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DES
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paration
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100 km
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522414A1
Family ID 22075129
Probable Assignee Siemens Ag
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title RADAR PULSE-DOPPLER
Abstract
_________________________________________________________________
RADAR PULSE-DOPPLER.
POUR ELIMINER LES CIBLES LENTES ON PROCEDE A UNE IMBRICATION DES
RAYONS D'ACTION PAR CHANGEMENT PERIODIQUE DE LA FREQUENCE DE
REPETITION DES IMPULSIONS A L'INTERIEUR DE CHAQUE DUREE DE BALAYAGE DE
LA CIBLE, DE MANIERE QU'EN UTILISANT PLUSIEURS COMPOSANTS COMMUNS D'UN
SYSTEME (EMETTEUR, ANTENNE, ETC.) DE L'APPAREIL RADAR, A LIEU UN
TRAITEMENT DES SIGNAUX SUBDIVISE EN FONCTION DU CHANGEMENT DE LA
FREQUENCE DE REPETITION DES IMPULSIONS DANS UNE ZONE D'ACTION PROCHE
ET UNE ZONE D'ACTION LOINTAINE, EN FAISANT EN SORTE QU'A L'EMISSION
DES SIGNAUX RADAR A FREQUENCE DE REPETITION ELEVEE DES IMPULSIONS
(PRF1) ET POUR UNE FREQUENCE LIMITE INFERIEURE ELEVEE DU FILTRE DES
ECHOS FIXES, SEULE LA ZONE D'ACTION PROCHE SOIT EVALUEE ET QUE PENDANT
L'EMISSION DES SIGNAUX RADAR A FREQUENCE DE REPETITION BASSE DES
IMPULSIONS (PRF2) EXCLUSIVEMENT LA ZONE D'ACTION LOINTAINE SOIT
EVALUEE.
APPLICATION AUX RADARS A SUPPRESSION D'ECHOS FIXES.
Description
_________________________________________________________________
Radar pulse-Doppler.
L'invention se rapporte a un radar pulse-
Doppler avec un montage pour l'elimination des echos fixes et avec une
frequence de repetition variable des impulsions (PRF).
Avec la tendance qui consiste a reduire au-
tant que possible la dimension des antennes des appa-
reils radar, on augmente autant que possible la fre-
quence de l'emetteur radar, dans la mesure o cela est rendu possible
par les conditions atmospheriques
auxquelles il faut s'attendre et par la technologie.
Le besoin d'operer avec des frequences d'emission aussi elevees que
possible est encore plus fort dans le cas d'appareils radar
determinant l'altitude, en raison de l'antenne qui, de toutes facons,
est plus grande Mais, des limites sont imposees dans le cas
o les appareils radar doivent etre utilises non seu-
lement dans une zone d'action proche, mais egalement pour des portees
moyennes de par exemple 100 km Mais
a l'augmentation de la portee, reliee a une diminu-
tion de la frequence de repetition des impulsions (PRF),s'oppose la
degradation de l'elimination des
frequences Doppler des signaux non souhaites de ci-
bles qui se deplacent lentement, par suite de la dimi-
nution de la vitesse-limite inferieure Car, la dimi-
nution de la frequence de repetition des impulsions entraine, pour une
largeur relativement identique de la largeur polaire du montage de
l'elimination des
echos fixes, egalement une diminution de la frequence-
limite inferieure absolue qui est determinante pour la vitesse-limite
inferieure Par ailleurs, a un accroissement de la frequence-limite
inferieure qui a pour consequence une diminution de la largeur de la
bande passante du filtre pour la suppression des echos fixes, s'oppose
une deterioration inadmissible du comportement de la vitesse aveugle
Les exigences
qui en resultent, quant a l'accroissement de la por-
tee de l'appareil radar et de l'amelioration de la suppression des
signaux de ciblesqui se deplacent lentement, ne peuvent plus etre
satisfaites par un
compromis.
