FR2670636A1

FR2670636A1 - Method of modulating a radar transmission with digital pulse compression

Info

Publication number: FR2670636A1
Application number: FR9015680A
Authority: FR
Inventors: Bouvet Jacky
Original assignee: LMT Radio Professionnelle
Current assignee: LMT Radio Professionnelle
Priority date: 1990-12-14
Filing date: 1990-12-14
Publication date: 1992-06-19

Abstract

Method for digitally modulating a transmission in the course of which pulses each of N moments are alternately transmitted, some said to be of even rank and the others said to be of odd rank, the said even or odd rank pulses each having an autocorrelation function including a main lobe and secondary lobes, characterised in that the N pulse moments of odd rank are coded by means of a code a, the N pulse moments of odd rank pulses are coded by means of a code b, and in that the codes a and b are chosen in such a way that the moment-to-moment addition of the autocorrelation functions of the codes a and b gives a main lobe of value 2N and no secondary lobe. Application: digital pulse compression radar, in particular for short range.

Description

PROCEDE DE MODULATION D'UNE EMISSION RADAR
A COMPRESSION D'IMPULSION NUMERIQUE.METHOD FOR MODULATING A RADAR TRANSMISSION
WITH DIGITAL PULSE COMPRESSION.

L'invention se situe dans le domaine des radars à compression d'impulsion numérique et plus particulièrement dans le domaine des radars de courte portée. The invention relates to the field of digital pulse compression radars and more particularly to the field of short-range radars.

On sait que dans de tels radars on émet une série d'impulsions de durée N T . Dans cette expression N désigne un nombre entier et t un moment élémentaire de l'impulsion. Chacun des moments élémentaires de l'impulsion est modulé par une variation d'un paramètre de l'émission. Ce paramètre peut être par exemple la phase ou la fréquence. Ainsi par exemple chacun des N moments d'une impulsion de durée N t peut être affecté ou non d'un déphasage 1. Par convention on prendra la phase 0 (coefficient 1) pour le code binaire 1 et la phase 1T (coefficient -1) pour le nombre binaire 0. It is known that in such radars a series of pulses of duration N T is emitted. In this expression N denotes an integer and t an elementary moment of the impulse. Each of the elementary moments of the pulse is modulated by a variation of a parameter of the emission. This parameter can be for example the phase or the frequency. Thus for example each of the N moments of a pulse of duration N t may or may not be affected by a phase shift 1. By convention we will take phase 0 (coefficient 1) for binary code 1 and phase 1T (coefficient -1 ) for the binary number 0.

Les signaux reçus qui comprennent du bruit et l'écho en retour d'une cible éventuelle sont comparés à l'onde émise par passage dans un corrélateur. The received signals which include noise and the echo in return of a possible target are compared with the wave emitted by passage in a correlator.

La corrélation de deux fonctions est la mesure de la ressemblance qui existe entre elles: ctest essentiellement un procédé de comparaison. The correlation of two functions is a measure of the resemblance which exists between them: it is essentially a method of comparison.

En numérique, les signaux sont représentés par des suites de nombres qui sont des échantillons successifs d'une forme d'onde continue. In digital, the signals are represented by sequences of numbers which are successive samples of a continuous waveform.

La fonction de corrélation de f(k) et g(k), les deux suites numériques obtenues par l'échantffionnage de deux fonctions continues f(t) et g(t), s'exprime mathématiquement par la relation

The correlation function of f (k) and g (k), the two numerical sequences obtained by sampling two continuous functions f (t) and g (t), is expressed mathematically by the relation

avec i = indice de I'échantillon
et k = indice du décalage
Lorsque f et g sont des fonctions différentes, on parle d'intercorrélation.with i = sample index
and k = offset index
When f and g are different functions, we speak of intercorrelation.

Lorsque f et g sont des fonctions identiques, on parle d'autocorrélation . When f and g are identical functions, we speak of autocorrelation.

La fonction d'autocorrélation d'un code de N moments représenté par la suite C. (i allant de O à N-i) est la mesure de la ressemblance existant entre le code et lui même décalé d'un nombre k de moments.

The autocorrelation function of a code of N moments represented below C. (i going from O to Ni) is the measure of the resemblance existing between the code and itself shifted by a number k of moments.

Le résultat de l'autocorrélatlon d'un code d'une durée de N moments est une suite de nombres qui représente l'amplitude du signal en fonction des décalages successifs qui lui sont appliqués, ces décalages pouvant être gradués en temps ou en distance puisque, en radar, D = C.t/2(10m = 66,66ns). The result of the autocorrelation of a code with a duration of N moments is a series of numbers which represents the amplitude of the signal as a function of the successive offsets which are applied to it, these offsets can be graduated in time or in distance since , in radar, D = Ct / 2 (10m = 66.66ns).

La fonction d'autocorrélation est symétrique
S(k) = S(-k).The autocorrelation function is symmetrical
S (k) = S (-k).

Elle donne un pic principal et des lobes secondaires. It gives a main peak and secondary lobes.

