FR2699685A1 - Dispositif du type radar et procédé de détection utilisant celui-ci. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif radar comportant une unité émettrice/réceptrice (14) entraînée en rotation par une unité d'entraînement (12), et qui possède une antenne émettant un faisceau radar allongé sur un réflecteur (18) qui tourne avec l'unité émettrice / réceptrice (14). Le faisceau réfléchi ainsi balaye la zone cible. Des réflexions produites sur les cibles sont renvoyées par le réflecteur (18) sur l'antenne, dans l'unité (14), pour la détection. Le réflecteur (18) est basculable autour de l'axe vertical, de 90degré par rapport à l'unité (14). Dans une position, le faisceau balaye la zone cible avec sa dimension allongée, verticale (afin de détecter les cibles s'approchant rapidement et de faibles dimensions), dans l'autre position le faisceau balaye la zone cible avec sa dimension allongée, horizontale (afin de détecter des cibles intermittentes se déplaçant lentement).

Description

L'invention concerne des dispositifs et procédés de détection et de télémétrie par radio, communément dénommés radars.

Conformément à l'invention, il est propose un dispositif radar capable de produire deux faisceaux radars à l'aide dun système d'antennes unique, les faisceaux possédant des configurations transversales différentes par rapport au système d'antennes.

Selon l'invention, il est également proposé un dispositif radar possédant un système unique d'antennes émettrices, susceptible de balayage, et capable de produire, selon deux modes de fonctionnement différents, des faisceaux radas respectifs possédant des caractéristiques différentes. Selon l'invention, il est proposé en outre un dispositif radar comprenant un système unique d'antennes émettrices émettant un faisceau radar de configuration étroite et allongée, un réflecteur pour renvoyer le faisceau dans une zone cible, des moyens pour faire tourner l'antenne et le réflecteur, physiquement et ensemble, pour opérer un balayage du faisceau émis à travers au moins une partie de ladite zone, et des moyens pour faire tourner le réflecteur par rapport au système d'antennes, de telle sorte que le faisceau réfléchi tourne entre deux positions, et pour commuter le dispositif entre les modes de fonctionnement correspondants.

Selon l'invention, il est également proposé un dispositif radar comprenant une base, des moyens d'entraînement mécaniques montés sur la base, une unité émettrice / réceptrice montée sur la base de façon à être mobile angulairement par rapport à la base, sous l'action des moyens d'entraînement, autour d'un premier axe qui est vertical quand la base est située dans un plan hori zontal, aucune connexion haute fréquence n'étant prévue sur l'émetteur / récepteur, un système d'antennes émettrices et réceptrices, monté sur, et tournant avec, l'unité émettrice / réceptrice, et adapté pour émettre un faisceau radar qui est de configuration allongée prédéterminée en section transversale, un réflecteur, des moyens d'assemblage supportant le réflecteur au-dessus du système d'antennes, et selon un angle déterminé, à la fois par rapport aux axes vertical et horizontal pour recevoir le faisceau émis et le réfléchir dans une direction sensiblement horizontale, dans une zone cible, les moyens d'assemblage supportant le réflecteur de telle sorte que celui-ci tourne physiquement en liaison avec le mouvement angulaire de l'unité émettrice / réceptrice, autour de l'axe vertical et ainsi balaye le faisceau réfléchi à l'intérieur de la zone cible, et les moyens support étant en outre adaptés pour tourner le réflecteur sensiblement de 900 par rapport à l'axe vertical et par rapport au système d'antennes, de façon à tourner le faisceau réfléchi d'un angle correspondant et ainsi à commuter le dispositif radar entre les premier et second modes de fonctionnement.

Les dispositifs radars mettant en oeuvre l'invention et les procédés conformes à l'invention vont maintenant être décrits à titre d'exemple et en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels
- la figure 1 représente schématiquement les configurations de deux faisceaux radars produits par le dispositif radar
- la figure 2 est une vue en élévation latérale du dispositif,
- la figure 3 est une vue en élévation latérale schématique d'une partie du dispositif, lorsque celui-ci fonctionne selon l'un de ces modes,
- la figure 4 représente la configuration d'un faisceau radar émis par un dispositif conforme a la figure 3, observée selon la ligne référencée IV-IV sur la figure 3,
- la figure 5 correspond à la figure 3 mais représente le dispositif lorsque celui-ci fonctionne dans un autre de ses modes,
- les figures 6A et 6B montrent comment un réflecteur du dispositif est supporté et déplacé, la figure 6A étant une vue latérale, et la figure 6B étant une vue en perspective,
- la figure 7 est un schéma du circuit,sous forme fonctionnelle, du dispositif radar
- la figure 8 est un schéma séquentiel montrant comment le dispositif radard peut-commuter entre différents modes pour reproduire une séquence de fonctionnement,
- la figure 9 est une vue en plan du système d'antennes émettrices et réceptrices, du dispositif, observé selon la ligne référencée IX-IX sur la figure 2,
- la figure 10 est une vue schématique latérale du système d'antennes conforme à la figure 9, et
- la figure 11 est un schéma, sous forme de blocs fonctionnels, du circuit associé au système d'antennes conforme aux figures 9 et 10.

