FR2626980A1 - Transpondeur de radar secondaire - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un transpondeur de radar secondaire. Ce transpondeur comporte un dispositif d'antennes comprenant plusieurs antennes individuelles, dont chacune recouvre par son lobe principal 9 à 12 un secteur déterminé, lesdits secteurs recouvrant ensemble la totalité de la plage de 360degre(s), et dans lequel les antennes individuelles sont reliées à des récepteurs respectifs et le secteur, d'où arrive le signal d'interrogation, est déterminé par comparaison des niveaux de réception dans les différents récepteurs tandis que le signal de réponse déclenché par ce signal d'interrogation n'est émis que par l'antenne individuelle qui recouvre le secteur de la direction d'incidence du signal d'interrogation précédent. Application notamment aux systèmes radars d'identification ami/ennemi.
Description
L'invention concerne un transpondeur de radar secondaire comportant un
dispositif d'antennes, qui peut recevoir des signaux d'interrogation depuis toutes les directions
et émet des signaux de réponse.
Dans le fonctionnement des radars secondaires,
par exemple dans le domaine militaire, pour réaliser l'identifica-
tion ami/ennemi (identification IFF), on interroge tous'les types possibles de cibles, en particulier des véhicules terrestres,
des avions, des bateaux, des postes radars fixes ou mobiles.
A cet effet ces cibles peuvent comporter des dispositifs émetteurs/récepteurs, c'est à dire ce qu'on appelle un transpondeur,
doe ortant un dispositif d'antennes approprié.
Un tel dispositif d'antennes doit pouvoir recevoir les signaux d'interrogation etrenvoyer des signaux de réponse de tousles côtés. Selon le type du système caractéristique, un signal de réception (d'interrogation) et un signal d'émission (signal de réponse) peuvent être situés dans des plages de fréquences voisines ou bien très éloignéslesunesdes autres. Dans un type particulier d'interrogation, par exemple la fréquence du signal de réception est déterminée par la fréquence du radar primaire du poste d'interrogation. Etant donné que les appareils
radarsprimaires peuvent fonctionner avec des fréquences très.
différentes, l'antenne du transpondeur doit pouvoir effectuer par conséquent une réception sur une largeur extrêmement importante
de la bande de fréquences, par exemple sur plusieurs octaves.
La polarisation du signal d'émission et la polarisation du signal de réception du dispositif d'antennes du transpondeur peuvent être identiques, par exemple verticales, ou bien orthogonales entre elles par exemple l'une verticale, l'autre
horizontale.
Pour un système-caractéristique comportant des plages de fréquences étroitement voisines pour le cas de la réception et pour le cas de l'émission (1030/1090 MHz), il est connu d'utiliser une antenne ocmnidirectionnelle (-antenne unipolaire ou antenne à fente annulaire). Pour le récepteur et l'émetteur dans différentes bandes de fréquences on utilise la plupart du temps des antennes doubles intégrées comportant des diagrammes omni-directionnels. De telles antennes sont connues par exemple d'après les demandes de brevet allemand publiées sous les
N 23 54 550 et 26 29 502.
Dans tous les cas connus, l'antenne du transpondeur renvoie cependant le signal de réponse au moyen d'un diagramme omnidirectionnel. Cela signifie une dispersion inutile de l'énergie rayonnée, qui se manifeste par un gain d'antenne plus faible, et dans le cas de la présence de nombreux objets interrogés, par une charge absolument énorme de l'espace desradiocommunications. Cette charge, à laquelle est soumis l'espace des radiocommunications, aboutit à une superposition des signaux de réponse età un parasitage réciproque, ce qui
réduit la sécurité d'interrogation ou bien empêche même l'interro-
gation. Un autre inconvénient de l'émission des signaux de
réponse par le transpondeur cible au moyen d'un diagramme omni-
directionnel réside dans le risque plus important que la cible
soit détectée par des installations de reconnaissance ennemies.
La présente invention a pour but de réaliser un transpondeur de radar secondaire de manière à éviter une telle charge exagérée de l'espace des radiocommunications et à éviter
la possibilité de détection plus facile, décrite.
Conformément à l'invention, qui concerne un transpondeur de radar secondaire du type indiqué plus haut, ce problème est résolu grâce au fait que le dispositif d'antennes est constitué par plusieurs antennes individuelles dont chacune recouvre, par son lobe principal, un secteur déterminé tandis que l'ensemble desdites antennes recouvre l'ensemble de la plage de 360 , que les antennes individuelles sont reliées chacune à un récepteur et que par comparaison du niveau de réception dans les différents récepteurs se trouve déterminé le secteur, d'o provient le signal respectif d'interrogation, et que le signal de réponse, déclenché par ce signal d'interrogation, n'est émis que par l'antenne individuelle qui recouvre le secteur de la
direction d'incidence du signal d'interrogation précédent.
A titre d'exemple on a décrit ci-dessus et illustré schématiquement aux dessins annexés plusieurs formes de réalisation
de l'objet de l'invention.
Les figures 1 et 2 représentent les diagrammes de
rayonnement d'une antenne omnidirectionnelle connue de transpondeur.
La figure 3 représente la disposition de principe d'un dispositif d'antennes de transpondeur comportant une
sélection directionnelle conformément à l'invention.
La figure 4 illustre le principe d'une telle
sélection directionnelle.
Les figures 5 et 6 montrent des exemples de
dispositifs d'antennes fonctionnant selon ce principe.
