FR2559272A1

FR2559272A1 - Device for the rejection of parasitic signals in proximity detecting CW radar systems

Info

Publication number: FR2559272A1
Application number: FR8402113A
Authority: FR
Inventors: Patrice Charles Gaston Delon; Roger Engel; Lucien Vincent
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1984-02-03
Filing date: 1984-02-03
Publication date: 1985-08-09
Also published as: FR2559272B1

Abstract

The invention relates to proximity detecting radar systems of the type in which the signal sent by a transmitter 4 is modulated by a pseudo-random sequence from a generator 15 and, after reflection at the target, is received by a receiver 5 and correlated with an identical signal delayed by a time corresponding to the path to be measured. At least one delay line 17, 18 delays by a constant amount the internal signal used to demodulate the received signal in the correlation circuits 8, 9 in such a way as to define, around the radar device, a region within which any parasitic echo generates a signal which is automatically phase advanced with respect to the modulation signal.

Description

DISPOSITIF DE REJECTION DES SIGNAUX PARASITES
DANS LES RADARS DE PROXIMETRIE A EMISSION CONTINUE
La présente invention est relative à un dispositif de réjection des signaux parasites dans les radars de proximétrie à émission continue.DEVICE FOR REJECTING INTERFERED SIGNALS
IN CONTINUOUS EMISSION PROXIMETRY RADARS
The present invention relates to a device for rejection of spurious signals in continuous emission proximity radars.

La mise au point de systèmes d'armes tels que les missiles nécessitent notamment la conjiaissance des para- mètres caractérisant l'approche du missile vers son objectif dans la phase ìnale de ltinterception. Lgun des plus importants d'entre eux est la distance minimale d'approche.The development of weapons systems such as missiles requires in particular the knowledge of the parameters characterizing the approach of the missile towards its objective in the final phase of interception. One of the most important of these is the minimum approach distance.

Pour effectuer cette mesure, il existe des radars à émission continue de faibles puissances qui, embarqués sur l'objectif, permettent la mesure de cette distance. Ces radars utilisent différents types de modulation, comme par exemple la modulation de fréquence ou la modulation biphasés 0, t pilotée par une fréquence binaire de type pseudo-aléatoire.To carry out this measurement, there are radars with continuous emission of low powers which, on board the objective, allow the measurement of this distance. These radars use different types of modulation, such as frequency modulation or two-phase modulation 0, t controlled by a binary frequency of pseudo-random type.

De tels dispositifs radars ont éte abondamment décrites, notamment dans le brevet français n" 74.33247 dépose le 27 septembre 1974 par la Société Demanderesse et qui a pour objet un radar à émission continue pour la détermination de la distance entre un missile et un engin cible sur lequel il est monte, dans la phase finale de l'interception, comportant une horloge à fréquence variable en fonction de la distance, actionnant, d'une part, dans une chaîne d'émission, un registre à décalage générateur d'une séquence pseudo-aléatoire de modulation de l'onde émise et commandant, d'autre part, dans la chaine de réception les retards, par rapport à la séquence pseudo-aléatoire d'émission, de deux séquences pseudo-aléatoires qui sont corrélées avec le signal reçu pour fournir un signal de commande de la fréquence de ladite horloge, ladite fre- quence étant, de ce fait, une fonction de la distance à mesurer.Such radar devices have been extensively described, in particular in French patent No. 74.33247 filed on September 27, 1974 by the Applicant Company and which relates to a continuous emission radar for determining the distance between a missile and a target missile on which is mounted, in the final phase of the interception, comprising a clock with variable frequency as a function of the distance, actuating, on the one hand, in an emission chain, a shift register generating a pseudo sequence - random modulation of the transmitted wave and controlling, on the other hand, in the reception chain the delays, relative to the pseudo-random sequence of emission, of two pseudo-random sequences which are correlated with the received signal to supply a signal for controlling the frequency of said clock, said frequency being therefore a function of the distance to be measured.

Un tel dispositif présente l'inconvénient d'être sensible aux parasites et notamment aux faux échos générés par les vibrations mécaniques de certains éléments de l'objectif cible sur lesquels ils sont montés.Such a device has the drawback of being sensitive to parasites and in particular to false echoes generated by the mechanical vibrations of certain elements of the target objective on which they are mounted.

La présente invention vise à remédier à cet inconvénient.The present invention aims to remedy this drawback.