Le dispositif radar qui va être décrit maintenant plus en détail est destiné à produire deux modèles différents de faisceaux radars à l'aide d'un seul dispositif d'antennes exploratrices. Comme cela est montré sur la figure 1, le premier de ces modèles est le modèle
A qui possède, selon un exemple particulier, une largeur w de 0,70 et une hauteur h, de 120. Le second modèle est le modèle B qui, selon un exemple particulier, possède une largeur,w,de 12" et une hauteur, h, de 0,70, et par conséquent correspond au modèle A tourné de 900.

D'une manière qui sera expliquée dans la suite, le dispositif radar est commutable entre deux modes, un mode"A"dans lequel il produit le modèle A,et un mode "B" dans lequel il produit un modèle B. Dans le cas du mode A, le dispositif radar est optimisé pour détecter des~cibles se rapprochant rapidement telles que des appareils de navigation aérienne volant à basse altitude (en supposant que le faisceau est projeté avec son bord inférieur sensiblement horizontal par rapport au plan général de surface terrestre). En supposant que la vitesse du balayage soit suffisamment rapide, le modèle A du faisceau radar serait capable de détecter (c'est- -dire de produire des réflexions radas sûres) des cibles se rapprochant rapidement à des distances considérables, alors qu'elles se présentent, à l'évidence, sous un aspect très petit.

A l'opposé, lorsque le dispositif est dans le mode B, il sera optimisé pour détecter des cibles se déplaçantcpar intermittance,à basse altitude et relativement lentement, telles que des hélicoptères, en particulier dans des conditions de fonctionnement, dans lesquelles il peut se faire que seules les C pa les tournantes du rotor, d'un hélicoptère planant et partiellement caché, sont visibles sur le dispositif radar . La configuration large du modèle B est par conséquent conformée de façon appropriée pour détecter (c'est-à-dire produire des réflexions radas sûres) de telles pales de rotor et sa hauteur est suffisante pour couvrir un champ raisonnable de positions de l'hélicoptère planant.Comme cela sera expliqué plus en détail, cependant, lorsqu'il fonctionne dans le mode B, le dispositif radar peut être arrangé pour produire le modèle B à des angles successifs différents par rapport au plan général de la surface terrestre.

La figure 2 représente une vue en élévation du dispositif radar
Comme cela est représenté, il comporte un socle 10 le supportant sur le sol 11. A la partie supérieure du socle est disposée une unité d'entraînement 12.

Une unité 14 émettrice / réceptrice est montée sur l'unité d'entraînement 12 de façon à être entraînée par l'unité 12, par l'intermédiaire d'une liaison d'entraînement 15, autour de l'axe vertical. Dans ce but, l'unité 12 comporte un moteur d'entraînement approprié.

L'unité 14 émettrice / réceptrice porte un dôme ou capot de protection 16 qui ainsi tourne avec l'unité 14. Le système d'antennes (qui sera décrit plus en détail dans la suite) de l'unité 14 rayonne le faisceau radar émis, verticalement, vers le haut, dans le dôme 16 où il est réfléchi vers l'extérieur, selon une direction sensiblement horizontale, tel que cela est indiqué par la flèche C, à l'aide d'un réflecteur radar 18, tel que cela est représenté en traits interrompus dans le dôme 16. Comme l'ensemble comprenant l'unité 14 et le dôme 16 est tourné autour d'un axe vertical, le faisceau émis dans la direction de la flèche C,balayera un plan sensiblement horizontal. Les faisceaux réfléchis produits par les cibles détectées par le faisceau émis, sont recueillis par le réflecteur 18 et réfléchis sur les éléments récepteurs du système d'antennes qui font partie de l'unité 14, et sont traités d'une façon qui sera décrite par la suite.

Le dôme 16 peut être réalisé en tous matériaux appropriés. Comme il tourne avec l'unité 14, les faisceaux émis et réfléchis passent toujours à travers les mêmes zones discrètes de ces parois latérales, et ainsi seules ces parties ont besoin d'être réalisées de telle sorte qu'elles n'interfèrent pas avec les faisceaux.

Les connexions électriques entre l'unité émettrice / réceptrice 14 et l'unité d'entraînement 12 sont requises uniquement pour apporter l'alimentation électrique à l'unité 14 et les signaux de contrôle pour la représentation visuelle (qui peuvent être par exemple sous forme de signaux numériques). Ainsi, ces connexions électriques peuvent être réalisées sous forme de simples bagues collectrices. L'unité de représentation ou console (non représentée) est montée séparément, en toutes positions appropriées.

La figure 3 représente une vue en élévation schématique et simplifiée d'une partie du dispositif radar lorsque celui-ci fonctionne dans le mode A. Sur la figure 3, l'unité d'entraînement 12 et le socle 10 ne sont pas représentés, il en est de même du dôme 16.

Le système d'antennes émettrices et réceptrices de l'unité 14 sera décrit plus en détail par la suite, et est simplement représenté schématiquement sous la référence 20 sur la figure 3. I1 est arrangé pour émettre un faisceau radar D qui est dirigé verticalement vers le haut sur le réflecteur 18 et représenté par le trait mixte (trait long et trait court). La figure 4 représente la configuration du faisceau telle qu'observée selon la section définie par un plan de coupe passant par la ligne référencée IV-IV sur la figure 4. Ainsi le faisceau
D est réfléchi horizontalement vers l'extérieur par le réflecteur 18 pour produire un faisceau E (figure 3) conforme au modèle A (figure 1). Comme l'unité 14ainsi que le réflecteur 18, tournent autour de l'axe vertical, le faisceau émis balaye la zone cible.Le dispositif radar fonctionne ainsi dans le mode A.