La figure 7 représente un exemple de circuit pour une antenne à 6 secteurs, chaque antenne individuelle pouvant être utilisée à la réception et à l'émission. La figure 8 représentBun exemple de circuit pour une antenne a 6 secteurs, dans lequel on utilise pour l'émission et pour la réception, des antennes individuelles différentes
séparées les unes des autres.
Les figures 9 et 10 montrent un exemple de réalisa-
tion d'une antenne de réception individuelle selon une vue en
élévation latérale et selon une vue en plan.
La figure 11 représente, suivant une vue en élévation latérale, la forme de réalisation d'une antenne de réception individuelle conformément aux figures 9 et 10, installée dans un lit de mousse dure., Les figures 12 et 13 montrent une antenne de réception individuelle conforme aux figures 9 et 10 et comportant un réflecteur en forme de dièdre, suivant une vue en élévation
latérale et suivant une vue en plan.
Les figures 14 et 15 représentent, suivant une vue en élévation latérale et suivant une vue en plan, une antenne de réception individuelle conformément aux figures 9 et 10 comportant un réflecteur en forme de dièdre fermé en forme d' entonnoir, et comportant une alimentation dissymétrique
et une antenne-tige supplémentaire pour l'émission.
Les figures 16 et 17 représentent, suivant une vue en élévation latérale et suivant une vue en plan, un dispositif
correspondant aux figures 12 et 13, mais dans lequel les polarisa-
tions sont orthogonales.
La figure 18 représente une vue en plan d'un dispositif circulaire d'antennes de réception et d'antennes d'émission, large bande, qui sont associées a deés secteurs respectifs. -La figure 19 montre unecoupe horizontale des lobes de rayonnement d'uidispositif circulaire d'antennes
conforme à la figure 18.
Les figures 20 et 21 représentent, selon une vue en élévation latérale et suivant une vue en plan, une autre forme de réalisation d'une antenne de réception individuelle conformément aux figures 9 et 10, comportant un réflecteur en forme de dièdre fermé à la façon d'un entonnoir, et
comportant une antenne-tige supplémentaire pour l'émission.
La figure 1 montre le diagramme vertical 1 d'une
antenne de transpondeur 3 à rayonnement omnidirectionnel ins-
talléesur un avion 2. Au dessous, sur la figure 2, on a représenté
le diagramme horizontal 4 de cette antenne de transpondeur 3.
Afin d'éviter une charge excessive de l'espace de radiocommunica-
tionset une possibilité de détection plus facile dans le cas
d'une telle antenne connue de transpondeur 3 à réponse omnidirection-
nelle, on utilise conformément à l'invention un diagramme directionnel dans le cas de l'émission, Etant donné que le signal
de réponse doit être émis dans la direction du signal d'interroga-
tion respectivement incident-, un dispositif d'antennesde
réception détermine la direction de l'incidence.
La figure 3 montre à cet effet un dispositif
d'antennes schématique comportant par exemple 4 antennes individuel-
les, 5, 6, 7 et 8, dont les directions de rayonnement sont déca-
lées réciproquement de 90 et par l'intermédiaire desquelles
s'effectue l'émission des signaux de réponse du transpondeur.
Les diagrammes horizontaux associés des lobes principaux des quatre
antennes individuelles 5 et 8 sont représentées sur la figure 4.
Chacune des quatre antennes 5 et 8 recouvrent par son lobe principal 9, 10, 11 ou 12, un secteur correspondant, l'ensemble des secteurs recouvrant la plage angulaire totale de 360 . Lorsque chacune des antennes individuelles 5 à 8'est reliée à un récepteur respectif, on peut déterminer, dans le cas d'un signal d'interrogation arrivant suivant une direction 13, par une comparaison desniveauxde réception El/E2, le secteur d'o provient le signal d'interrogation. Dans le cas d'un branchement
d'un récepteur successivement dans le temps aux antennes individuel-
leson obtiendrait une réduction nuisible de la probabilité de détection. Le signal de réponse n'est émis que par l'antenne individuelle, qui recouvre le secteur de la direction de l'incidence du signal d'interrogation arrivé précédemment, Dans l'exemple de la figure 4, ce serait, dans le cas de la direction d'incidence indiquée par la flèche 13, l'antenne individuelle 5, étant donné que le niveau de réception El de son lobe principal 9 est comparativement le plus élevé. Plus on utilise d'antennes individuelles, plus le transpondeur fonctionne de façon sélective en direction et plus le gain de l'antenne est également important. La sensibilité du récepteur peut être réduite par le fait que l'on maintient la dépense pour les récepteurs entre certaines limites. Un nombre approprié d'antennes individuelles ou de récepteurs se situe entre 4 et 8, Des exemples schématiques de principes d'antennes, pour de telles antennes à secteurs,sont indiqués sur les figures 5 et 6. La figure 5 représente quatre émetteurs 14 à 17, alimentés individuellement et qui sont disposés aux sommets d'un carré et sont situés respectivement devant des réflecteurs en dièdre 18 à 21. La figure 6 montre un groupe d'émetteurs constitué par quatre antennes individuelles 22 à 25 et qui est
raccordé à une matrice 26, par exemple une matrice Butler.
Cette matrice 26 rapporte un nombre de sorties 27 à 30 qui correspond au nombre des antennes individuelles, de sorte que dans le cas d'une alimentation à l'une des sorties on obtient respectivement un diagramme de rayonnement avec un lobe principal
recouvrant un secteur.