Ainsi entre le code à 5 moments
11101
et ce même code décalé de 0
11101
1l y a 5 ressemblances, d'où S(O)=5
Pour calculer S (1)
11101
Code décalé de 1
11101
Il y a 2 ressemblances et 2 différences, d'où S(1)=O
Pour calculer S (2)
11101
Code décalé de 2
11101
Il y a 2 ressemblances et l différence, d'oû S(2)=1
De la même manière, on trouve S(3)=O,S(4)=1. So enter the code at 5 times
11101
and this same code shifted by 0
11101
There are 5 similarities, hence S (O) = 5
To calculate S (1)
11101
Code shifted by 1
11101
There are 2 similarities and 2 differences, hence S (1) = O
To calculate S (2)
11101
Code shifted by 2
11101
There are 2 similarities and the difference, hence S (2) = 1
In the same way, we find S (3) = O, S (4) = 1.

Le nombre de ressemblances d'un code à N moments par rapport à lui-même décalé dans le temps est maximum pour un décalage nul et est égal à N. The number of similarities of a code at N moments compared to itself shifted in time is maximum for a zero shift and is equal to N.

S(O) = N
C'est le pic principal, de largeur égale à un décalage. Il donne la distance de la cible.S (O) = N
It is the main peak, of width equal to an offset. It gives the distance from the target.

Pour les autres décalages, k allant de 1 à N-l, l'autocorrélation donne un résultat plus faible, pouvant être nul ; ce résultat dépend uniquement du code choisi. Ces résultats sont les lobes secondaires ; ils se trouvent de chaque côté du pic principal et sont symétriques, S(k) étant égal à S(-k). For the other offsets, k going from 1 to N-1, the autocorrelation gives a weaker result, which may be zero; this result depends only on the code chosen. These results are the side lobes; they are on each side of the main peak and are symmetrical, S (k) being equal to S (-k).

Si un lobe secondaire d'un code à N moments a la valeur m, son affaiblissement en décibels par rapport au lobe principal vaut
lobe i = 20.log m/N.If a secondary lobe of a code at N moments has the value m, its weakening in decibels compared to the main lobe is worth
lobe i = 20.log m / N.

Si l'on reprend l'exemple du code à 5 moments 11101, la représentation dans le temps de sa fonction d'autocorrélation est représentée figure 1, pour k variant de -5 à +5. If we take the example of the 5-point code 11101 again, the representation over time of its autocorrelation function is shown in Figure 1, for k varying from -5 to +5.

Cette fonction fait apparaître un lobe principal pour k=O et 4 lobes secondaires de valeur 1. This function shows a main lobe for k = O and 4 secondary lobes of value 1.

Le niveau relatif des lobes secondaires est 20 log(1/5)=-14dB. The relative level of the secondary lobes is 20 log (1/5) = - 14dB.

Nous venons de voir un exemple comportant un code biphasé. We have just seen an example comprising a two-phase code.

Les codes biphasés ne sont qu'un cas particulier de codes polyphasés où les coefficients sont des nombres complexes (racines n ièmes de l'unité). Two-phase codes are only a special case of multi-phase codes where the coefficients are complex numbers (nth roots of unity).

codes biphasés : 1 -l
codes quadriphasés : 1 j -l -j
Il existe une autre manière de définir la corrélation, en utilisant le plan des complexes.two-phase codes: 1 -l
four-phase codes: 1 d -l -d
There is another way to define correlation, using the complex plane.

Le code de phase de longueur N moments utilisé à l'émission peut être représenté dans le plan complexe sous forme d'un polynôme C(z), de degré N-l, défini conventionnellement z-1 sur la variable z ; cette variable représente un décalage temporel unité où le rang de l'échantillon, et les phases du code définissent les coefficients (+1 ou -I dans le cas d'un code biphasé). The phase code of length N moments used on transmission can be represented in the complex plane in the form of a polynomial C (z), of degree N-1, conventionally defined z-1 on the variable z; this variable represents a unit time offset where the rank of the sample and the phases of the code define the coefficients (+1 or -I in the case of a two-phase code).