Afin de commuter le dispositif radar dans le mode B, le réflecteur 18 est tourné de 900, autour de l'axe vertical par rapport à l'unité 14 et ainsi occupe la position représentée en traits interrompus sur la figure 3, tel que référencé 18A et en traits pleins sur la figure 5. La figure 5 ainsi correspond à la figure 3 mais représente 10) le réflecteur 18 déplacé de 90" par rapport à l'unité 14 (dans la position représentée en traits interrompus sur la figure 3) et, 20) l'unité 14, ainsi que le réflecteur 18, tournés de 900 autour de l'axe vertical par rapport à la position représentée sur la figure 3.

Comme cela apparaît en regard de la figure 5, ainsi, le faisceau D émis par le système d'antennes 20 de l'unité 14 est maintenant réfléchi par le réflecteur 18 de façon à produire un faisceau E qui est tourné de 900 par rapport au faisceau E représenté sur la figure 3.

Ainsi, le faisceau est maintenant conforme au modèle B de la figure 1 et le dispositif fonctionne par conséquent sur le mode B. Lorsque l'unité 14 et le réflecteur 18 tournent angulairement autour de l'axe vertical, le faisceau conforme au modèle B balaye ainsi la zone cible.

De cette façon, donc, le dispositif radar peut balayer la zone cible selon deux-modes fondamentalement différents et être ainsi capable de détecterldeux types fondamentalement différents de cibles. Néanmoins, il utilise le même système d'antennes émettrices dans les deux modes et pour cette raison, et en raison du fait que le modèle du faisceau émis dans chacun des modes est adapté de façon optimisée aux types respectifs de cibles, le dispositif d'antennes n'exige qu'une alimentation électrique de faible puissance et est optimisé pour cha cun des types de cibles. Ceci découle en partie du fait que la configuration du faisceau dans chaque mode est adaptée au type de cible ,et en particulier possède sensiblement seulement le rapport de configuration minimum exigé pour détecter le type de cible particulier.

I1 apparaît clairement qu'un faisceau émis possédant une configuration circulaire ou une section transversale d'une ouverture de 120 en diametre, pourrait être utilisé pour détecter les cibles, à la fois des deux types décrits ci-dessus, toutefois un tel faisceau posséderait une largeur excessive pour détecter les cibles du premier type (appareil de navigation aérienne de vitesse rapide) et une hauteur excessive pour détecter des cibles du second type (les pales du rotor d'helicoptères planant). Afin de produire un tel faisceau, le dispositif exigerait une alimentation électrique de puissance beaucoup plus élevée et la majeure partie de cette puissance serait gaspillée pour produire un faisceau de taille inutile et de configuration inappropriée.

Sur les figures 3 et 4, on suppose que le réflecteur 18 est incliné de 450 par rapport à l'axe vertical. Cependant cette disposition n'est pas essentielle et le réflecteur 18 peut prendre des angles d'inclinaison différents de façon à modifier les directions du faisceau au-dessus (ou éventuellement au-dessous) de l'horizontale.

En fait, afin d'améliorer les capacités de détection du dispositif, le détecteur 18 est arrangé de façon à pouvoir prendre plus d'un angle d'inclinaison possible par rapport à l'horizontale, lorsque le dispositif fonctionne dans le mode B. La figure 5 représente en traits interrompus, tel que référencé en 18B, comment le réflecteur 18 peut être incliné de sen siblement plus de 450 par rapport a la verticale de façon a produire un faisceau E2 incliné en-dessous de l'horizontale.D'une façon qui sera décrite par la suite, le dispositif radar est capable de fonctionner dans le mode B, avec le réflecteur 18 positionné dans chacune d'un certain nombre de positions angulaires différentes par rapport à l'axe horizontal, de façon à produire dans chacune de ses positions, un faisceau
E émis possédant une élévation différente. Ainsi, le dispositif peut réaliser une succession de balayages en mode B dans chacun desquels le faisceau possède une élévation différente. Chacun de ses balayages peut être séparé par un balayage en mode A.

Les figures 6A et 6B représentent plus en détail un mode de réalisation grâce auquel la position du réflecteur 18, par rapport à l'unité 14 émettrice / réceptrice peut être modifiée.

Les figures 6A et 6B représentent le châssis support 22 du dôme 16. Une structure support 24 s'étend à partir de la face inférieure de l'élément supérieur 22A du châssis, et supporte deux moteurs électriques pas à pas 26 et 28. Le moteur 26 possède un arbre de sortie creux 30 qui se termine à, et est fixé de façon rigide à, un cadre 32 (figure 6B) sur la face arrière du réflecteur 18. Le cadre 32 possède des joues latérales 34 et 36,qui supportent,libre de rotation, un arbre 38.

Les extrémités opposées de l'arbre 38 sont fixées de façon rigide dans des ailes 40 et 42 fixées sur le réflecteur 18.

L'arbre de sortie du moteur pas à pas 28 est de diamètre plus petit que l'arbre de sortie 30 du moteur 26 et s'étend à travers le moteur 26, et à l'intérieur de l'arbre de sortie creux 30, en passant librement à travers un alésage représenté en traits interrompus dans l'élément supérieur du cadre 32. L'extrémité de l'arbre 44 est supportée dans un palier, dans l'élément horizontal inférieur du cadre 32. Une vis sans fin est montée de façon rigide sur l'arbre 44 et vient en engagement avec une roue à vis sans fin 48 solidaire de l'arbre 38.

