération du signal de réplique comprend des étapes de : 20 - (E21) démodulation du signal de voie somme (E) ; - (E22) estimation de la fréquence centrale (f0) à partir du signal démodulé ; - (E23) décodage du signal démodulé pour en extraire des données d'informations ; 25 - (E24) recodage desdites données d'information. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'étape (E2) comprend, après les étapes (E21) à (E24), une étape de remodulation (E25) sur la fréquence centrale (f0) pour obtenir ledit signal de réplique, l'étape (E3) 30 étant mise en oeuvre pour les signaux primaires et le signal de réplique. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'étape (E2) comprend, après les étapes (E21) à (E24), une étape de génération d'un 17 signal complexe en bande de base pour obtenir ledit signal de réplique le procédé comprenant en outre une étape (E3') de descente en fréquence des signaux primaires sur la fréquence centrale (f0) estimée, l'étape (E3) étant mise en oeuvre pour lesdits signaux primaires 5 descendus en fréquence et ledit signal de réplique. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape (Es) de stockage des signaux primaires pour les retarder avant la mise en oeuvre de l'étape (E3). 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel les signaux primaires sont numériques, et l'étape de stockage est préférablement une bufferisation. 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, dans lequel l'étape de stockage (Es) est configurée pour retarder les signaux primaires d'un temps correspondant à la mise en oeuvre de l'étape (E2). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel l'étape de stockage (Es) est de l'ordre de la dizaine à plusieurs centaines de millisecondes. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape (EN) de numérisation des signaux primaires, effectuée avant l'étape (E2). 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape (E4) comprend les étapes suivantes : - calcul des valeurs des pics CE, CA pour la voie somme et pour la voie 30 différence, - calcul du dépointage be par la formule : CA CA 80 = 1-CE 1 signe(Re (-CE)) 18 où signe() est la fonction qui attribue 1 ou -1 en fonction du signe positif ou négatif et Re() désigne la fonction partie réelle. 11. Procédé de poursuite écartométrique d'une antenne, mis en oeuvre 5 postérieurement à un procédé d'estimation de dépointage selon l'une quelconque des revendications précédentes, et comprenant une étape (E5) de génération d'une consigne de déplacement (050) de l'antenne (21) sur les base du dépointage estimé (be), préférablement sur un axe azimutal et un sur un axe d'élévation. 10 12. Unité de poursuite écartométrique (1), comprenant un processeur (11), une mémoire tampon (12), un module (14) de génération de consigne de déplacement, l'unité (1) étant configurée pour mettre en oeuvre un procédé d'estimation de dépointage selon l'une quelconque 15 des revendications 1 à 10. 13. Système de poursuite écartométrique comprenant un système télémétrique (2) comprenant une antenne (A) configurée pour réceptionner des signaux radiofréquences et une source d'antenne 20 (21)pour générer un signal de voie somme (I) et un signal de voie différence (3.), ledit bloc comprenant en outre une unité de poursuite écartométrique (1) selon la revendication 12, dans lequel la direction de l'antenne (A) est pilotable par les consignes de déplacement générée par l'unité de poursuite écartométrique (1). 25