Le code biphasé à 5 moments 11101 peut se représenter sous la forme d'un polynôme de degré 4 C(z)=l + z + + z-2 - -3 + -4
Le code de référence CR(z) adapté au code C(z) correspond au code complexe conjugué de C(z), retourné temporellement. En effet, lorsque l'on fait l'autocorrélation d'un code C(z) par sa réplique CR(z) dans un corrélateur numérique, cette réplique doit être le conjugué du code initial retourné dans le temps pour C(z)=1+x -2 -3 -4
pour C (z)=1+z-1 +z -z +z
Le code 11101 doit voir d'abord l (étage l du corrélateur numérique), puis -1 (étage 2) et enfin 3 fois l
(étages 3, 4, 5)
d'ou CR(z)=l-z-l+z-2+ -3 + -4
Cette opération, que l'on peut expliquer physiquement, équivaut à transformer z en 1: z et à rajouter un retard. Dans le cas des codes polyphasés, il faut de plus prendre le coefficient conjugué :
CR(z)=C*(1/z) . z (n-l)
soit un code : 11j-j-1
I1 peut s'écrire ainsi
C(z) = l+z -1+jz-2jz-3-z-4 3-z -z
-1 . -2 -3 -4
Le code adapté est : CR(z)=z-1+jz -Jz +z +z
dans le corrélateur les coefficients doivent être rangés ainsi
étage 1 2 3 4 5
coefficient -1 j -j 1 1
La fonction de corrélation S(z) s'exprime ainsi S (z)=C(z) . CR(z)=C(z) . C*(1/z) . z (n-1)
Dans l'exemple du code 11101
S(z)=C(z) .CR(z)= (l+z +z ~z 3+z 4) 4(1-2 z-2 -3 -4 +z 4) S( ) = 1+z 2+5Z-4+Z-6+Z-8
On retrouve le résultat obtenu dans l'exemple où le même code était simplement biphasé.The 5-phase two-phase code 11101 can be represented as a polynomial of degree 4 C (z) = l + z + + z-2 - -3 + -4
The reference code CR (z) adapted to the code C (z) corresponds to the complex conjugate code of C (z), returned in time. Indeed, when we make the autocorrelation of a code C (z) by its replica CR (z) in a numerical correlator, this replica must be the conjugate of the initial code returned in time for C (z) = 1 + x -2 -3 -4
for C (z) = 1 + z-1 + z -z + z
Code 11101 must first see l (stage l of the digital correlator), then -1 (stage 2) and finally 3 times l
(floors 3, 4, 5)
hence CR (z) = lz-l + z-2 + -3 + -4
This operation, which can be explained physically, is equivalent to transforming z into 1: z and adding a delay. In the case of multi-phase codes, the conjugate coefficient must also be taken:
CR (z) = C * (1 / z). z (nl)
or a code: 11d-d-1
I1 can be written like this
C (z) = l + z -1 + jz-2jz-3-z-4 3-z -z
-1. -2 -3 -4
The adapted code is: CR (z) = z-1 + jz -Jz + z + z
in the correlator the coefficients must be stored as well
floor 1 2 3 4 5
coefficient -1 d -j 1 1
The correlation function S (z) is expressed thus S (z) = C (z). CR (z) = C (z). C * (1 / z). z (n-1)
In the example of the code 11101
S (z) = C (z) .CR (z) = (l + z + z ~ z 3 + z 4) 4 (1-2 z-2 -3 -4 + z 4) S () = 1+ z 2 + 5Z-4 + Z-6 + Z-8
We find the result obtained in the example where the same code was simply two-phase.

101050101, avec un pic principal à 5 et des lobes secondaires à 1. 101050101, with a main peak at 5 and secondary lobes at 1.

Ces opérations de corrélation sont faites pour toutes les distances de la portée du radar, c'est-à-dire tous les
C z /2. Cela implique que l'opération de corrélation doit être réalisée tous les t . Les polynômes correspondants sont donc affectés d'un facteur z-m représentant les différents retards.These correlation operations are made for all the distances of the radar range, i.e. all the
C z / 2. This implies that the correlation operation must be performed every t. The corresponding polynomials are therefore assigned a factor zm representing the different delays.

Les concepteurs de radars ont été amenés à utiliser la compression d'impulsions pour améliorer la résolution en distance
Partant d'un radar classique émettant des impulsions d'une durée T représentée figure 2a, la réponse obtenue en sortie d'un filtre adapté est représentée figure 2b.Radar designers have come to use pulse compression to improve distance resolution
Starting from a conventional radar emitting pulses of duration T represented in FIG. 2a, the response obtained at the output of a suitable filter is represented in FIG. 2b.

Sur ces figures on voit qu a un signal rectangulaire de durée T correspond une fonction d'autocorrélation en dent de scie amenant une incertitude sur la distance de la cible. In these figures we see that a rectangular signal of duration T corresponds to a sawtooth autocorrelation function leading to uncertainty over the distance from the target.

En fabriquant un radar à compression d'impulsions émettant des impulsions de largeur T = N t , on cherche à réaliser la réponse idéale. By manufacturing a pulse compression radar emitting pulses of width T = N t, we seek to achieve the ideal response.

Le signal émis et la fonction d'autocorrélation correspondante sont représentés figures 3a et 3b. The transmitted signal and the corresponding autocorrelation function are shown in Figures 3a and 3b.

Le signal émis comporte un code à cinq moments 11101 (code de l'exemple), la fonction d'autocorrélation est représentée par un pic de largeur t . L'incertitude sur la distance a été divisée par N. The transmitted signal includes a five-time code 11101 (example code), the autocorrelation function is represented by a peak of width t. The uncertainty over the distance has been divided by N.

En réalité, comme cela a été vu plus haut, on approche de cette réponse idéale, aux lobes secondaires près. In reality, as seen above, we are approaching this ideal response, apart from the side lobes.