Il en résulte que le moteur 26 commande la position du réflecteur 18 par rapport à l'axe vertical. Ainsi les impulsions pas à pas appliquées au moteur 26 font que l'arbre 30 provoque la rotation du cadre 32 autour de l'axe vertical et un tel mouvement fait pivoter l'arbre 38 et de même, par l'intermédiaire des ailes 40 et 42, le réflecteur 18 autour de l'axe vertical. A l'opposé, les impulsions pas à pas appliquées sur le moteur 28 entraînent la rotation du réflecteur 18 autour de l'axe horizontale Ainsi le mouvement angulaire de l'arbre 44 provoque un mouvement angulaire de l'arbre 38 autour de son propre axe, par l'intermédiaire de la vis sans fin 46 et de la roue à vis sans fin 48, l'importance de ce mouvement dépendant bien entendu de l'importance du mouvement angulaire de l'arbre 44 et du rapport d'engrenage de la vis sans fin et de la roue.

En fonctionnement, les impulsions pas à pas sont appliquées aux deux moteurs lorsque cela est requis pour commuter le dispositif radar du mode A au mode B, et vice-versa. Ainsi, pour commuter du mode A au mode B, le nombre requis d'impulsions pas à pas est appliqué au moteur 26 pour faire pivoter le réflecteur 18 de 900 autour de l'axe vertical. Au même moment des impulsions pas à pas sont appliquées au moteur 28 pour garantir que le réflecteur 18 est en relation angulaire appropriée par rapport à l'axe horizontal lorsqu'il atteint sa position finale. Le dispositif représenté sur les figures 6A et 6B est adapté en particulier pour une commande numérique. Cependant, différents autres modes de réalisation du repositionnement approprié du réflecteur 18 par rapport à l'unité 14 émettrice / réceptrice pourront être utilisés à la place.

De façon avantageuse, des moyens peuvent être prévus pour verrouiller les arbres 30 et 44 à l'encontre d'une rotation lorsque les moteurs 26 et 28 ne sont pas excités.

Par exemple, les arbres peuvent être de section de forme carrée et des mâchoires de verrouillage commandées par solénolde, peuvent être arrangées pour être déplaçables en, et hors engagement avec les arbres.

I1 apparaît clairement, que pendant toute période au cours de laquelle l'angle du réflecteur 18 par rapport aux axes vertical et horizontal et par rapport à l'unité 14 émettrice / réceptrice este-train d'être modifié, le dispositif radar est de façon certaine,hors de fonctionnement. I1 est par conséquent essentiel qu'un tel positionnement du réflecteur 18 soit atteint aussi rapidement que possible. Ceci peut être atteint en partie, en garantissant que le réflecteur 18 possède une inertie très faible. Le réflecteur 18 peut, par exemple, être constitué d'un matériau du type mousse, rigide et léger, et être muni d'une surface réfléchissante comprenant une couche mince de fibres de verre, par exemple, recouverte d'une feuille de cuivre ou d'aluminium.Selon un exemple particulier, si le réflecteur est sensiblement de forme carrée, de 600 mm de côté et avec une épaisseur de 10 mm, il peut avoir un poids de moins de 300 g. En outre, cependant, l'utilisation des moteurs pas à pas pour positionner le réflecteur permet d'ajuster la forme des trains d'impulsions appliqués aux moteurs de façon à fournir une accélération et une décélération optimum. Initialement la fréquence de répétition des impulsions est basse, et ensuite augmentée pour accélérer le mouvement du réflecteur à un maximum, et diminuée à nouveau pour amener le réflecteur a s'arrêter avec un dépassement de positions minimum.

Il apparaîtra qu'une commutation d'un mode à l'autre, entraînant un mouvement angulaire du réflecteur 18 de 900 autour de l'axe vertical par rapport à l'unité 14, non seulement tourne le faisceau émis de 900 de façon à commuter entre le modèle A au modèle B, mais également transfère le faisceau de 900 par rapport à l'axe vertical. Ainsi ceci peut être pris en compte durant le processus de balayage : en commutant d'un mode à l'autre, il est nécessaire de choisir l'instant temporel où le réflecteur 18 est tourné de 900 de telle sorte que le faisceau émis soit émis dans une direction correcte au début du balayage dans le nouveau mode ; de cette façon l'unité 14 peut avoir une vitesse de rotation constante.

I1 convient également de noter que le changement d'un mode à l'autre entraîne la rotation du faisceau autour d'une ligne passant par le centre du faisceau et non point par ses bords. Ainsi, si le faisceau est émis avec son bord horizontal inférieur dans le mode A, il est nécessaire lors de la commutation dans le mode B, d'abaisser le faisceau de la moitié de la dimension h (figure 1) c'est-à-dire de 6" de façon à garantir que le faisceau (maintenant tourné de 900) continue à être émis avec son bord inférieur horizontal ; et un transfert correspondant de 60 dans la direction inverse est nécessaire lors de la commutation en retour au mode A. Ainsi, le moteur 28 est nécessaire, même si l'avantage d'être capable de générer le faisceau selon plusieurs élévations différentes, dans le mode B n'est pas exigé.

