FR2725526A1 - Radar monopulse aeroporte du type air-sol - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un radar monopulsé destiné à la mesure des distances. Elle se rapporte à un radar dans lequel l'orientation d'une surface d'isoprobabilité est déterminée, cette surface correspondant à des combinaisons de la somme et des différences d'azimuth et de hauteur d'échantillons statistiquement indépendants renvoyés par les cibles. De telles valeurs statistiquement indépendantes peuvent être obtenues à partir de l'écho d'une seule impulsion. L'orientation de la surface d'isoprobabilité indique la hauteur de la cible par rapport à l'axe de visée. Application à la mesure de distances du sol par les aéronefs.

Description

La présente invention concerne un radar destiné a la mesure de distances

air so! à l'aide d'un arranoement mono-

pulsé à faisceaux séparés. La figure l'a" en élévation et les figures 2(a) et 2(b) en clan reoresentent un tel arrangement fondamental. La figure La'" reorésente les caractéristiques des faisceaux séparés d'une antenne avant deux éléments de balayage en hauteur. La direction de séparation des faisceaux. c'est-à- dire l'axe de symétrie disposé entre les faisceaux, est la seule direction à oartir de laquelle les échos provenant du sol vers les deux éléments oeuvent Former des signaux avant des amplitudes et des phases égales. Les réDonses individuelles des deux éléments sont représentées car les figures lb. et i c correspondant respectivement au signal du faisceau suoerieur et à celui du faisceau inférieur, les abscisses représentant la portée ou le temps. On note que. lorsque l'impulsion emise vient frapper progressivement la surface, l'amplitude des échos augmente et diminue lorsque le point de réflexion se déplace en passant par l'axe de l'élément, c'est-à-dire car la direction de plus grande sensibilité de l'élément. Comme les axes des deux éléments sont décalés en hauteur, les pics des réponses apparaissent aux positions 'ou aux temps, P et o Lorsaue l'impulsion émise parvient au point R. placé sur l'axe de visée de l'antenne, les deux éléments recoivent des signaux égaux de la même phase. Une soustraction cohérente des deux signaux donne donc un signal avant une forme d'onde en.eioope

représentée par la figure l'd. La détermination du temos correspondant au point N de recoupement par rapport au temps d'émission de l'impulsion radar. donne donc une mesure de la30 distance du point R à l'aéronef, ce point R étant manifestement déterminé par l'axe de visée de l'antenne.

L'explication qui précède suppose que l'impulsion a une étroitesse infinie et que le faisceau est aussi Infiniment étroit en azimuth. En oratique, la durée finie de l'imoulsion et la largeur finie du faisceau impliquent une Lntégration des

échos provenant du sol, cette intégration étant effectuée sur le sol et, mis à part les c1bles distinctes ce oranOes aimen-

sions, elle n'est oas corrélée. En conséquence, une caracté-

ristique analogue à un bruit se superoose à la caractr.lstinue représentée sur la figure l'd) et introduit une incertitude sur la distance du recoupement. Oet effet est appelé 'bourrage résiduel" et est l'une des sources principales d'incertitude sur la distance donnée oar un radar de mesure de distances au sol. La fiaure 2(a, est une vue en plan de la surface du sol éclairée par l'impulsion incidente, l'axe horizontal représentant la direction de visée de l'antenne et l'axe vertical,l'axe neutre, l'ellipse de droite représentant le

faisceau supérieur et l'ellipse de gauche le faisceau infé-

rieur. On note que l'axe neutre de l'impulsion corresoond à

une droite transversale au trajet de l'aéronef.

Lorsque l'antenne tourne autour de son axe de roulis

par rapport au sol, ou lorsque le sol est incliné transversa-

lement au trajet de l'aéronef, l'effet observé est une rotation de l'axe L ou de réponse nulle comme indiqué sur la figure

2(b). L'axe est encore une droite mais il n'est plus peroendi-

culaire à la direction de visée du faisceau. En conséquence.

la pente de la caractéristique de la figure l'd, est réduite.

En conséquence, le radar a une plus grande sensibilité au bourrage résiduel et l'erreur sur la distance augmente. En

outre, l'axe neutre sur le sol présente une certaine réoarti-

tion en distance, provoquant une dégradation supplémentaire de la précision obtenue sur la distance. L'angle de descente de l'axe de visée de l'antenne est en général très faible et,

même pour de faibles angles de roulis. l'effet décrit orécé-

demment peut augmenter l'erreur sur la distance d'une valeur

très importante, par exemple comprise entre 30 et 200 m environ.