La figure 7 montre un exemple d'interconnexion d'antennes individuelles et de récepteurs ainsi que de l'émetteur d'un transpondeur pour l'utilisation desdites antennes individuelles 31 à 36 dans le cas de l'émission et danslecasdela réception, A chacune des antennes individuelles 31 à 36 est raccordé un commutateur d'émission/réception 37 à 42 dont l'entrée du récepteur est reliéerespectivement à un récepteur 43, 48 associé à une antenne individuelle respective et dont l'entrée de l'émetteur
peut être raccordée par l'intermédiaire d'un commutateur micro-
ondes 49 à 54, à l'émetteur commun de transpondeur 55, servant
à l'émission de la réponse. Alors seul le commutateur micro-on-
des 49à*.5Lquiest raccordé au commutateur d'émission/réception 37 à 42 par l'intermédiaire duquel on avait obtenu auparavant, lors de la réception du signal d'interrogation, le niveau de
réception relatif maximum,est commuté à l'état passant.
Dans le cas représenté, le récepteur 44 reçoit la majeure partie
de l'énergie, de sorte que l'émetteur 55 est raccordé par l'inter-
médiaire du commutateur micro-onde 50 à l'antenne individuelle 32. Pour l'utilisation d'antennes séparées d'émission et de réception, comme c'est le cas pour les fréquences très différente: d'émission et de réception ou bien pour des polarisations différentes le commutateur d'émission/réception est supprimé, ce qui aboutit au circuit plus simple représenté sur la figure 8. Chacune des antennes individuelles de réception 56 à 61, est reliée directement 3unrécepteur 62 à 67 et chacune des antennes individuelles d'émission 68 à 73 est raccordé par l'intermédiaire d'un commutateur micro-ondes 74 à 79 à l'émetteur de transpondeur commun, servant à l'émission des signaux de réponse. Alors seul le commutateur micro-ondes74 à 79, qui fait partie de l'antenne individuelle,par l'intermédiaire de l'antenne individuelle 56 à 61 de réception de laquelle on a obtenu auparavant lors de la réception du signal d'interrogation le
niveau de réception relatif maximum, est commuté à l'état passant.
Dans le cas représenté, le récepteur 63 reçoit par l'intermédiaire de l'antenne 57 la majeure partie de l'énergie, de sorte que l'émetteur 80 est raccordé par l'intermédiaire du commuteur
micro-ondeS75 à l'antenne individuelle d'émission 69.
Le groupe des antennes individuelles d'émission 68 à 73 peut être subdivisé, par exemple peut être disposé au-dessous du groupe des antennes individuelles de réception 56 à 61, ou bien les antennes individuelles d'émission ou les antennes individuelles de réception, faisant partie d'un secteur, peuvent être logéesen étant respectivement intégrées par exemple dans
un réflecteur en dièdre.
Comme antenne individuelle de réception de transpon-
deur à bande extrênwent large, du type nécessaire lors de l'interro-
gation par différents appareils radars avec des fréquences tout à fait différentes, il est approprié d'utiliser une antenne directionnelle en forme de V comportant une caractéristique de filtre passe-haut, dont le principe de base va être explicité en référence aux figures 9 à 13. Les figures 9 et 10 montrent suivant une vue en élévation latéizeetsuivant une vue en plan une telle antenne individuelle de réception. Elle est constituée de deux moitiés d'émetteur. 101 et 102, réaliséesavec une certaine' étendue en surface et quis!écartent l'une de l'autre
approximativement avec la forme d'un V à partir d'unzpoint d'ali-
mentation 104, la largeur de la surface desdites moitiés d'émetteur augmentant jusqu'a proximité de l'extrémité de l'émetteur, o
lesdites moitiés d'émetteur se terminent avec une forme arrondie.
La largeur maximale d'une telle antenne individuelle de réception est égale, toute comme la longueur maximale, approximativement
à une demi-longueur d'onde de service, rapportée à l'onde électro-
magnétique la plus longue devant être transmise. Un avantage particulier de cette antenne directionnelle à très large- bande réside dans ses dimensions extrêmement réduites, Les deux moitiés d'émetteur sont alimentées par un conducteur double symétrique 103-104. Les lignes médianes 105-107 et 105-108 des deux moitiés d'émetteur 101 et 102 s'écartent symétriquement des lignes médianes communes 105-106, c'est à dire de Ja ligne médiane de l'ensemble de l'antenne individuellé de réception. Le conducteur 103-104 qui présente peu de pertes,est chargé à partir du point d'alimentation d'antenne 104, de façon croissante, avec des résistancesde rayonnement, qui sont dues à l'accroissement de la largeur des moitiés d'émetteur., de telle manière qu'une onde électromagnétiqueguidée dans le conducteur est transformée, à partir du point d'alimentation1o4 de l'antenne, à peu prèssans discontinuité en une onde de l'espace libre au point le plus large d'un émetteur, et que de ce fait la résistance d'entrée d'une telle antenne individuelle de réception reste approximativement constante sur une plage importante de fréquences, à savoir au moins sur trois octaves. Les deux moitiés d'émetteur 101 et 102, sont situées, comme représenté., sur les deux faces opposées d'une plaque en matériau isolant 109, qui est constituè par exemple par une plaque soumise à l'attaque chimique et possédant un placage double, ou bien sont fixées sur les supports-entretoises en matériau isolant. Les deux formes de réalisation peuvent être insérées dans un corps en mousse dure, 110, comme représenté suivant une vue en élévation latéralesurla figure 11. Les lignes médianes des deux moitiés d'émetteur 105-107 et 105108 s'étendent dans le cas de l'utilisation d'une plaque 109,muni d'un placage parallèlement au plan médian 111- 112- 113- 114 de l'antenne individuelle de réception. Cependant, dans le cas de l'utilisation de supports-entretoises individuels, ils peuvent également s'écarter à partir de ce plan médian en direction de l'extrémité de l'émetteur. Afin d'obtenir l'orientation d'un plan de polarisation désiré, déterminée il est également possible de faire pivoter les émetteurs au moins partiellement par rapport au plan du point d'alimentation 104. On peut réaliser une polarisation circulaire en utilisant deux couples de moitiés d'émetteur orientés orthogonalement l'un par rapport à l'autre
et alimentés avec un déphasage à 90 .