Pour chaque distance, après un traitement qui dépend du type de radar, le résultat de la corrélation est comparé à un seuil et tout ce qui est supérieur à ce seuil provoque une détection ; il se peut donc que, dans certaines conditions (écho très fort), le lobe secondaire amène une détection. Cette détection parasite est bien provoquée par l'écho, mais à une distance fausse. For each distance, after a processing which depends on the type of radar, the result of the correlation is compared with a threshold and everything that is above this threshold causes a detection; it is therefore possible that, under certain conditions (very strong echo), the secondary lobe will lead to detection. This parasitic detection is indeed caused by the echo, but at a false distance.

La visualisation des cibles est commandée par la détection le problème de détection se reporte donc sur la visualisation. Les mesures et les calculs effectués dans le traitement aboutissent à la localisation des cibles, tant en distance qu'en gisement et, dans les radars Doppler, permettent de préciser la vitesse des cibles détectées. Ces informations doivent être visualisées sur un écran, soit un tube cathodique ou, de plus en plus fréquemment, sur un écran numérique. The visualization of the targets is controlled by the detection, the detection problem therefore relates to the visualization. The measurements and calculations carried out in the processing result in the location of the targets, both in distance and in bearing and, in Doppler radars, make it possible to specify the speed of the targets detected. This information must be viewed on a screen, either a cathode ray tube or, increasingly, on a digital screen.

Les plots, qui figurent les cibles détectées, représentent généralement la largeur de l'impulsion d'émission dans un radar classique et la largeur du moment élémentaire dans un radar à compression d'impulsions. The plots, which represent the detected targets, generally represent the width of the emission pulse in a conventional radar and the width of the elementary moment in a pulse compression radar.

Ainsi, dans le cas de Ia compression d'impulsions (CI), les lobes secondaires provoqueront également des plots sur l'écran, à partir d'une certaine puissance de signal réfléchi par la cible ; ce phénomène apparaîtra dès que le rapport signal sur bruit d'un écho sera supérieur à la rejection des lobes secondaires. Thus, in the case of pulse compression (CI), the secondary lobes will also cause studs on the screen, from a certain signal power reflected by the target; this phenomenon will appear as soon as the signal-to-noise ratio of an echo is greater than the rejection of the secondary lobes.

Les lobes secondaires s'étalent sur une distance égale à 2N fois la largeur du moment élémentaire, le lobe principal étant situé au milieu. Leur nombre sera donc d'autant plus élevé que le taux de compression sera plus grand. The secondary lobes spread over a distance equal to 2N times the width of the elementary moment, the main lobe being located in the middle. Their number will therefore be higher the higher the compression ratio.

Nous avons vu précédemment que l'autocorrélation produit inévitablement des lobes secondaires. Leur niveau dépend des codes employés d'où l'importance du choix des codes. We have previously seen that autocorrelation inevitably produces secondary lobes. Their level depends on the codes used, hence the importance of the choice of codes.

Pour un code à N moments le lobe principal a toujours la valeur N. For a code at N times the main lobe always has the value N.

On a cherché à minimiser la valeur des lobes secondaires. La valeur minimum que lton puisse obtenir est 1. Attempts have been made to minimize the value of the side lobes. The minimum value you can get is 1.

Les codes remplissant la condition d'avoir des lobes secondaires au maximum égal à 1 sont les codes dit de Barker.The codes fulfilling the condition of having secondary lobes at most equal to 1 are the so-called Barker codes.

L'étude de ces codes a montré qu'il n'en existe que jusqu a une longueur maximum de 13, et pour cette valeur le niveau des lobes secondaires sera donc : 20 Log 13=22dB. The study of these codes has shown that they exist only up to a maximum length of 13, and for this value the level of the secondary lobes will therefore be: 20 Log 13 = 22dB.

Un tel affaiblissement est en général suffisant pour des radars de portée importante. Par contre les radars de courte portée ont des dynamiques de signaux très importantes. Such a weakening is generally sufficient for radars of large range. On the other hand, short-range radars have very important signal dynamics.

Les détections parasites dues aux lobes secondaires auxquelles sont surtout sensibles les radars de courte portée ont de nombreux inconvénients en particulier lorsque l'on veut équiper le radar de fonctionnalités particulières par exemple, l'acquisition et la poursuite automatique des cibles mobiles. The parasitic detections due to the secondary lobes to which short-range radars are especially sensitive have numerous drawbacks, in particular when one wishes to equip the radar with particular functionalities, for example, the acquisition and automatic tracking of moving targets.

Lorsqu'une cible est détectée, sa position est déterminée et le radar reste pointé sur elle. 1l suit ses déplacements aussi bien en distance qu'en gisement et reste "accroché" tant que l'opérateur le désire.When a target is detected, its position is determined and the speed camera remains pointed at it. It follows its movements both in distance and in deposit and remains "hooked" as long as the operator desires.