La figure 7 représente un schéma sous forme de bloc fonctionnel du dispositif qui va être décrit par la suite.

La figure 7 représente l'unité d'entraînement et de support 12 avec sa liaison mécanique 15 à l'unité 14 émettrice / réceptrice et le dôme 16 portant le réflecteur 18.

Le système d'antennes 20 est représenté schématiquement comme possédant une section émettrice 20T et une section réceptrice 20R. La section émettrice 20T est excitée par un émetteur 102, par l'intermédiaire d'une unité de sortie 104, et la section émettrice 20T de l'antenne produit le faisceau de sortie de configuration appropriée telle que décrit précédemment.

Toutes les réflexions produites par les cibles sont réfléchies par le réflecteur 18 sur la section réceptrice 20R du système d'antennes 20 et sont appliquées à un récepteur 106 par l'intermédiaire d'une unité d'entrée 108. De façon connue en soi, le récepteur 106 traite les signaux réfléchis et les applique en retour à la console, par l'intermédiaire de l'unité d'entraînement 12 et d'une ligne 110, ainsi que des connexions par bagues collectrices représentées d'une façon générale sous la référence 112 et sont révélés par la console, d'une façon appropriée pour indiquer la cible et sa position.

L'alimentation électrique du circuit de la section 14 émettrice / réceptrice est appliquée, à partir de l'unité d'entraînement 12, par l'intermédiaire des lignes 114 et 116, et des bagues collectrices 112 (la figure 7 ne représente pas les liaisons de l'alimentation électrique à l'ensemble du circuit).

La section 14 émettrice / réceptrice comporte également une unité 120 de séquence et de contrôle de modes. Celle-ci produit des impulsions d'entraînement en sortie, sur les lignes 122 et 124, reliées aux--moteurs pas à pas 26 et 28 qui contrôlent la position angulaire du réflecteur 18 par rapport à la fois aux axes vertical et horizontal (de façon précédemment expliquée). L'unité 120 de séquence et de contrôle de modes reçoit des signaux sur la ligne 126, provenant de l'unité d'entraînement 12, qui représentent la position angulaire de l'unité 14 émettrice / réceptrice par rapport à l'axe vertical et par rapport à un point donné. Ces signaux par conséquent permettent à l'unité 120 de détecter la position angulaire du réflecteur par rapport à ce point donné.L'unité 120 comporte un circuit générateur d'impulsions qui est programmé de façon à émettre des trains d'impulsions sur les lignes 122 et 124 à des instants temporels appropriés, de telle sorte que les moteurs 26 et 28 repositionnent le réflecteur 18 et ainsi commutent le dispositif d'un mode à l'autre.

Le circuit générateur d'impulsions dans l'unité 120 peut être programmé pour arranger les deux modes de fonctionnement de toute façon appropriés.

Par exemple, une séquence possible peut consister en ce que le dispositif réalise un nombre donné de balayages completssur 3600 dans le mode A suivi par un balayage unique de 360" dans le mode B. Cette séquence serait ensuite répétée. Pour chacun de n balayage mode
B, l'unité 120 produirait des nombres relativement différents d'impulsions de sortie sur les lignes 122 et 124, de telle sorte que pour chacun de ces balayages en mode B, le réflecteur 18 posséderait des positions angulaires légèrement différentes par rapport à l'axe horizontal. Ainsi, chacun de ces balayages en mode B produirait un faisceau présentant un angle sensiblement différent par rapport a l'horizontale.Une telle séquence, autant que possible, signifierait que pour approximativement 20 % du temps total (en ignorant le temps utilisé pour repositionner le réflecteur 18 par rapport à l'unité 14), le dispositif ne détecte pas effectivement les cibles de vitesse rapide et se présentant sous un aspect petit, et pour sensiblement 80 % du temps total, le dispositif ne détecte pas les cibles se déplaçant lentement et par intermittence. Etant donné que les cibles du dernier type se déplacent relativement lentement, il devrait normalement être satisfaisant, que celles-ci ne soient recherchées que pendant 20 % du temps total.

Cependant, il peut être moins satisfaisant, que les cibles à déplacement rapide ne soient recherchées que pendant 80 % du temps total. Si, par exemple, la vitesse d'approche d'une cible de ce type est suffisamment élevée par rapport au temps total utilisé pour un balayage complet de 360 , une telle cible pourrait approcher et arriver en étant aucunement détectée, tandis que le dispositif réaliserait des balayages du mode B. Naturellement, ce désavantage peut être tempéré en augmentant le nombre de balayages en mode A par rapport au nombre de balayages en mode B, mais ceci augmente le risque qu'une cible du type à déplacement intermittent et lent puisse ne pas être détectée.

Cependant, comme cela a déjà été expliqué, la commutation d'un mode à l'autre produit automatiquement un changement brusque de 90" dans la direction d'émission du faisceau (en supposant que l'unité 14 émettrice / réceptrice ne soit pas tournée dans le même temps).

Ce pivotement de 900 du faisceau, dont la direction na turellement dépend de la direction, par rapport à l'axe vertical autour dû quel le réflecteur 18 est tourné par rapport à l'unité 14, peut etre utilisé pour produire une séquence de mode plus sophistiquée, tel que cela sera maintenant décrit en référence à la figure 8.