Les lignes limites des moitiés d'émetteur 101 et 102 sont des lignes de courbure qui sont formées par exemple par une fonction ex-onentielle, une fonction trigonométrique, une fonction élliptique, ou bien sont simulées de façon approchée par un contour polygonal Les moitiés d'émetteur 101 et 102 peuvent être réaliséessous la forme de surfacesplanesde tôle, sous forme de grilles en étant ramifiéesou même également fendue& La taille des ouvertures de la grille peut être uniforme ou bien peut augmenter lorsque la distance par rapport
au point d'alimentation d'antenne 104 augmente.
Afin d'accroître l'effet directif, on peut disposer une antenne individuelle de réception du type représenté
sur les figures 9 et 10, dans un réflecteur en dièdre 115.
Une telleantenne individuelle de réception est représentée suivant une vue en élévation latérale et suivant une vue en plan sur les figures 12 et 13. Ce réflecteur en forme de dièdre 115
contient son sommetperpendiculairement à la direction de propagation.
un élément de.réflecteur plan 116, que traverse la ligne symétrique d'alimentation 117. Les moitiés d'émetteur 101 et 102 sont reliées avantageusement de façon conductrice et mécanique aux surfaces du réflecteur en dièdre 115. A l'opposé de la forme de réalisation des figures 9 et 10, les moitiés d'émetteur 101 et 102 peuvent être réalisées sous la forme de plaquettes métalliques en porte-à-faux, sans support réciproque et peuvent être fixées uniquement sur les parois latérales, c'està-dire sur les surfaces du réflecteur en dièdre 115
ainsi que par l'alimentation au point d'alimentation 104.
Les deux plans parallèles limites du réflecteur en forme de dièdre 115 par rapport au plan médian 111,112-113-114 de l'antenne individuelle de réception sont ouverts, ou bien sur l'une desessirfaces limites ou sur les deux surfaces limites, comme représenté suivant une vue en élévation latérale et suivant une vue en plan sur les figures 14 et 15, se trouvent situées des plaques limites métalliques 118 à 119 qui. comme cela est représenté en exemple, sont parallèles ou sont disposes à une distance pls réduite dans l'angle du réflecteur en forme de dièdre 115. On obtientalors un réflecteur en forme de dièdre qui possèdeglobalement la forme approchée d'un entonnoir,. Tout comime les moiti's d'émetteur. 101 et 102, le réflecteur 115 et les plaques limites 118 et 119 peuvent être également réalisés avec une forme de grille, en étant ramifiéÉou bien fendus
En vue d'obtenir une libération sans èauts des ondes électromagné-
y tiques erl'sntem individuelle de réception, il peut être avantageux que le réflecteur dièdre 115 et les plaques limites 118 et 119 se terminent avec une forme ovale ou bien en formant
une ou plusieurs pointes.
L'antenne individuelle de réception munie du réflecteur dièdre 115 conviert également pour recevoir une antenne supplémentaire, par exemple une antenne-tige 120, comme cela est représentée sur les figures 14 et 15, perpendiculairement par rapport à l'antenne individuelle de réception décrite (, antenne directionnelle à large bande). L'antenne-tige 120 est fixée à sa partie inférieure sur la plaque limite 118 et traverse par sa partie supérieure la plaque en matériau isolant 109. Dans le cas de l'utilisation en transpondeur, on utilise l'antenne-tige 120 comme antenne d'émission individuelle en plus de l'antenne individuelle de réception à large bande pour le secteur respectif. Au lieu de l'alimentation par l'intermédiaire d'un conducteur symétrique 103-104, comme représenté sur les figures 9 et 10, l'alimentation de l'antenne individuelle de réception peut être également réaliséepar l'intermédiaire d'un câble coaxial 121 et d'un organe de symétrisation 122. Une telle alimentation est également représentée
sur les figures 14 et 15.
Les figures 20 et 21 reproduisent la vue en élévation latérale-en coupe et la vue dessus en coupe d'une antenne individuelle de réception réalisée différemment et qui est constituée par deux moitiés d'émetteur. 20% et 202 réaliséisavec une certaine étendue en surface, qui s'écartent approximativement en forme de V à partir d'un point d'alimentation d'antenne 204 et dont la largeur de. é61éments de surface augmente jusqu'à proximité de l'extrémité de l'émetteur, lesdites surfaces se terminant à cette endroit avec une forme arrondie. La largeur maximale d'une telle antenne individuelle de réception est égale tout comme la longueur maximum, approximativement à une demi-longueur d'onde de service rapportée à l'onde électromagnétique la plus longue devant être retransmise. Un avantage particulier de cette antenne directionnelle
à très large bande réside dans ses dimensions extrêmement faibles.