Ce procédé ne peut fonctionner correctement que si la localisation de la cible est précise. La présence de lobes secondaires peut amener des difficultés à poursuivre une cible mobile. De même lorsque l'on doit surveiller un site protégé au moyen d'un radar, il peut y avoir des zones où la présence de cibles mobiles est normale (routes...). Dans ce cas on désire que les détections ne provoquent pas d'alarmes, et l'on doit inhiber ces zones. La surveillance de périmètres est un cas particulier de gestion de zones : le radar réalise la surveillance d'une portion de terrain d'une largeur déterminée (par exemple le pourtour d'un site protégé) et ne doit alarmer que pour des cibles évoluant dans cette zone.Des cibles situees à l'intérieur des zones inhibées peuvent provoquer des détections dans les zones adjacentes par l'intermédiaire de leurs lobes secondaires qui se situent à l'intérieur de la zone active de surveillance et provoquer ainsi des détections parasites. This process can only work properly if the location of the target is precise. The presence of side lobes can make it difficult to chase a moving target. Similarly, when a protected site has to be monitored by radar, there may be areas where the presence of moving targets is normal (roads, etc.). In this case, it is desired that the detections do not cause alarms, and these zones must be inhibited. Perimeter surveillance is a special case of zone management: the radar monitors a portion of land with a determined width (for example the perimeter of a protected site) and should only alarm for targets moving in Targets located inside the inhibited zones can cause detections in the adjacent zones via their secondary lobes which are located inside the active surveillance zone and thus cause parasitic detections.

L'invention a donc pour objet un procédé destiné à atténuer et éventuellement à supprimer l'effet des lobes secondaires. The subject of the invention is therefore a method for attenuating and possibly eliminating the effect of the side lobes.

A cette fin l'invention vise un procédé de modulation numérique dtune émission au cours de laquelle sont émises alternativement des impulsions de N moments chacune, les unes dites de rang pair et les autres dites de rang impair, les dites impulsions de rang pair ou impair ayant chacune une fonction d'autocorrélation comportant un lobe principal et des lobes secondaires caractérisé en ce que les N moments des impulsions de rang pair sont codées au moyen dtun code a, les N moments des impulsions de rang impair sont codées au moyen d'un code b et en ce que l'addition moment à moment des fonctions d'autocorrélation des codes a et b donne un lobe principal de valeur 2N et aucun lobe secondaire. To this end, the invention relates to a method of digital modulation of a transmission during which pulses of N moments are transmitted alternately, some said to be of even rank and others said to be of odd rank, said pulses of even or odd rank each having an autocorrelation function comprising a main lobe and secondary lobes characterized in that the N moments of the pulses of even rank are coded by means of an a code, the N moments of the pulses of odd rank are coded by means of a code b and in that the moment-to-moment addition of the autocorrelation functions of codes a and b gives a main lobe of value 2N and no secondary lobe.

Le principe ayant guidé à cette conception est explicité ci-après. The principle that guided this conception is explained below.

Lorsqu'unie fonction d 'autocorrélation est représentée graphiquement, la plupart du temps il ntest pas tenu compte de sa phase et on ne garde que la valeur absolue, alors que la phase peut avoir un grand intérêt. When a single autocorrelation function is represented graphically, most of the time its phase is not taken into account and only the absolute value is kept, whereas the phase can be of great interest.

Un code biphase (ou polyphase) de longueur N produit après autocorrélation un pic principal d'amplitude proportionnelle à N, et des lobes secondaires d'amplitude plus faible répartis de part et d'autre du pic principal. Leurs amplitudes, leurs phases et leurs emplacements dépendent du code de référence utilisé. A biphase (or polyphase) code of length N produces after autocorrelation a main peak of amplitude proportional to N, and secondary lobes of lower amplitude distributed on either side of the main peak. Their amplitudes, phases and locations depend on the reference code used.

L'invention sera maintenant explicitée en référence aux figures 4 à 8 dans lesquelles
- La figure 4 représente les fonctions d'autocorrélation de deux codes selon l'invention
- La figure 5 représente la sommation moment à moment des fonctions d'autocorrélation représentées figure 4.The invention will now be explained with reference to FIGS. 4 to 8 in which
- Figure 4 shows the autocorrelation functions of two codes according to the invention
FIG. 5 represents the moment-to-moment summation of the autocorrelation functions represented in FIG. 4.

- La figure 6 représente le diagramme des temps pour deux portes distances. - Figure 6 shows the time diagram for two distance gates.

La figure 7 représente une partie d'une chaîne de réception d'un radar à compression numérique d'impulsion. FIG. 7 represents a part of a reception chain of a radar with digital pulse compression.

La figure 8 représente le schéma d'un corrélateur. Figure 8 shows the diagram of a correlator.

La figure 4 représente graphiquement deux fonctions d'autocorrélation
- D'une part, la fonction d'autocorrélation d'un code quelconque C a de longueur N.Figure 4 graphically represents two autocorrelation functions
- On the one hand, the autocorrelation function of any code C a of length N.