La demande de brevet britannicue no %2.09539 décrit un procédé destiné à réduire ces erreurs et mettant en oeuvre

un système monopuisé à deux axes somme et différence. comnre-

nant quatre faisceaux olacés aux coins d'un carré. Les signaux des quatres faisceaux sont combinés linéairement afin qu'Lls donnent un signal ayant les caractéristiques de hauteur décrites précédemment, et un second signal différence avant les mêmes caractéristiques en azimuth. La somme des signaux des quatre faisceaux constitue le signal normalement aooel "signal somme". Une combinaison linéaire suQolémentaire qui

n'est pas habituellement utilisée et qui est. en gcénérai.

considérée comme un signal sans signification. est alors utilisé afin qu'il donne une indication sur l'alignement en roulis, et les signaux en hauteur et d'azlmuth sont combinés suivant des proportions qui dépendent de cette indication afin que les effets nuisibles du défaut d'alignement en roulis

soient réduits d'une valeur importante.

L'invention concerne un radar de mesure de distances de cibles au sol tenant compte de la pente du sol en direction

transversale à la trajectoire.

Selon l'invention, un radar monopulsé aéroporté des-

tiné à la mesure de distances air-sol, dans lequel des signaux d'échos de cibles sont ajoutés et soustraits afin qu'ils forment un signal somme, un signal différence d'azimuth et

un signal différence de hauteur, les signaux somme et diffé-

rence dépendant de la position des cibles par rapoort à l'axe

de visée, comporte un dispositif de calcul destiné à détermi-

ner, d'après des échantillons des signaux d'échos provenant des cibles, ayant un degré d'indépendance statistique,

l'orientation d'une surface d'lsoprobabilité, déterminant.

par rapport à des axes correspondants de coordonnées. des combinaisons d'amplitudes des signaux somme. différence d'azimuth et différence de hauteur avant une probablité particulière, si bien que le dispositif de calcul donne une réponse ou indication hauteur-distance qui est indépenoante de l'inclinaison du sol en direction transversale à la

trajectoire.

Le radar comprend, de préférence un dispositif desti-

né à former des composantes en quadrature indépendantes statistiquement pour chacun des signaux somme, différence d'azimuth et différence de hauteur à partir d'une seule impulsion d'écho, les deux jeux de composantes en quadrature formant ces échantillons de signaux d'échos provenant des

cibles, ayant une indépendance statistique.

L4 Le dispositif de calcul peut mettre en oeuvre le rapport de la covariance des amplitudes des différences

d'azimuth et de hauteur et de la variance du signal somme. du signal différence d azimuth ou du signal différence de5 hauteur.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tin ressortiront mieux de la description qui va suivre d'un

mode de réalisation de radar de mesure de distances air-sol selon l'invention, faite en référence aux dessins annexés sur10 lesquels, les figures l(a) à 2(b) ayant déjà été décrites: les figures 3(a) et 3(b) représentent des diagrammes bidimensionnels représentant, sur des axes de coordonnées, un profil de probabilités des amplitudes de la somme et de la différence de hauteur, la figure 3(a) correspondant à un15 écho se trouvant sur l'axe de visée alors que la figure 3(b) correspondant à un écho disposé en dehors de cette axe;

les figures 4,5,6 et 7 représentent des profils analogues de probabilités constantes, mais sous forme tridimen-

sionelle et pour diverses dispositions des axes du radar et20 diverses positions de cibles par rapport à l'axe de visée; et la figure 8 est un diagramme synoptique d'un radar mettant en oeuvre des opérations de calculs statistiques selon l'invention. Les figures l(a) à 2(b) ont déjà été décrites pour

l'illustration d'arrangements classiques à faisceaux séparés et des difficultés qu'ils présentent.

La figure 3(a) représente la répartition de diverses combinaisons d'amolitudes somme et différence (hauteur) ayant une valeur particulière de probabilité, chacune des combinaisons30 comprenant les amplitudes somme différence d'un signal élémen- taire particulier reçu. Ainsi, chaque point du graphique

correspond à un signal élémentaire reçu. L'ellipse représenté fait simplement Partie d'une famille de profils analogues qui sont tous centrés sur l'origine.