En regard de la figure 8, on supposera qu'il est souhaité de rechercher des cibles du second type pendant seulement 1800 de la zone totale de balayage, c'est-à-dire en avant"du dispositif radar qui est indiqué schématiquement en X. Initialement, on suppose que le dispositif est tel que le faisceau émis est émis dans la direction référencée 00. Avec le dispositif fonctionnant dans le mode A, il réalise un balayage de 2700 dans ce mode. A cet instant, l'unité 120 (figure 7) commute le dispositif dans le mode B en tournant le réflecteur 18 de 900 autour de l'axe vertical et par rapport à l'unité 14 (et en ajustant de façon appropriée sa position par rapport à l'axe horizontal si cela est nécessaire).Ceci entraîne automatiquement un changement de 90" dans la direction d'émission du faisceau émis, par rapport à l'axe vertical, comme cela a été expliqué auparavant, et le faisceau émis est maintenant émis à nouveau dans la direction référencée 00. A partir de cette position, le dispositif réalise un balayage en mode
B jusqu'à la position référencée 900. Le dispositif est alors commuté à nouveau dans le mode A en pivotant à nouveau le réflecteur 18 de 900 autour de l'axe vertical et par rapport à l'unité 14, et cette fois la direction du mouvement est déterminée de façon à transférer à nouveau le rayon émis dans la direction référencée 00. Le dispositif ensuite réalise un balayage en mode A jusqu'à la position référencée 1800.Dans cette position, le dispositif est ensuite commuté à nouveau dans le mode B de telle sorte que le faisceau émis soit transféré à nouveau dans la position à 900 à partir de laquelle il balayait dans le mode B, jusqu'à ce que la position à 900 soit atteinte. Le dispositif est ensuite commuté dans le mode
A pour transférer le faisceau en avant de la position 2700. A partir de cette position, le dispositif peut réaliser un balayage en mode A ou plusieurs balayages de ce type, jusqu'à ce que, lorsque le faisceau est à nouveau dans la position 2700, le dispositif est commuté dans le mode B et la séquence décrite ci-dessus répétée. Ce qui précède, suppose que la commutation entre les deux modes soit réalisée instantanément, ce qui ne peut être le cas en pratique.Le temps de commutation doit donc être pris en compte dans la séquence, c'est-à-dire
une prise en compte du fait que l'unité 14 doit tourner d'un angle e fini pendant que le réflecteur 18 est commuté entre ces deux positions, en réduisant les amplitudes angulaires totales des balayages de chaque mode, de 20. On comprendra que ce qui précède constitue simplement un exemple parmi une gamme étendue de différentes formes de balayages qui peuvent être utilisées et en pratique, une séquence de balayage appropriée de- vra être choisie pour satisfaire les conditions de fonctionnement.

L 'unité 120 de séquence et de contrôle de modes peut aussi être prévue de façon à être commandée manuellement à partir d'une commande appropriée disposée sur l'unité d'entraînement 12 de telle sorte qu'un opérateur puisse commuter le dispositif d'un mode dans l'autre s'il le désire. La représentation visuelle produite sur la console peut être de toutes formes appropriées. Pour une utilisation sur le terrain, une forme simplifiée de représentation associant des dispositifs émetteurs de lumière par exemple, et indiquant simplement la position des cibles détectées peut être prévue. De façon avantageuse, un tel affichage sera contrôlé par des signaux reçus sur une ligne 127 provenant de l'unité 120, de façon à indiquer également le mode de fonctionnement dans lequel une telle cible a été détectée, afin d'indiquer ainsi le type particulier de cibles.

La figure 9 est une section schématique selon la ligne de coupe référencée IX-IX sur la figure 2, montrant un mode de réalisation selon lequel le système 20 émettant et recevant peut être arrangé. L'antenne ou aérien 20 peut être montée sur un support 130 possédant un diamètre de, par exemple 500 mm. La section 20T émettrice de l'antenne positionnée le long du diamètre du cercle possède une forme allongé et étroite de façon à produire la configuration requise du faisceau représentée en traits interrompus référencé T.

Afin d'opérer une utilisation optimum de la zone disponible dans le support d'antennes 130, la partie réceptrice de l'antenne est arrangée en quatre sections représentées en 20-RI, 20-R2, 20-R3 et 20-R4. Ainsi, ces sections produisent respectivement des configurations de réception représentées en traits interrompus en RI, R-2,
R3, et R4, et ainsi, au total,produisent un modèle de réponse correspondant à la configuration du modèle du faisceau émis.

La figure 10 montre comment les sections émettrices et réceptrices de l'antenne sont inclinées de façon appropriée l'une par rapport à l'autre. De cette manière, les faisceaux convergent dans la région du réflecteur 18.

La figure 11 montre comment les quatre sections réceptrices 20-R1, 20-R2, 20-R3 et 20-R4 peuvent être connectées respectivement à travers les unités d'entrée réceptrices108A, 108B, 108C et 108D à une unité de multiplexage 150 à l'intérieur du circuit de réception et de traitement 106 de la figure 8.

Le réflecteur 18 doit être capable de réfléchir le faisceau dans chacune de ses orientations espacées de 900 et ceci détermine ses dimensions hors tout ; en fait, son diamètre doit être au moins aussi grand que la dimension la plus large (voir figure 1) du faisceau.