- D'autre part la fonction d'autocorrélation d'un code inconnu Cb, également de longueur N, qui est supposé avoir les propriétés suivantes
- Un pic principal de même amplitude et de même signe que pour Ca. - On the other hand, the autocorrelation function of an unknown code Cb, also of length N, which is supposed to have the following properties
- A main peak of the same amplitude and the same sign as for Ca.

- Des lobes secondaires de signe inverse à ceux de
C.- Secondary lobes of opposite sign to those of
vs.

a
Sur la figure 4 la fonction d'autocorrélation de C a est représenté en traits plein, celle de Cb en pointillé. at
In FIG. 4, the autocorrelation function of C a is shown in solid lines, that of Cb in dotted lines.

Le résultat de la sommation point par point de ces deux fonctions d'autocorrélation donne des lobes secondaires nuls et un pic principal inchangé : sur le lobe principal les énergies des fonctions d'autocorrélation des codes a et b s'ajoutent tandis qu'elles s'annulent sur les lobes secondaires. The result of the point by point summation of these two autocorrelation functions gives zero secondary lobes and an unchanged main peak: on the main lobe the energies of the autocorrelation functions of codes a and b are added while they s 'cancel on the side lobes.

Ce résultat est représenté figure 5. This result is shown in Figure 5.

Le principe du procédé consiste en trois points
- émettre alternativement une impulsion codée par le code polyphasé C aux récurrences paires et une impulsion
a codée par C b aux récurrences impaires;
- calculer pendant les récurrences paires la fonction d'autocorrélation de Ca, et pendant les récurrences impaires celle de Cb, ces deux fonctions répondant aux caractéristiques suivantes
- les pics principaux de même signe
- les lobes secondaires La (n) et L.(n) de mêmes modules et de phases inverses.The principle of the process consists of three points
- alternately send a pulse coded by the polyphase code C with even recurrences and a pulse
a coded by C b with odd recurrences;
- calculate during the even recurrences the autocorrelation function of Ca, and during the odd recurrences that of Cb, these two functions answering the following characteristics
- the main peaks of the same sign
- the secondary lobes La (n) and L. (n) of the same modules and of reverse phases.

- filtrer, par exemple, en sommant chaque échantillon avec celui de la récurrence précédente. - filter, for example, by summing each sample with that of the previous recurrence.

Le diagramme des temps représenté figures Ga et 6b montre les signaux en sortie du corrélateur dans deux portes distance, l'une calée sur le pic principal 6a, l'autre sur un lobe secondaire 6b. The time diagram shown in Figures Ga and 6b shows the signals at the output of the correlator in two distance gates, one set on the main peak 6a, the other on a secondary lobe 6b.

Sur le pic principal le bilan reste le même que dans un traitement classique sans aucune perte alors que les lobes secondaires de chaque code s'annulent par sommation. On the main peak the balance remains the same as in a conventional treatment without any loss while the secondary lobes of each code cancel out by summation.

Afin de réaliser le procédé ci-dessus décrit des codes a et b ont été recherchés de façon systématique. In order to carry out the process described above, codes a and b have been systematically searched for.

Ces codes n'existent pas pour toutes les valeurs de N. These codes do not exist for all values of N.

Ainsi pour N compris entre 1 et 20 il n'existe des codes que pour des valeurs de N égales à 8, 10, 16 et 20. Thus for N between 1 and 20 there are codes only for values of N equal to 8, 10, 16 and 20.

A titre d'exemple évidemment non exhaustifs il est fourni ci-après pour chacune de ces valeurs de N,un un exemple de paire de code a et b. As an obviously non-exhaustive example, below is provided for each of these values of N, an example of a pair of codes a and b.

Par exemple, les codes exprimés sous la forme décimale 20 et 27 en 8 moments, (00010100 et 00011011) ont les fonctions d'autocorrélation suivantes
20 -8 1 -2 1 0 -1 -2 -1
27 -8 -1 2 -1 0 1 2 1
moyenne -8 0 0 0 0 0 0 0
De même en 10 moments les codes 22 et 197 exprimés sous formes décimales ont des fonctions d'autocorrélation ayant des lobes secondaires inverses.For example, the codes expressed in decimal form 20 and 27 in 8 moments, (00010100 and 00011011) have the following autocorrelation functions
20 -8 1 -2 1 0 -1 -2 -1
27 -8 -1 2 -1 0 1 2 1
average -8 0 0 0 0 0 0 0
Similarly, in 10 moments, the codes 22 and 197 expressed in decimal forms have autocorrelation functions having inverse secondary lobes.

De même, en 16 moments, les codes binaires exprimés sous forme décimale 22223 et 22976 possèdent des lobes secondaires inverses. Likewise, in 16 moments, the binary codes expressed in decimal form 22223 and 22976 have inverse secondary lobes.