Les lignes médianes des deux moitiés d'émetteur 201 et 202 s'écar-
tent symétriquement, dans la vue en plan de la figure 21, de la ligne médiane commune 205-206, c'est à dire de la ligne médiane de l'ensemble de l'antenne individuelle de réception. Les deux moitiés d'émetteur 201 et 202 sont $ituéeBpar exemple comme représenté, sur des faces opposées d'une plaque en matériau isolant 209, qui est constituéepar exemple par une plaque soumise à une attaque chimique, comportant un placóge double ou bien sont fixées sur des supports-entretoises en matériau isolant. Les lignes limites des moitiés d'émetteur 201 et 202 sont des lignes de courbures qui sont formées par exemple par une fonction exponentielle, une fonction trigonométrique ou une fonction elliptique, ou bien sont simulées de façon approchée par un contour polygonal. Les moitiés d'émetteur 201 et 202 peuvent être réaliséesplenes sous la forme de surfaces
de tôle, en forme de grille être ramifiée ou bien même être fendue.
La taille des ouvertures de la grille peut être uniforme ou bien
peut augmenter lorsque la distance par rapport au point d'alimenta-
tion d'antenne 204 augmente.
L'action directive de l'antenne est accrue au
moyen d'un dispositif placé dans le réflecteur dièdre 215.
Ce dernier" qui est constitué par deux surfaces réfléchissantes
225 et 226, contient encore au niveau de son sommet, perpendiculai-
rement à la direction de propagation un élément de réflecteur
plan 216, dans une ouverture 227 duquel passe un élément -
d'alimentation 228, tourné vers le point d'alimentation 204, des deux moitiés de réflecteur 201 et 202. Les deux moitiés de réflecteur 201 et 202 sont reliées de facon conductrice et mécanique
aux surfaces réfléchissantes 225 et 226 du réflecteur dièdre 215.
Les moitiés de réflecteur 201 et 202 peuvent être réalisées sous la forme de plaquettes métalliques en console sans soutien réciproque etescMttxesqi'au niveau des surfaceslatérales c'est à dire au niveau des surfaces réflechissantes 225 et 226 du réflecteur
dièdre 215 et au niveau du point d'alimentation 204.
Au niveau de deux surfaces limites des surfaces réfléchissantes 225 et 226 on peut fixer des plaques métalliques
de limitation 218 et 219 qui sont parallèles l'une à l'autre.
On obtient ainsi un réflecteur dièdre possédant globalement à proxi-
mativement de la forme d'un entonnoir. Tout comme les moitiés de réflecteur. 201 et 202, le réflecteur 215 et les plaques de limitation 218 et 219 peuvent être réalisées en forme de grilles, en étant ramifiées ou bien en étant fendues. En vue de réaliser une libération sans à coups des ondes électromagnétiques de l'antenne individuelle de réception, il peut être avantageux tl les surfaces réfléchissantes 225, 226 du réflecteur dièdre 215 et les plaques de limitation 218 et 219 se terminent avec une
forme ovale ou bien par une ou plusieurs pointes.
L'antenne individuelle de réception comportant un réflecteur dièdre 215 convient pour recevoir une antenne supplémentaire, par exemple une antenne-tige, alimentée coaxialement par l'intermédiaire d'un point de raccordement 229, orthogonalement à l'antenne individuelle de réception décrite (= antenne directionnelle à large bande). L'antenne-tige 220 est fixée à sa partie inférieure, au niveau de la plaque de limitation 218 et traverse, à sa partie supérieure, la plaque en matériau isolant 209. Dans le cas de l'utilisation du transpondeur, on
utilise l'antenne-tige 220 en tant qu'antenne individuelle d'émis-
sion, en plus de l'antenne individuelle de réception à large
bande, pour le secteur considéré.
L'antenne directionnelle à large bande conformément à l'invention est alimentée de l'extérieur par
l'intermédiaire d'un câble coaxial d'alimentation non présenté.
Ce câble d'alimentation peut être enfiché en un point coaxial de raccordement 222. Un élément de câble coaxial 221 relie le point de raccordement extérieur de 222 situé dans la surface
réfléchissante 225 du réflecteur dièdre 215 au point d'alimenta-
tion 204. La symétrisation -est réalisée directement par les moitiés d'émetteur 201 et 202 elles-mêmes. Le conducteur extérieur de l'élément de cable 221 est relié mécaniquement sur toute sa longueur à la moitié d'émetteur 201 et repose également sur cette moitié d'émetteur 201. Le conducteur intérieur 223 est relié, au niveau du point d'alimentation 204, à la moitié d'émetteur 202. Pour la simulation de l'élément de câble 221, de façon correspondante un second élément de câble 224 est relié métalliquement, par son conducteur extérieur, de façon correspondante audessous de la moitié d'émetteur. 202 et également sur toute sa longueur, à cette moitié d'émetteur. Il agit au moyen de son contour extérieur et permet par conséquent une symétrie relativement bonne des moitiés d'émetteur 201 et 202 par rapport au réflecteur en dièdre 215. Le conducteur intérieur de l'élément de câble 224 n'est pas nécessaire et par conséquent n'est pas raccordé. Les deux éléments de câble 221 et 224 doivent être montés de façon symétrique par rapport à l'axe longidutinal
205-206 de l'émetteur.
Si l'on désire une autre polarisation que la polarisation décrite précédemment, par exemple une polarisation pivotée de 90 par rapport à la polarisation décrite, on Deut installer les émetteurs 101 et 102 conformément aux figures 16 et 17 dans le réflecteur dièdre 115. Plusieurs antennes du réflecteur dièdre du type décrit peuvent être disposées souslafrme d'antennes
individuelles, par secteurs, suivant un groupe circulaire. Un tel dispositif comportant six antennes individuelles est représenté,
suivant une vue en plan, sur la figure 18. Les chiffres de référence de cette figure sont identiques à ceux des figures 9 à 15. L'angle d'ouverturetd'un réflecteur dièdre 115 peut correspondre au secteury (voir figure 19) devant être couvert
par l'antenne individuelle, ou bien être même inférieur.