Ce fait détermine la taille de l'installation et, en particulier, l'espace disponible pour les antennes.

Comme la largeur du faisceau d'une antenne est inversement proportionnelle à son ouverture, une simple antenne réceptrice ayant sensiblement la même taille que le support d'antennes 130 posséderait une taille de faisceau petite, dont les deux dimensions seraient chacune sensiblement égales à la plus petite dimension du faisceau.

Ceci ne serait par conséquent pas satisfaisant. Les différentes antennes réceptrices représentées permettent de surmonter ce problème, puisque, ensemble, elles permettent d'utiliser sensiblement tout l'espace du support d'antennes 130 et produisent des modèles de réception qui ensemble couvrent la totalité du faisceau émis. En même temps, chaque antenne réceptrice possède une taille quatre fois égale à la taille maximum qu'une antenne réceptrice seule pourrait avoir afin de recevoir la totalité du faisceau réfléchi. Etant donné que la taille d'une antenne réceptrice détermine l'amplitude du signal reçu (qui à son tour détermine la sensibilité du système), chacune des quatre unités d'entrée réceptrices reçoit un signal dont l'amplitude est quatre fois égale à ce qu'elle serait dans le cas d'un récepteur unique relié à une antenne réceptrice unique. Ainsi, le dispositif fournit une sensibilité multipliée quatre fois, sans pour autant augmenter la taille de l'installation en dimensions hors tout.

Le dispositif n'est pas limité à la détection de cibles des deux types décrits. I1 peut par exemple être utilisé en mer pour détecter des bateaux lorsqu'ils fonctionnent dans le mode B.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Dispositif radar capable de produire deux faisceaux radars à partir d'un système d'antennes unique, caractérisé en ce que les faisceaux ont des configurations (A,B) en section transversale différente, par rapport au système d'antennes.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il possède un système unique (18, 20) d'antennes émettrices de balayages, capable de produire selon deux modes de fonctionnement différents, lesdits deux faisceaux radars.

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les configurations en section transversale des deux faisceaux radars respectivement produits dans les deux modes de fonctionnement sont identiques, mais l'une étant tournée sensiblement de 900 par rapport à l'autre.

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par un système (20) unique d'antennes émettrices, émettant un faisceau radar de configuration allongée et étroite, un réflecteur (18) pour réfléchir le faisceau dans une zone cible, un dispositif (12) pour tourner le système d'antennes (20) et le réflecteur (18) physiquement et ensemble, de telle sorte que le faisceau émis balaie au moins une partie~de ladite zone, et un dispositif (26, 28) pour tourner le réflecteur (18) par rapport au système d'antennes (20) de façon à tourner le faisceau réfléchi entre deux positions et commuter le dispositif radar entre les modes de fonctionnement correspondants.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système d'antennes (20) est monté pour tourner avec son circuit d'excitation , auquel aucune connexion haute fréquence n'est réalisée.

6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce-que le système d'antennes (20) et le réflecteur (18) sont montés pour effectuer ensemble une rotation autour du même axe, axe autour duquel de plus le réflecteur est mobile par rapport au système d'antennes.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système d'antennes (20) est arrangé symétriquement par rapport audit axe de façon à émettre ledit faisceau dans la direction de l'axe, et par un dispositif (24 à 48) de support commandable, portant le réflecteur (18) sur ledit axe, de façon à recevoir le faisceau émis, le réflecteur (18) possédant sa surface réfléchissante inclinée sur ledit axe en étant tournée autour d'un second axe normal à cet axe, de telle saute que le faisceau réfléchi est renvoyé dans la direction d'un troisième axe sensiblement normal à la fois aux premier et second axes.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le dispositif support..(24 à 48) fait tourner le réflecteur (18) selon un angle sensiblement égal à 90" autour du premier axe, par rapport au système d'antennes émettrices, de façon à commuter le dispositif radar entre les deux modes de fonctionnement.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le dispositif support contrôlable (24 à 48) comprend des moyens agissant pour contrôler la position angulaire du réflecteur par rapport audit second axe et par rapport au système d'antennes, de façon à ajuster l'angle (s'il en existe un) entre la direction du faisceau réfléchi et celle du troisième axe.

10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le dispositif support contrôlable (24 à 48) comprend un support (34, 40, 42) pour supporter le réflecteur (18) libre de mouvements angulaires par rapport aux premier et second axes, et des premier et second moteurs électriques (26, 28) respectivement connectés, pour faire tourner le réflecteur (18) autour de ces deux axes.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le support comprend un cadre (34) comportant un arbre (38) de commande qui est aligné avec ledit second axe et qui est relié rigidement au réflecteur (18) de telle sorte qu'un mouvement angulaire du cadre autour du premier axe, tourne, par là, le réflecteur (18), l'arbre (38) de commande étant susceptible de rotation par rapport au second axe de telle sorte qu'une telle rotation tourne le réflecteur (18) autour de cet axe.

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les deux moteurs (26, 28) sont arrangés de telle sorte que l'arbre de sortie (30) de l'un4'eux tourne le cadre autour du premier axe et l'arbre de sortie (44) de l'autre tourne ledit arbre de commande autour du second axe.

13. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 12, caractérisé en ce que le système d'antennes émettrices possède, associé avec lui un système d'antennes réceptrices sur lequel, des réflexions provenant des cibles situées dans la zone cible , sont réfléchies par le réflecteur, telles qu'une pluralité d'aériens récepteurs séparés (20-R1, 20-R2, 20-R3 et 20-R4) dont les configurations de faisceaux respectives correspondent chacune à une partie seulement de la surface de la configuration du faisceau émis.

14. Dispositif radar comprenant une base (10), des moyens d'entraînement mécaniques (12) montés sur la base, une unité (14) émettrice / réceptrice montée sur la base, de façon à être déplaçable angulairement par rapport à la base grâce aux moyens d'entraînement, autour d'un premier axe qui est vertical lorsque la base (10) repose dans un plan horizontal, aucune connexion haute fréquence n'étant prévue vers l'unité émettrice / réceptrice, un système d'antennes (20) émetteur et récepteur monté sur, et tournant avec, l'unité (14) émettrice / réceptrice et arrangée pour émettre un faisceau radar qui est de forme allongée prédéterminée en section transversale, un réflecteur (18) et un dispositif support pour supporter le réflecteur (18) au-dessus du système d'antennes (20) et selon un angle donné par rapport aux axes vertical et horizontal, de façon à recevoir le faisceau émis et à le réfléchir dans une direction sensiblement horizontale dans la zone cible , caractérisé en ce que le dispositif support (24 à 48) porte le réflecteur (18) de telle sorte que celui-ci tourne physiquement avec le mouvement angulaire de l'unité (14) émettrice / réceptrice autour de l'axe vertical, et qu'ainsi le faisceau réfléchi explore la zone cible et soit également capable de tourner le réflecteur (18) d'un angle sensiblement égal à 90" par rapport à l'axe vertical,par rapport au système d'antennes' (20) de façon à tourner le faisceau réfléchi d'un angle correspond et ainsi à commuter le dispositif radar entre des premier et second modes de fonctionnement.

15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif support comprend également des moyens agissant lorsqu'ils tournent le réflecteur d'un angle sensiblement égal à 900 par rapport à l'axe vertical et par rapport à l'unité émettrice / réceptrice pour provoquer un changement simultané autour de l'axe vertical et par rapport au système d'antennes (20) de façon à opérer un changement correspondant dans la direction d'émission du faisceau réfléchi.

16. Dispositif selon la revendication 14 ou la revendication 15, comprenant un dôme (22) qui loge le réflecteur (18) et qui est monté au-dessus du système d'antennes (20) pour opérer une rotation avec celui-ci autour de l'axe vertical, et caractérisé en ce que le dispositif support comprend des premier et second moteurs pas à pas (26, 28) supportés par le dôme (22) au-dessus du réflecteur (18), et avec leurs axes de sortie (30, 44) s'étendant en alignement l'un par rapport à l'autre et par rapport à l'axe vertical l'arbre de sortie (30) du premier moteur (26) étant creux et solidaire du cadre (34) qui portent un arbre de commande (38) susceptible de rotation autour de l'axe horizontal et relié rigidement au réflécteur (18) de telle sorte qu'un mouvement angulaire de l'arbre de sortie (30) du premier moteur (26) tourne le cadre (34) et ainsi le réflecteur (18) autour de l'axe vertical, et l'arbre de sortie (44) du second moteur (28) passant librement à travers l'arbre (30) de sortie creux du premier moteur (26) et engrenant avec ledit arbre de commande (38) de façon à tourner cet arbre autour de l'axe horizontal, et ainsi tourner le réflecteur (18) autour de cet axe.

17. Procédé pour détecter des premier et second types de cibles radars à l'intérieur d'une zone cible prédéterminée, comprenant les étapes consistant à émettre un faisceau radar, de configuration, en section transversale, allongée, prédéterminée, sur un réflecteur (18) qui réfléchit le faisceau dans une zone cibles, le faisceau ayant une première orientation prédéterminée par rapport à la zone cibles, et à tourner le faisceau émis et le réflecteur (18) ensemble et physiquement autour d'un axe prédéterminé, de façon telle que le faisceau réfléchi explore au moins une partie de la zone cibles, et caractérisé par l'étape consistant à commuter le réflecteur (18) par rapport au faisceau émis, selon une distance angulaire prédéterminée par rapport à un axe aligné aVec le faisceau émis de façon à donner au faisceau réfléchi une seconde orientation prédéterminée, différente, par rapport à la zone cible , et ensuite à déplacer le faisceau émis et le réflecteur (18) physiquement et ensemble à nouveau autour dudit axe de telle sorte que le faisceau réfléchi balaie au moins une partie de la zone cible , les première et seconde orientations prédéterminées du faisceau par rapport à la zone cibles étant adaptées pour détecter des cibles de premier et second types respectivement.

18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que une cible du premier type est une cible se déplaçant rapidement se présentant sous un aspect de faibles dimensions (telle qu'un appareil de navigation aérienne ou un missile), et ladite première orientation prédéterminée est une orientation dans laquelle la dimension allongée du faisceau réfléchi est sensiblement verticale et la cible du second type est une cible se présentant sous un aspect de dimensions relativement importantes et qui se trouve de façon intermittente dans une position de déplacement relativement lente (telle que, par exemple,les pales du rotor d'un hélicoptère), et que dans un tel cas ladite seconde orientation prédéterminée du faisceau est une orientation dans laquelle la dimension d'axes allongés du faisceau réfléchi est sensiblement horizontale.