Sous forme binaire ils sont exprimés par les suites C : 0101 - 0110 - 1100 - 1111
a
C b: 0101 - 1001 - 1100 - 0000
On constate que toutes les paires de codes répondant aux critères définis correspondent à des codes orthogonaux, c'est-à-dire que leur fonction d'intercorrélation donne un pic principal nul. De plus, la plupart des codes trouvés ont des parties identiques et d'autres parties constituées de coefficients inverses. Ainsi dans les codes C a et Cb de 16 moments- groupés comme ci-dessus par groupe de 4, les ler et troisième groupe des deux codes Cl et Cb sont identiques alors que les 2ème et quatrième sont inverses c'est-à-dire que les O du code a sont remplacés par des 1 dans le code b et inversement.In binary form they are expressed by the sequences C: 0101 - 0110 - 1100 - 1111
at
C b: 0101 - 1001 - 1100 - 0000
It can be seen that all the pairs of codes meeting the defined criteria correspond to orthogonal codes, that is to say that their cross-correlation function gives a zero main peak. In addition, most of the codes found have identical parts and other parts made up of inverse coefficients. Thus in the codes C a and Cb of 16 moments - grouped as above by group of 4, the 1st and third groups of the two codes Cl and Cb are identical while the 2nd and fourth are inverse, that is to say that the O in code a are replaced by 1 in code b and vice versa.

De même lorsque deux codes répondent aux critères définis deux codes inverses de chacun des deux codes y répondent également. Un second code est dit inverse d'un premier code si les 1 et O du premier code sont remplacés respectivement par des 0 et des 1 dans le second code. Similarly, when two codes meet the defined criteria, two reverse codes of each of the two codes also meet them. A second code is said to be the reverse of a first code if the 1 and O of the first code are replaced respectively by 0 and 1 in the second code.

Enfin S (k) étant égal à S(,k) il est évident que si deux codes - conviennent deux codes déduit des précédents par retournement temporel conviennent également. Un second code est le retournement .temporel d'un premier code lorsque le premier terme du second code est le dernier terme du premier code, le second terme du second code est l'avant dernier du premier et ainsi de suite, le dernier terme du second code étant le premier terme du premier code. Finally S (k) being equal to S (, k) it is obvious that if two codes - agree two codes deduced from the previous ones by time reversal also agree. A second code is the .temporal reversal of a first code when the first term of the second code is the last term of the first code, the second term of the second code is the penultimate of the first and so on, the last term of the second code being the first term of the first code.

Pour terminer la liste des exemples il est donné ci-après un exemple de code à 20 moments : 57893 et 61146. To complete the list of examples, an example of 20-point code is given below: 57893 and 61146.

Une partie d'un récepteur radar fonctionnant suivant l'invention est représentée figure 7. Part of a radar receiver operating according to the invention is shown in FIG. 7.

Cette partie comporte un convertisseur analogique, numérique 1, un corrélateur 2, un module de filtrage 3, un module de détection 4, une sortie 5. This part includes an analog to digital converter 1, a correlator 2, a filtering module 3, a detection module 4, an output 5.

Le fonctionnent est le suivant. The work is as follows.

- Un convertisseur analogique-digital 1 transforme un signal analogique en une vidéo numérique. On peut se contenter de prendre un seul échantillon par largeur t ; en faisant ainsi, aucune cible ne peut être manquée ; la fréquence minimum d'échantillonnage sera donc F = 1/ t
- Un corrélateur numérique réalise à la fois la compression numérique d'impulsions et le filtrage adapté au signal. Cette opération sera réalisée pour chaque échantillon d'entrée, c'est à dire à la fréquence 1/ t Si lton est dans l'hypothèse minimum.- An analog-digital converter 1 transforms an analog signal into a digital video. We can just take a single sample per width t; by doing so, no target can be missed; the minimum sampling frequency will therefore be F = 1 / t
- A digital correlator performs both digital pulse compression and filtering adapted to the signal. This operation will be carried out for each input sample, ie at the frequency 1 / t If lton is in the minimum hypothesis.

Le signal est ensuite envoyé vers le module de détection 4 par l'intermédiaire d'un module de filtrage 3. The signal is then sent to the detection module 4 via a filter module 3.

Le module 4 de détection effectue la comparaison du signal de sortie par rapport à un seuil. Il permet de détecter la présence ou l'absence de cibles. Le seuil de détection est calculé en fonction de la probabilité de détection (Pd) et de la probabilité de fausse alarme (Pfa) désirés ; ces deux paramètres déterminent le rapport signal sur bruit minimum nécessaire pour avoir une détection. Le module de détection du radar utilisant le procédé selon l'invention comporte un module de sommation qui additionne les fonctions d'autorrélation des impulsions de rang pair codées selon le code a et des impulsions de rang impair codées selon le code b. The detection module 4 compares the output signal with respect to a threshold. It can detect the presence or absence of targets. The detection threshold is calculated according to the probability of detection (Pd) and the probability of false alarm (Pfa) desired; these two parameters determine the minimum signal-to-noise ratio necessary for detection. The radar detection module using the method according to the invention comprises a summation module which adds the functions of autorrelation of the pulses of even rank coded according to code a and of the pulses of odd rank coded according to code b.