Mais on peut toutefois imaginer un radar pulse-Doppler avec lequel on
pourrait operer, pour decouvrir des cibles proches avec une frequence
d'emission elevee et avec egalement une frequence de repetition elevee
des impulsions, et, pour saisir des
cibles eloignees, avec une frequence d'emission fai-
ble et, egalement, avec une frequence de repetition faible des
impulsions Les resultats de ce mode d'operation, avec un appareil
radar de ce genre, sont, il est vrai, bons, toutefois, les moyens
techniques
a mettre en oeuvre sont importants.
L'invention a pour objet de montrer, pour un
radar pulse-Doppler du type rappele en tete du pre-
sent memoire, un moyen d'obtenir, avec des depenses raisonnables,
egalement dans des appareils radar qui operent avec une frequence
d'emission elevee et qui
sont concus pour une portee moyenne, une bonne sup-
pression de cibles qui se deplacent avec une vitesse
faible, sans que soit favorisee l'apparition de si-
gnaux parasites residuels et l'apparition de signaux
de portee excessive.
Ce probleme est resolu, selon l'invention,
grace au fait que pour l'elimination des cibles len-
tes on procede a une imbrication des rayons d'action par changement
periodique de la frequence de repeti- tion des impulsions a
l'interieur de chaque duree de
balayage de la cible, de maniere qu'en utilisant plu-
sieurs composants communs d'un systeme (emetteur, an-
tenne, etc) de l'appareil radar, a lieu un traite-
ment de signaux subdivise en fonction du changement de la frequence de
repetition des impulsions dans une
zone d'action proche ou immediate et une zone d'ac-
tion lointaine, en faisant en sorte que pendant
l'emission des signaux radar a frequence de repeti-
tion elevee des impulsions et pour une frequence-
limite inferieure elevee de filtre des echos fixes, seule la zone
d'action proche soit evaluee et que pendant l'emission des signaux
radar a frequence de repetition basse des impulsions exclusivement la
zone d'action eloignee soil evaluee.
La subdivision de la couverture-radar en une zone proche et une zone
lointaine est basee sur une imbrication des impulsions avec deux
frequences de repetition des impulsions, qui se distinguent tres
nettement entre elles, etant note que l'on part d'une
frequence d'emission commune Le niveau de la frequen-
ce de repetition des impulsions est, avantageusement, au moins deux
fois aussi grand que la frequence de repetition faible des impulsions
La frequence de repetition elevee des impulsions peut egalement etre
un multiple entier plus grand de la frequence de repe-
tition des impulsions faibles Du fait de la mise en oeuvre d'une
frequence de repetition elevee des impulsions, grace a laquelle la
portee de l'appareil
radar est limitee a une zone proche, la frequence-
limite inferieure du filtre des echos fixes est tel-
lement elevee dans la zone de detection que des cibles qui se
deplacent lentement sont supprimees On peut admettre que des
mouvements lents au sol disparaissent derriere leurs ombres, dans une
distance qui se situe en-dehors de la zone d'action proche ou
immediate De ce fait, des mesures supplementaires, dans la zone
d'action proche, sont inutiles pour leur suppression.
Une frequence-limite suffisamment elevee du filtre des echos fixes,
est obtenue par la mise en oeuvre de
doubles suppresseurs de rayonnement.
Selon un developpement avantageux de l'inven-
tion, on procede, pendant la duree de balayage de la cible (TOT), a
l'imbrication, dans le temps, d'au
moins un groupe d'impulsions non expansees de la fre-
quence de repetition elevee des impulsions dans les impulsions
expansees de la frequence de repetition basse des impulsions La
largeur des impulsions radar de frequence de repetition elevee des
impulsions sans compression des impulsions et celle des impulsions
radar de frequence de repetition basse des impulsions avec compression
des impulsions, sont maintenues a la
meme valeur Dans la branche de traitement du recep-
teur radar pour les impulsions a faible frequence de
repetition des impulsions, il est necessaire de pro-
ceder a une compression correspondante des impulsions.