A cet effet, et selon la caractéristique principale de l'invention, au moins une ligne à retard est placée de manière à retarder d'une valeur constante le signal interne de modulation servant à démoduler le signal reçu.For this purpose, and according to the main characteristic of the invention, at least one delay line is placed so as to delay by a constant value the internal modulation signal used to demodulate the received signal.

De cette façon est définie, autour du dispositif radar, une zone, fonction du retard constant introduit, à l'intérieur de laquelle tout écho parasite générera un signal qui sera automatiquement en avance de phase sur le signal de modulation et ainsi n'introduira pas, après corrélation, de signal parasite d'un niveau comparable a celui correspondant au passage d'un missile.In this way is defined, around the radar device, an area, a function of the constant delay introduced, inside which any parasitic echo will generate a signal which will be automatically in phase advance on the modulation signal and thus will not introduce , after correlation, of a parasitic signal of a level comparable to that corresponding to the passage of a missile.

Selon un mode de réalisation préférée de l'invention, une ligne à retard est introduite sur chacune des liaisons entre le générateur de séquence pseudo-aléatoire et chacun des dispositifs assurant la corrélation avec le signal reçu.According to a preferred embodiment of the invention, a delay line is introduced on each of the links between the pseudo-random sequence generator and each of the devices ensuring the correlation with the received signal.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les lignes à retard sont disposées entre le mélangeur de démodulation et les circuits générant le signal de modulation.According to another characteristic of the invention, the delay lines are arranged between the demodulation mixer and the circuits generating the modulation signal.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les lignes à retard sont du type bifilaire ou trifilaire. According to another characteristic of the invention, the delay lines are of the two-wire or three-wire type.

D'autres avantages et caractéristiques du dispositif selon l'invention apparaîtront dans la description non limitative qui suit, illustrée à l'aide des figures qui re présentent
- la figure 1, un exemple de radar de proximétrie de
l'art antérieur
- la figure 2, un schéma montrant la mesure effectuée
par le dispositif de la figure 1
- la figure 3, le signal différence lui obtenu avec le
dispositif de la figure 1
- la figure 4, un exemple de radar de proximétrie
utilisant le dispositif selon l'invention.Other advantages and characteristics of the device according to the invention will appear in the nonlimiting description which follows, illustrated with the aid of the figures which represent
- Figure 1, an example of proximity radar
prior art
- Figure 2, a diagram showing the measurement carried out
by the device of Figure 1
- Figure 3, the difference signal obtained with the
Figure 1 device
- Figure 4, an example of proximity radar
using the device according to the invention.

Les dispositifs radar de proximétrie de l'art antérieur utilisent pour la mesure de la distance de passage du missile par rapport a l'objectif cible sur lequel ils sont montés, soit une mesure de la fréquence de modulation, soit un asservissement direct de la fréquence de modulation sur cette distance relative.The prior art radar proximity devices use, for the measurement of the missile passing distance relative to the target objective on which they are mounted, either a measurement of the modulation frequency, or a direct frequency control modulation over this relative distance.

L'exemple de radar de proximetrie de la figure 1 correspond à la seconde catégorie. I1 a été abondamment décrit dans le brevet français nO 74.33247 au nom de la Demanderesse.The example of proximity radar in Figure 1 corresponds to the second category. I1 has been abundantly described in French Patent No. 74.33247 in the name of the Applicant.

Ce dispositif antérieur comporte une chaine d'émission comprenant un oscillateur 1, un coupleur 2, un modulateur biphasé 3 et un filtre d'émission 4, une channe de réception comprenant un filtre de réception 5, un transposeur de fréquence 6, un amplificateur vidéo 7, deux mélangeurs montés en corrélateurs 8 et 9, deux chaines d'amplification 10 et 11, un circuit sommateur 12, un circuit effectuant la différence 13, un oscillateur commandable en fréquence 14 et un générateur de codes numériques du type pseudo-aléatoire 15.This prior device comprises a transmission chain comprising an oscillator 1, a coupler 2, a two-phase modulator 3 and a transmission filter 4, a reception channel comprising a reception filter 5, a frequency transposer 6, a video amplifier 7, two mixers mounted in correlators 8 and 9, two amplification chains 10 and 11, a summing circuit 12, a difference-making circuit 13, a frequency-controllable oscillator 14 and a pseudo-random type digital code generator 15 .

Le fonctionnement de ce dispositif consiste en l'asservissement de la fréquence de l'oscillateur commandable en fréquence 14, à la distance radar entre le missile et l'objectif cible équipé de ce dispositif radar.The operation of this device consists in the servo-control of the frequency of the frequency-controllable oscillator 14, at the radar distance between the missile and the target objective equipped with this radar device.