Un diagramme horizontal des lobes de rayonnement des six antennes individuelles représentées sur la figure 18 est représenté sur la figure 19. Les lobes principaux des antennes individuelles recouvrent dans leur totalité la plage des 360 , mais offrent
en tant qu'antenne de transpondeur, pour une évaluation individuel-
le, la possibilité de fixer la plage angulaire du signal
incident.
Un tel réseau circulaire d'antennes conforme à
la figure 18 peut être réalisé par exemple avec seulement une pla-
que en matériau isolant ayant été soumise à une attaque chimique
appropriée et comportant un double placage métallique.
Pour réaliser le formage particulier (par exemple propagation du rayonnement, accroissement du gain) des diagrammes de rayonnement devant être exploités, on peut réaliser une
interconnexion d'antennes individuelles voisines.
Selon l'invention, en ce qui concerne l'antenne directive du transpondeur, on utilise à la place du système coaxial d'alimentation, un système d'alimentation formé de Dlaquettes à circuits imprimés ayant été soumises à une attaque chimique En eutre, les surfaces réfléchissantes métalliques et éventuellement les surfaces limites métalliques 118, 119
sont réalisées sous la forme de plaques métalliques homogènes.
262698O
Claims (46)
1. Transpondeur de radar secondaire comportant
un dispositif d'antennes, qui peut recevoir des signaux d'interro-
gation de toutes les directions et émet des signaux de réponse, caractérisé par le fait que le dispositif d'antennes se compose de plusieurs antennes individuelles (5 à 8), dont chacune recouvre par son lobe principal (9 à 12) un secteur déterminé, lesdits secteurs recouvrant ensemble la totalité de la plage de 360 , que les antennes individuelles (31, 36) sont reliées à des récepteurs respectifs (43, 48) et que le secteur, d'o arrive le signal respectif d'interrogation, est déterminé par comparaison des niveaux de réception dans les différents récepteurs (43 à 48), et que le signal de réponse déclenché par ce signald'interrogation n'est émis que par l'antenne individuelle (31 à 36), qui recouvre le secteur de la direction
d'incidence du signal d'interrogation précédent.
2. Transpondeur de radar secondaire suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les antennes individuelles (14 à 17) sont alimentées individuellement et sont
compartimentées au moyen de réflecteurs dièdres (18 à 21).
3. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une des
revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les antennes
individuelles (22 à 25) appartiennent à un groupe d'émetteurs, qui est raccordé à une matrice (par exemple une matrice Butler), et que la matrice (26) comporte n nombre de sorties (27 à 30), qui correspond au nombre des antennes individuelles de sorte que
lors de l'alimentation au niveau des sorties on obtient respective-
ment un diagramme de rayonnement comportant un lobe principal
recouvrant le secteur.
4. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que
le. nombre des antennes individuelles (5 à 8) est compris entre
quatre et huit.
5. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait
qu'à chaque antenne individuelle (31 à 36) est raccordé un commuta-
teur d'émission/réception (37 à 42), dont l'entrée de réception est reliéerespectivement au récepteur (43, 48) associé'à l'antenne individuelle Respective (31 à 36) et dont l'entrée d'émetteur est raccordée respectivement par l'intermédiaire d'un commutateur micro-ondes (49 à 54) à l'émetteur commun du transpondeur (55) servant à l'émission des réponses, et que seul le commutateur micro-ondes (49 à 54), qui est raccordé au commutateur d'émission/
réception (49 à 54) par l'intermédiaire duquel on a obtenu aupara-
vent lors de la réponse du signal d'interrogation le niveau de
réception maximum relatif, est branché à l'état passant.
6. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait
que chaque antenne individuelle est constituée d'une antenne individuelle d'émission (68 à 73) et d'une antenne individuelle
de réception (56 à 61), séparée de la précédente.
7. Transpondeur de radar secondaire suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que chaque antenne individuelle de réception (56 à 61) est reliéedirectement à un récepteur (62 à 67), que chaque antenne individuelle d'émission (68 à 73) est raccordée par l'intermédiaire respectivement d'un commutateur micro-ondes (74 à 79) à l'émetteur commun (80) du transpondeur servant à l'émission des signaux de réponse et que seul le commutateur micro-ond es(74 à 79), est associé à l'antenne individuellepar l'intermédiaire de l'antenne individuelle de réception (56 à 61) de laquelle on a obtenu précédemment lors de la réception du signal d'interrogation le niveau de réception
maximum relatif, estcommuté à l'état passant.
8. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
des revendications 6 ou 7, caractérisé par le fait que les antennes
individuelles d'émission (68 à 73) sont réuniespour former un groupe et sont disposées, en étant séparées dans l'espace, par exemple au dessous des antennes individuelles de réception
(56 à 61), réunieségalement pour former un groupe.
9. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
des revendications 6 ou 7, caractérisé par le fait que l'antenne
individuelle d'émission et l'antenne individuelle de réception (56 et 68), qui forment respectivement une antenne individuelle
et sont par conséquent associées à un secteur,sont intégrées.
10. Transpondeur de radar secondaire suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que chacune des antennes
individuelles intégrées (14) comporte un réflecteur dièdre (18).
11. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé par le fait
que chaque antenne individuelle de réception est constituée de deux moitiés d'émetteur (101, 102) métalliques,réalisées avec une certaine étendue en surface et qui s'écartent approximativement en forme de V à partir d'un point d'alimentation d'antenne (104), et dont les surfaces vont en augmentant En largeur jusqu'à proximité de l'extrémité de l'émetteur et se terminant à cet endroit avec une forme arrondie.
12. Transpondeur de radar secondaire suivant la revendication 11, caractérisé par le fait que les deux moitiés d'émetteur (101, 102) sont disposées sur une plaque en matériau isolant (109) de telle manière qu'une moitié d'émetteur (101) est placée sur un côté de cette plaque (109) et que l'autre moitié d'émetteur (102) est placée de l'autre côté de ladite plaque.
13. Transpondeur de radar secondaire suivant la revendication 12, caractérisé par l'utilisation d'une plaque en matériau isolant (109) ayant été soumise à une attaque chimique
adéquate et comportant un placage métallique double.
14. Transpondeur de radar secondaire suivant la revendication 11, caractérisé par le fait que les deux moitiés d'émetteur sont fixées sur des supports-entretoises constitués en matériau isolant et qui peuvent posséder des longueurs différentes
15. Transpondeur de radar secondaire suivant la revendication 14, caractérisé par le fait que les longueurs des supports-entretoises augmentent en direction de l'extrémité
de l'émetteur.
16. Transpondeur de radar secondaire suivant une
quelconque des revendications 6 à 15, caractérisé par le fait que
les moitiés d'émetteur (101, 102) sont pivotées au moins en partie
par rapport au plan du point d'alimentation d'antenne (104).
17. Transpondeur de radar secondaire suivant
l'une quelconque des revendications 6 à 16, caractérisé par le
fait que les lignes limit"sdes moitiés d'émetteur (101, 102) sont des lignes de courbure qui sont formées par exemple par une
fonction exponentielle, une fonction -trigonométrique,ou une fonc-
tion elliptique
18. Transpondeur de radar secondaire suivant la revendication 17, caractérisé par le fait que leslignesde courbure
sont réalisées de façon approchée par un contour polygonal.
19. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
quelconque des revendications 6 à 17, caractérisé par le fait
que les moitiés d'émetteur (101, 102) sont réalisées sous 1a forme de surces-de tôle, en forme de grillE, en étant ramifiées ou
en étant fendues.
20. Transpondeur de radar secondaire suivant la revendication 19, caractérisé par le fait que dans le cas de la réalisation en forme de grille, la taille des ouvertures dela grille est constante.
21. Transpondeur de radar secondaire suivant la revendication 19, caractérisé par le fait que dans le cas de la réalisation en forme de grille,la grandeur des ouvertures de grille augmente lorsqu' augmente la distance par rapport au
point d'alimentation d'antenne (104).
22. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
quelconque des revendications 11 à 21, caractérisé par le fait
que les deux moitiés d'émetteurs sont alimentées par un conducteur double (103-104) symétriques'étendant versl epointd'alimenritation d'antenne (104) et dont les deux éléments sont disposés éventuellement les deux côtés d'une plaque en matériau isolant (109) et ce dans des positions opposées,
23. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
quelconque des revendications 11 à 22, caractérisé par le fait
que la largeur maximale de l'antenne individuelle de réception est égale, tout comme sa longueur maximale, approximativement
à la moitié de la longueur d'onde de service de l1onde électro-
magnétique la plus longue devant être transmise.
24. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
quelconque des revendications 11 à 23, caractérisé par le fait
que l'antenne individuelle de réception est inséréedans un corps
en mousse dure (110).
25. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
quelconque des revendications 11 à 24, caractérisé par le fait
que les deux moitiés d'émetteur (101, 102) sont disposées dans un réflecteur dièdde (115) qui est constitué par deux surfaces réfléchissantes métalliques opposées, s'écartant en direction de
l'extrémité de l'émetteur.
26. Transpondeur de radar secondaire suivant la revendication 25, caractérisé par le fait que les moitiés d'émetteur (10letlO2) sont reliées respectivement de façon conductrice et mécanique à une des deux surfaces réfléchissantes du réflecteur
dièdre (115).
27. Transpondeur de radar secondaire suivant les
revendications 25 et 26, prises dans leur ensemble, caractérisé
par le fait que dans l'une (225) les deux surfaces réfléchissantes (225, 226) se trouve disposé un point de raccordement (222) pour un câble coaxial extérieur d'alimentation, et que ce point de raccordement (222) est relié au-point d'alimentation (204) par l'intermédiaire d'un élément de câble coaxial (221) de telle manière que le conducteur extérieur de l'élément de câble coaxial (221) repose de façon conductrice et par une liaison métal- lique sur toute sa longueur, sur la face supérieure de la moitié d'émetteur (201), qui est reliée de façon conductrice et mécanique
à la surface réfléchissante (225) comportant le point de raccorde-
ment (222), et que le conducteur intérieur (223) de l'élément de câble coaxial (221) est relié,au niveau du point d'alimentation
(204) à l'autre moitié d'émetteur (202).