Une imbrication, dans le temps, des deux
trains d'impulsions de frequence de repetition diffe-
rente des impulsions, peut avoir lieu de differentes facons On peut
par exemple remplacer une impulsion de la frequence de repetition
basse des impulsions par un groupe d'impulsions de frequence de
repetition
elevee des impulsions, ou faire occuper tous les in-
tervalles des impulsions de la frequence de repeti-
tion basse des impulsions, par respectivement un
groupe d'impulsions de la frequence de repetition ele-
vee des impulsions ou encore faire occuper une partie des intervalles,
selon une serie periodique, par des impulsions de la frequence de
repetition elevee des impulsions Une autre possibilite consiste a
coder, eventuellement de facon differente, l'un ou les deux
trains d'impulsions Des instabilites qui sont provo-
quees dans le flux des signaux du train d'impulsions a frequence de
repetition basse des impulsions, par
insertion d'impulsions de frequence de repetition ele-
vee des impulsions, peuvent etre eliminees avec des mesures connues
pour la suppression d'impulsions individuelles. A titre d'exemple on a
decrit ci-dessous et represente au dessin annexe un exemple
d'execution
de l'objet de l'invention.
La figure 1 montre la subdivision schematique de la totalite de la
zone des distances d'un appareil radar par une imbrication des
portees, la figure 2 represente le schema de principe de la partie
emetteur d'un appareil radar, la figure 3 represente le schema de
principe de la partie reception d'un appareil radar, la figure 4 est
un diagramme des impulsions qui montre une possibilite de
l'imbrication des deux
frequences de repetition des impulsions.
La zone totale des distances, representee
dans la figure 1, qui peut etre saisie avec un appa-
reil radar et etre representee sur un dispositif d'af-
fichage, est indiquee par deux cercles concentriques qui limitent
entre eux une zone d'action proche ou immediate B avec la distance
maximale R 2 et une zone d'action lointaine A avec la portee maximale
RI La
saisie de cibles dans la zone d'action proche ou imme-
diate B a lieu avec la frequence de repetition la plus elevee des
impulsions PRF 1 et dans la zone d'action
lointaine A avec la frequence de repetition plus fai-
ble des impulsions PRF 2 Le rapport PRF 2/PRF 1 des frequences de
repetition des impulsions est au moins sensiblement dans le rapport
1:2, et il est de ce
fait notablement superieur a la variation de la fre-
quence de repetition des impulsions qui est utilisee habituellement
pour supprimer les zones de la vitesse aveugle Par suite de la
subdivision en deux zones de
distance, on peut operer dans la zone lointaine avec.
un abaissement de l'amplification de plus faible dyna-
mique par rapport a un reglage de la suppression des parasites ou
reglage du couplage a faible constante de temps La representation de
cibles qui passent de la zone d'action lointaine A dans la zone
d'action proche B ou inversement, n'est pas perturbee sur
l'ecran de l'appareil radar.
Dans la partie emission de l'appareil radar (figure 2),un generateur
haute frequence 4 produit
une frequence d'emission qui est appliquee a l'anten-
ne radar 1, par l'intermediaire des etages de manipu-
lation 5 et 6, d'un commutateur electronique 3 et d'un etage de
puissance (etage final d'emission) La frequence d'emission presente
une valeur independante de la manipulation Pendant chaque duree de
passage sur la cible, qui depend de la vitesse de rotation de
l'antenne et de l'angle d'ouverture du lobe de l'an-
tenne, la frequence d'emission est manipulee, dans les deux etages de
manipulation 5 et 6, alternativement avec la frequence de repetition
des impulsions PRF 2 et PRF 1 Le commutateur electronique 3 relie
l'etage
final 2 de l'emetteur et l'antenne radar 1 respective-
ment avec l'etage de manipulation correspondant 5 ou 6 La frequence de
manipulation FT 1 pour produire une frequence de repetition des
impulsions PRF 1 est
produite directement dans un generateur 7 Par l'in-
termediaire d'un etage diviseur de frequence 8 on obtient une seconde
frequence de manipulation FT 2
avec laquelle on module, dans l'etage de manipula-
tion 6, la frequence d'emission pour produire la fre- quence de
repetition basse des impulsions PRF 2 Un
circuit de commande, constitue par un diviseur de fre-
quence 9 et par un circuit 10 pour determiner le rap-
port cyclique, determine la fonction de commutation
du commutateur electronique 3 et, par voie de conse-
quence, l'instant et la duree de chacun des trains d'impulsions qui
sont a appliquer a l'antenne 1 Le diviseur de frequence 9 recoit un
train d'impulsions,
qui correspond a la frequence de repetition d'impul-
sions PRF 2, a partir du diviseur de frequence 8 pour la frequence de
repetition Le rapport cyclique de la fonction de commutation du
commutateur electronique
3 peut etre regle, de facon fixe, dans l'etage 10.