La connaissance de cette fréquence en fonction du temps, permet de connaitre, dans la zone de mesure, la fonction f(t) définie par dl + d2-= f(t) où dl + d2 représente la somme des trajets radar entre l'antenne d'émission et l'antenne de réception comme il ressort de la figure 2.Knowing this frequency as a function of time allows us to know, in the measurement area, the function f (t) defined by dl + d2- = f (t) where dl + d2 represents the sum of the radar paths between the transmit antenna and receive antenna as shown in Figure 2.

Ainsi le signal reçu sur l'entrée du filtre de réception 5 est modulé en phase O7r au rythme de la séquence pseudoaléatoire générée par le circuit 12. Le signal de réception est décalé en fréquence d'une valeur f(t) correspondant à la fréquence Doppler due aux vitesses relatives, et retardé d'une valeur t correspondant au temps de trajet dl + d2 augmenté des retards dus aux câbles de liaison et aux circuits internes du radar proprement dit.Thus the signal received on the input of the reception filter 5 is modulated in phase O7r at the rate of the pseudo-random sequence generated by the circuit 12. The reception signal is shifted in frequency by a value f (t) corresponding to the frequency Doppler due to the relative speeds, and delayed by a value t corresponding to the travel time dl + d2 increased by the delays due to the cables of connection and the internal circuits of the radar itself.

Ce signal reçu est transposé en basse fréquence par le mélangeur 6 puis amplifié par l'amplificateur 7 qui possède un contrôle automatique de gain. Ce signal basse fréquence est ensuite démodulé par les deux mélangeurs montés en parallèles 10, 11 qui reçoivent, l'un le code numérique pseudo-aléatoire retardé d'un temps égal a n l'autre ce même code retardé de (nul) , où #o représente la durée d'un bit de ce code et n un nombre entier natu- rel. Ces deux signaux démodulés sont ensuite amplifiés, filtrés et combinés de façon à obtenir leur somme en 12 et leur différence en 13. Le signal différence issu du circuit différenciateur 13 sert de commande à l'oscillateur commandable en fréquence 14, luiwmeme servant d'horloge au générateur de code numérique pseudo-aléatoire 15.This received signal is transposed into low frequency by the mixer 6 then amplified by the amplifier 7 which has an automatic gain control. This low frequency signal is then demodulated by the two mixers mounted in parallel 10, 11 which receive, one the pseudo-random digital code delayed by a time equal to the other this same code delayed by (zero), where # o represents the duration of a bit of this code and n a natural integer. These two demodulated signals are then amplified, filtered and combined so as to obtain their sum at 12 and their difference at 13. The difference signal from the differentiator circuit 13 serves to control the frequency-controlled oscillator 14, itself serving as a clock to the pseudo-random digital code generator 15.

Compte tenu des valeurs des retards net (n+1) t , le signal B est nul pour un retard égal à (n+1)#o ; c'est ce point qui sert de référence a la bande 2 d'asservissement. Ainsi, aux retards internes près, le dispositif radar de proximétrie est asservi sur la somme des distances dl + d2 = (n + 1) t
2
Généralement, n est choisi égal à 1. Cette valeur est en effet la seule permettant de maintenir la variation de la fréquence de l'oscillateur commandable en fréquence 14 dans des limites pratiquement réalisables.Given the values of the net delays (n + 1) t, the signal B is zero for a delay equal to (n + 1) #o; it is this point which serves as a reference for the servo band 2. Thus, to within internal delays, the proximity radar device is controlled by the sum of the distances dl + d2 = (n + 1) t
2
Generally, n is chosen equal to 1. This value is indeed the only one making it possible to keep the variation of the frequency of the frequency-controllable oscillator 14 within practically achievable limits.

Dans les dispositifs de l'art antérieur, des retards sont prévus pour compenser uniquement les longueurs de câbles et les retards résiduels dus aux différents circuits électroniques.In the devices of the prior art, delays are provided to compensate only for the cable lengths and the residual delays due to the various electronic circuits.

Dans ce cas, tout couplage parasite par exemple par réflexion sur une structure mécanique de l'objectif cible en vibration ou non ou par simple couplage entre antennes d'émission et de réception, présente une valeur de la somme dl + d2 non nulle, donc un retard de la modulation du signal reçu par rapport au signal appliqué sur le mélangeur de démodulation. In this case, any parasitic coupling for example by reflection on a mechanical structure of the target objective in vibration or not or by simple coupling between transmitting and receiving antennas, has a non-zero value of the sum dl + d2, therefore a delay in the modulation of the received signal compared to the signal applied to the demodulation mixer.