Pour réaliser le module 2 réalisant la corrélation il existe des processeurs de signal spécialisés. To make the module 2 performing the correlation there are specialized signal processors.

Un corrélateur numérique est un filtre à réponse impulsionnelle finie. A digital correlator is a finite impulse response filter.

Le signal en sortie d'un corrélateur numérique est obtenu par une sommation pondérée (coefficients) d'un nombre fini d'échantillons du signal d'entrée. Les valeurs des coefficients sont données par le code binaire de référence (1 ou -1 dans le cas d'un code biphases). The signal at the output of a digital correlator is obtained by a weighted summation (coefficients) of a finite number of samples of the input signal. The values of the coefficients are given by the binary reference code (1 or -1 in the case of a two-phase code).

Pour réaliser un tel filtre, il faut des circuits pouvant effectuer les trois opérations principales
- décalage temporel (mémoire)
- multiplication
- addition.To make such a filter, circuits are required which can perform the three main operations.
- time difference (memory)
- multiplication
- addition.

Si C à à Cn-1 sont les N coefficients d'un code à N
o moments, et D1 à Dn les N données présentes à un instant t, le calcul à réaliser est
5(k) = C D + C D + C D
o n i n+i ... + n- 1
Pour un code à N moments, il faut N décalages et chaque résultat nécessite N multiplications et N-i additions.
If C to at Cn-1 are the N coefficients of a code to N
o moments, and D1 to Dn the N data present at an instant t, the calculation to be performed is
5 (k) = CD + CD + CD
oni n + i ... + n- 1
For a code with N moments, N shifts are necessary and each result requires N multiplications and Ni additions.

Le schéma d'un tel corrélateur est représenté figure 8. The diagram of such a correlator is shown in Figure 8.

Pour le réaliser il est préférable de choisir un processeur comportant au moins deux banques de données. A tout instant l'une des banques est utilisée comme source de coefficient Co ... Cn-1 alors que l'autre peut être mise à jour. La suite des coefficients C0, C 1 constituent le code a pour l'une des banques et le code b pour l'autre. To achieve this, it is preferable to choose a processor comprising at least two databases. At any time one of the banks is used as a source of coefficient Co ... Cn-1 while the other can be updated. The series of coefficients C0, C 1 constitute the code a for one of the banks and the code b for the other.

La permutation entre les banques de données est effectuée par une commande venant du microprocesseur. The switching between the databases is carried out by a command from the microprocessor.

Cette commande est synchronisée par l'horloge du radar pour que le code, a, par exemple employé par un modulateur numérique de l'émetteur du radar pour coder des impulsions dites de rang pair soit le code du corrélateur pendant le temps de réception utile, de même ensuite pour le code b. This command is synchronized by the radar clock so that the code has, for example used by a digital modulator of the radar transmitter to code so-called even-number pulses, ie the correlator code during the useful reception time, the same then for code b.

Claims

CLAIMS i.A method of digital modulation of an emission of a signal during which pulses of N moments are transmitted alternately, some said to be of even rank and others said to be of odd rank, said pulses of even rank or odd each having an autocorrelation function comprising a main lobe and secondary lobes, characterized in that the N moments of the pulses of even rank are coded by means of a code, the N moments of the pulses of odd rank are coded with by means of a code b and in that the moment-to-moment addition of the autocorrelation functions of the codes a and b gives a main lobe of value 2N and no secondary lobe.

2. Method according to claim 1, characterized in that the codes a and b are orthogonal codes.

3. Method according to claim 2, characterized in that the codes a and b have 8 moments.

4. Method according to claim 2, characterized in that the codes a and b have 10 moments.

5. Method according to claim 2, characterized in that the codes have 16 moments.

6. Method according to claim 2, characterized in that the codes a and b are 20 moments

7. Method for processing a modulated signal according to claim 1, characterized in that the autocorrelation functions of the signals of even rank and odd rank are added moment to moment.

8. Radar with digital pulse compression and having a transmission chain and a reception chain of the type comprising in series an analog digital converter (1), a correlator (2), a filtering module (3), a module detection (4), characterized in that it comprises a processor comprising at least two switchable data banks and in that these two banks are used alternately as a source of coefficients by the correlator (2).

9. Radar according to claim 8, characterized in that the emission chain alternately transmits pulses of even rank and pulses of odd rank, the pulses of even rank being coded by means of a code constituted by the coefficients of l one of the databases, the pulses of odd rank being coded by means of a code constituted by the coefficients of the other database.

i0. Radar according to claim 8, characterized in that the coefficients contained in each of the two databases form codes whose autocorrelation functions have secondary lobes of opposite values.

11. Radar according to claim 9, characterized in that the detection module comprises a module for summing the autocorrelation functions of the pulses of even rank and of the pulses of odd rank.

i2. Radar according to Claims 9 and 10, characterized in that it includes a module for summing the autocorrelation functions of the pulses of even rank and of the pulses of odd rank.