A l'aide du diagramme des impulsions represen-
te dans la figure 4, on explicitera, sous la forme la
plus simple, l'imbrication des frequences de repeti-
tion des impulsions en liaison avec la fonction du
commutateur electronique 3 Dans la ligne a de la fi-
gure 4 on a reproduit un train d'impulsions de fre-
quence de repetition basse des impulsions PRF 2 pour la zone d'action
lointaine et dans la ligne b le train d'impulsions pour la frequence
de repetition
plus elevee des impulsions PRF 1 pour la zone d'ac-
tion proche ou immediate de l'appareil radar Pour un
mode de fonctionnement de l'appareil radar, dans le-
quel, pendant une duree de passage sur la cible, une impulsion de la
frequence de repetition des impulsions PRF 2 est remplacee par une
serie d'impulsions de la frequence de repetition des impulsions PRF 1,
il faut echantillonner, par une impulsion de liberation
representee dans la ligne c, une impulsion de la fre-
quence de repetition des impulsions PRF 2, ainsi que cela est indique
schematiquement dans la ligne a, avec la frequence de repetition des
impulsions PRF 2 a intervalle d'impulsions correspondant au temps sur
la cible En meme temps, il faut liberer, par une seconde impulsion de
liberation representee dans la ligne c, pour la duree d'une periode de
la frequence
de repetition des impulsions PRF 2, un train d'impul-
sions de la frequence de repetition elevee des im-
pulsions PRF 1, comme cela est represente dans la
ligne b Le commutateur electronique se trouve pen-
dant ce temps dans la position 3 b (figure 2) Dans
la derniere ligne a + b de la figure 4, on a repre-
sente le train d'impulsions imbrique qui est emis par
l'antenne 1.
En synchronisme avec l'interrupteur electro-
nique 3 de la figure 2, doit etre commande, dans le
recepteur radar, un commutateur correspondant 13.
Dans le schema de principe du recepteur radar selon la figure 3 on a
designe par la reference 1 l'antenne qui est utilisee en commun pour
la partie emetteur et la partie recepteur Les signaux d'echos qui sont
recus par l'antenne 1 sont amplifies, convertis et redresses dans la
partie recepteur 12, transmis comme signaux video a un circuit
d'evaluation des signaux
et finalement affiches a l'aide d'un dispositif d'af-
fichage 14 Le dispositif d'evaluation des signaux est subdivise en une
branche 16 pour le traitement des signaux d'echos provenant de la zone
d'action
proche ou immediate PRF 1 et dans la branche de traite-
ment 15 pour la zone d'action lointaine avec la fre-
quence de repetition des impulsions PRF 2 Le commuta-
teur electronique 13 applique les signaux video de la sortie de la
partie reception 12, alternativement a
la branche de traitement 15, avec le circuit d'evalua-
tion pour la frequence de repetition basse des impul-
sions PRF 2 et avec un redressement suivant, ou a la seconde branche
d'evaluation 16 pour les signaux d'echos provenant de la zone d'action
lointaine Pour la representation des signaux d'echos de cibles la
sortie de chacune des branches d'evaluation 15 ou 16 est reliee, par
l'intermediaire d'une porte OU, 17,
a un dispositif d'affichage 14.