La valeur de ce retard est généralement faible puisqu'elle correspond à des distances radar courtes : par exemple, dans le dispositif radar de proximétrie de la figure 1, il est nettement inférieur à 0 . La courbe de corrélation de deux codes numériques pseudo-aléatoires en fonction du retard ayant la forme représentée par le diagramme de la figure 3, les couplages parasites correspondent par exemple à la position temporelle du point A. Ainsi, la réjection des signaux parasites ne bénéficie pas d'une optimisation comme peut le permettre le procédé de corrélation.The value of this delay is generally small since it corresponds to short radar distances: for example, in the radar proximity device of FIG. 1, it is clearly less than 0. The correlation curve of two pseudo-random digital codes as a function of the delay having the form represented by the diagram in FIG. 3, the spurious couplings correspond for example to the time position of point A. Thus, the rejection of the spurious signals does not benefit not optimization as the correlation process can allow.

Le dispositif selon l'invention remédie à ce défaut par l'adjonction d'au moins une ligne à retard, dont l'action permet de rendre négatif le retard de tous signaux parasites provenant de l'intérieur d'un volume incluant le dispositif radar.The device according to the invention remedies this defect by adding at least one delay line, the action of which makes it possible to make the delay of all spurious signals coming from inside a volume including the radar device negative. .

La ou les lignes a retards, ou moyens de retards, ont pour effet de compenser les distances radars jusqu'à une valeur
So de la somme dl + d2.The delay line (s), or means of delay, have the effect of compensating for radar distances up to a value
So of the sum dl + d2.

La figure 4 montre un exemple de réalisation de l'invention à partir du dispositif radar de la figure 1.FIG. 4 shows an exemplary embodiment of the invention from the radar device of FIG. 1.

Deux lignes à retards 17 et 18 sont ajoutées entre le circuit générateur du code numérique pseudo-aléatoire 15 et chacun des dispositifs de corrélation 8,9. Le retard est constant dans les deux voies et égal à ')(. I1 permet, compte-tenu de l'exemple de disposition des antennes montré sur la figure 2, de compenser le retard des signaux parcourant une distance dl + d2 équivalente à t1 L'effet de ces deux lignes est donc de déterminer, dans le cas de cet exemple non limitatif, une ellipsolde à l'intérieur de laquelle le dispositif radar présente un taux optimum de réjection des signaux parasites.Two delay lines 17 and 18 are added between the circuit generating the pseudo-random digital code 15 and each of the correlation devices 8, 9. The delay is constant in the two channels and equal to ') (. I1 makes it possible, taking into account the example of arrangement of the antennas shown in FIG. 2, to compensate for the delay of the signals traversing a distance dl + d2 equivalent to t1 The effect of these two lines is therefore to determine, in the case of this nonlimiting example, an ellipsid within which the radar device has an optimum rate of rejection of the parasitic signals.

La ou les lignes à retards peuvent être réalisées de différentes manières, et notamment par l'utilisation de câbles bifilaires ou trifilaires, le câble central étant dans ce dernier cas connecté à la masse électrique du dispositif radar. The delay line or lines can be produced in different ways, and in particular by the use of two-wire or three-wire cables, the central cable being in the latter case connected to the electrical ground of the radar device.

Claims

1. Device for rejection of parasitic signals in continuous emission proximity radars for determining the distance between a missile and a target device, on which it is mounted, in the final phase of interception, of the type comprising a clock (14) with variable frequency as a function of the distance, actuating, on the one hand, in a transmission chain, a shift register (15) generating a pseudo-random sequence of modulation of the transmitted wave and controlling , on the other hand, in a reception chain, the delays, with respect to the pseudo-random sequence of transmission, of two pseudo-random sequences which are correlated with the received signal to provide a signal for controlling the frequency of said clock (14), characterized in that, at least one.

delay line (17,18) delays by a constant value the internal modulation signal used to demodulate the received signal so as to define around the radar device, an area within which any parasitic echo will generate a signal which will be automatically in phase advance on the modulation signal.

2. Device according to claim 1, characterized in that a delay line (17,18) is introduced in series on each of the links between the pseudo-random sequence generator (15) and each of the devices (8,9) ensuring the correlation with the received signal.