28. Transpondeur de radar secondaire suivant la revendication 27, caractérisé par le fait qu'un second élément de câble coaxial (224) repose, par son conducteur extérieur, de façon conductrice et par une liaison métallique sur toute sa longueur sur la face inférieurede la moitié d'émetteur (204) qui estreliéede façon conductrice et mécanique à la surface (226) du réflecteur dièdre _ - ne comportant aucun point de raccordement, et que le conducteur intérieur de ce second élément de câble coaxial (224), qui s'étend, par rapport à l'axe longidudinal de l'émetteur (205, 206), symétriquement à l'élément de câble
coaxial (221) situé sur l'autre moitié d'émetteur (201), n'est -
pas raccordé du point de vue électrique.
29. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
des revendications 27 ou 28, caractérisé.par le fait que, en ce qui
concerne l'antenne directive du transpondeur, on utilise à la place du système coaxial d'alimentation, un système d'alimentation formé de plaquettes-* circuits imprimés ayant été soumises à une attaque chimique
30. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
des revendications 27 ou 28, caractérisé par le fait que, en
ce qui concerne la réalisation de l'antenne directive suivant la technique d'attaque chimique, on réalise, à la place du système coaxial d'alimentation, le système d'alimentation également suivant la technique d'attaque chimique et que ce système d 'alimentation est
intégré à l'antenne.
31. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une quelconque des revediiations 26 à 30, caractérisé par le fait que, les moitiés d'émetteur (101 et 102) sont réalisées sans
support réciproque etsont fixées uniquement aux surfaces réfléchis-
santes du réflecteur dièdre (115) et au point d'alimentation
(104).
32. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
quelconque des revendications (25 à 31), caractérisé par le fait
que le réflecteur dièdre (115) contient au niveau de son sommet et perpendiculairement à la direction de propagation, un,élément de réflecteur plan (116), à travers lequel passe le conducteur
d'alimentation (117).
33. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
quelconque des revendications (25 à 32), caractérisé par le fait
que les deux surfaces réfléchissantes métalliques sont reliées au niveau de leur bordsAlimiteslatéraux au moyen de surfaces limite métalliques (118, 119) de sorte que le réflecteur dièdre possède globalement la forme d'un entonnoir, les bords limites latéraux pouvant être disposés de telle manière que les surfaces limites (118, 119) soient parallèles entre elles ou bien soient également, du côté du sommet du dièdre, à une distance réciproque
plus petite que du côté de l'ouverture de dièdre.
34. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
quelconque des revendications (25 à 33), caractérisé par le fait
que les surfaces réfléchissantes métalliques (115) et éventuellement les surfaces limites métalliques (118, 119) sont realisées sous la
forme de plaques métalliques homogènes.
35. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
quelconque des revendications (25 à 33), caractérisé par le fait
que les surfaces réfléchissantes métalliques (115) et éventuellement les surfaces limites métalliques (118, 119B) sont réalisées avec une forme de grille ou bien en étant ramifiées ou bien en étant fendues.
36. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
quelconque des revendications 25 à 35, caractérisé par le fait
que les surfaces réfléchissantes métalliques (115) et éventuellement
les surfaces symétriques métalliques (118, 119) du réflecteur.
dièdre s'écartent, du côté de l'ouverture de- ce- dernier, en ovale ouen
formant une ou plusieurs pointes.
37. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
quelconque des revendications 25 à 36, caractérisé par le fait
qu'une antenne supplémentaire est encore disposée orhogonalement au plan, dans lequel les deux moitiés d'émetteur (101, 102),
de l'antenne individuelle de réception sont situés, sur le réflec-
teur dièdre (115, 118, 119).
38. Transpondeur de radar secondaire suivant la
revendication 37, caractérisé par le fait que l'antenne supplémen-
taire est du même type que celle revendiquée suivant l'une quel-
conque des revendications ll à 24.
39. Transpondeur de radar secondaire suivant la revendication 37, caractérisé par le fait que l'antenne supplé- mentaire est un émetteur à tige (120) qui est fixé dans l'une des
surfaces métalliques (115, 118, 119) de réflecteur dièdre.
40. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
quelconque des revendications 37 à 39, caractérisé par le fait
que l'antenne supplémentaire est utilisée comme antenne individuelle
d'émission de l'antenne individuelle respective.
41. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
quelconque des revendications 25, 31 à 36,caractérisé par le fait
que l'alimentation de l'antenne individuelle de réception s'effectue par l'intermédiaire d'un câble coaxial (121) et d'un organe de symétrisation (122) montéen arrière du sommet du réflecteur dièdre.
42. Transpondeur de radar secondaire suivant l'une
quelconque des revendications 25 à 41, caractérisé par un agencement
de plusieurs antennes individuelles de ce type muni d'un réflecteur
dièdre (115), par secteurs, en un réseau circulaire d'antennes.
43. Transpondeur de radar secondaire suivant la revendication 42, caractérisé par le fait que l'angle d'ouverture (OC) du réflecteur dièdre (115) correspond à l'angle limite (t) du secteur.devant être couvert par l'antenne individuelle
respective.
44. Transpondeur de radar secondaire suivant la revendication 42, caractérisé par le fait que l'angle d'ouverture t) du réflecteur dièdre (115) est inférieur à l'angle limite () du secteur devant être couvert par l'antenne individuelle respective.
45. Transpondeur de radar secondaire suivant une
quelconque des revendications 42 à 44, caractérisé par le fait que
- pour former un tel réseau circulaire d'antennes individuelles il n'est prévu qu' une plaque unique en matériau isolant ayant subi une attaque chimique adéquate et comportant un plaage métallique double.
46 Transpondeur de radar secondaire suivant une
quelconque des revendications 42 à 45, caractérisé par le fait que
pour la formation particulière de diagrammes de rayonnement, il
est prévu une interconnexion d'antennes individuelles voisines.
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