Dans la forme de realisation decrite de la
partie emission et de la partie reception, une par-
tie notable de l'appareil radar peut etre utilisee en commun Un
traitement separe des signaux pour les deux zones d'action proche et
d'action lointaine
n'est necessaire que dans les deux branches d'evalua-
tion 15 et 16 du recepteur radar, alors que l'antenne,
l'emetteur, la partie reception n'exigent aucune se-
paration, a l'exception de la compression des impul-
sions ou du filtre optimal et de la representation
des cibles.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Radar pulse-Doppler pour le fonctionnement avec une frequence de
repetition des impulsions (PRF) et avec un montage pour elimination
des echos fixes, caracterise par le fait que pour l'elimination des
cibles lentes on procede a une imbrication des rayons d'action par
changement periodique de la frequence de repetition des impulsions a
l'interieur de chaque
duree de balayage de la cible, de maniere, qu'en uti-
lisant plusieurs composants communs d'un systeme (emetteur, antenne,
etc) de l'appareil radar, a lieu un traitement des signaux subdivise
en fonction du
changement de la frequence de repetition des impul-
sions dans une zone d'action proche ou lointaine et une zone d'action
lointaine, en faisant en sorte que pendant l'emission des signaux
radar a frequence de repetition elevee des impulsions (PRF 1) et pour
une frequence-limite inferieure elevee du filtre des echos fixes,
seule la zone d'action proche (B) soit evaluee et que pendant
l'emission des signaux radar a frequence de repetition basse des
impulsions (PRF 2) exclusivement la zone d'action lointaine (A)
soit evaluee.
2 Radar pulse-Doppler selon la revendica-
tion 1, caracterise par le fait que la frequence de repetition elevee
des impulsions (PRF 1) est un 4)
multiple entier de la frequence de repetition infe-
rieure des impulsions (PRF 2).
3 Radar pulse-Doppler selon la revendica-
tion 1, caracterise par le fait que l'evaluation des signaux radar
avec la frequence de repetition infe- rieure des impulsions (PRF 2) a
lieu avec mise en
oeuvre d'une compression des impulsions.
4 Radar pulse-Doppler selon l'une quelconque
des revendications 1 a 3, caracterise par le fait que
la largeur des impulsions radar a frequence de repeti-
tion elevee des impulsions (PRFI) sans compression
des impulsions et les impulsions radar avec la frequen-
ce de repetition inferieure des impulsions (PRF 2)
avec compression des impulsions, a la meme valeur.
5 Radar pulse-Doppler selon l'une quelconque
des revendications 1 a 4, caracterise par le fait que-
l'emission des deux frequences de repetition; des impulsions (PRF 1,
PRF 2) a lieu avec la meme frequence d'emission. 6 Radar pulse-Doppler
selon l'une quelconque
des revendications 1 a 5, caracterise par le fait que
pendant chacune des durees de balayage de la cible au moins un groupe
d'impulsions de la frequence de repetition elevee des impulsions (PRF
1) est imbrique dans le temps, dans les impulsions a frequence de
repetition basse des impulsions (PRF 2).
7 Radar pulse-Doppler selon l'une quelconque
des revendications 1 a 6, caracterise par le fait
qu'au moins une impulsion de la frequence de repeti-
tion basse des impulsions (PRF 2) est remplacee par un groupe
d'impulsions a frequence de repetition elevee
des impulsions (PRF 1).
8 Radar pulse-Doppler selon l'une quelconque
des revendications 1 a 7, caracterise par le fait que
l'un ou les deux trains d'impulsions (PRF 1, PRF 2)
sont egalement codes de facon differente.
9 Radar pulse-Doppler selon l'une quelconque
des revendications 1 a 6 et 8, caracterise par le
fait qu'entre toutes les impulsions de la frequence de repetition
basse des impulsions (PRF 2) est insere un groupe d'impulsions a
frequence de repetition
elevee des impulsions (PRF 1).
Radar pulse-Doppler selon la revendica-
tion 9, caracterise par le fait que dans une partie des intervalles
entre les impulsions de frequence de repetition basse des impulsions
(PRF 2), l'insertion a lieu suivant une serie periodique avec la
frequence de
repetition des impulsions (PRF 1).
11 Radar pulse-Doppler selon l'une quelcon-
que des revendications 1 a 10, caracterise par le
fait que dans la zone d'action eloignee (A ou B), on opere avec un
abaissement d'amplification de faible dynamique par rapport a un
reglage de la supression des
parasites (Sensitivity Time Control) pour la zone totale.
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