On peut les considérer comme des profils de probabilité allant d'une valeur maximale à l'origine à une valeur minimale (zéro) pour des valeurs importantes de S et E. Les profils forment ainsi une surface analogue à une colline allongée ayant un maximum à l'origine, indiquant que les valeurs les plus

probables de S et E sont zéro.

La figure 3(a) convient au cas o l'axe d'azimuth du radar est aligné avec précision sur une "horizontale" locale du sol, et les signaux proviennent d'emplacements qui se trouvent de part et d'autre de l'axe de visée. Dans ce

cas, S et E ne sont pas corrélés, c'est-à-dire qu'une ampli-

tude connue du signal somme correspondant à un signal élémen-

taire particulier ne donne pas d'information sur l'autre

composante de la combinaison, l'amplitude du signal en hauteur.

Sur la figure 3(a), le grand axe et le petit axe

de l'ellipse sont alignés sur les axes S et E prédéterminés.

Cependant, si la distance à partir de laquelle les signaux sont réfléchis est telle que les signaux proviennent du haut (ou du bas) par rapport à l'axe d'azimuth, E est corrélé à S, c'est-à-dire que la connaissance d'une valeur de S donne des

informations sur la valeur la plus probable pour E (et inver-

sement). Les ellipses correspondant à une densité d'isoproba-

bilité sont donc inclinées par rapport aux axes comme indiqué sur la figure 3(b), mais on constate que l'excentricité des

ellipses n'est pas fortement modifiée.

On peut noter que le traitement classique des signaux utilisés pour les mesures de distances de cibles au sol estime la tangente de l'angle d'inclinaison de l'ellipse

pour des éléments successifs de distances et, lorsque l'es-

timation de cet angle est égal à zéro, la distance indiquée est considérée comme la distance du sol suivant l'axe de visée. Cependant, si l'axe d'azimuth du radar n'est pas aligné avec précision sur le plan du sol, l'excentricité de l'ellipse est fortement réduite, et la précision avec laquelle

le radar estime l'inclinaison est réduite de manière analogue.

Dans la représentation bidimensionnelle précédente des amplitudes de la somme et de la différence de hauteur, la troisième dimension est utilisée afin qu'elle indique la probabilité, comme dans l'analogie précédente avec une colline allongée. Cependant, si la troisième dimension est

nécessaire à la composante du sional différence d'azlmuth.

la valeur de la probabilité ne peut être présentée que par la densité de l'échantillon. Les trois composantes du signal forment un triplet dont les amplitudes dans un échantillon quelconque peuvent être portées sous eorme d'un point d'un graphique tridimensionnel. l'axe A étant ajouté aux ceux autres afin que l'ensemble constitue un système de coordonnées cartésiennes à axes perpendiculaires 'A, E. 5" les amplitudes des signaux correspondants étant mesurées le long des ces axes. Des surfaces d'égale densité de probabilité remolacent alors les courbes bidimensionnelles précédentes. et les surfaces correspondant à un tel triplet de prooabilités orthogonales sont des ellipsoïdes, de manière bien connue. Lorsque les signaux sont réfléchis à oartir d'emplacements se trouvant sur l'axe de visée ou à proximité de celui- cl, et le long de l'axe d'azimuth du radar, ces signaux ne sont pas corrélés les uns aux autres, si bien que les trois axes des ellipsoides d'isoprobabilité coïncident avec les axes A, E, 5, comme indiqué sur la figure 4 sur laquelle une seule de ces surfaces est représentée. Si l'on considère la disposition du sol qui réfléchit les signaux par rapport aux axes du radar, on note que l'axe principal de l'ellipsoïde coincidant avec l'axe du signal somme est le plus grand des trois, que l'axe

coincidant avec l'axe d'azimuth est ensuite le plus grand.

et que l'axe coincidant à l'axe de hauteur est le plus petIt.

Les ellipsoides sont ainsi sous forme de disques alloncés.

L'analyse d'un faisceau radar idéal donne, oour les axes principaux. des rapports qui sont d'environ 20/10/1 pour la

somme, l'azimuth et la hauteur.

Si la cellule élémentaire représentant la résolution en distance sur le sol, à partir de laquelle les signaux oroviennent, est parallèle à l'axe d'azimuth du radar, mais au-dessus de celui-ci, le signal d'azimuth n'est oas corrélé à nouveau au signal somme ou au signal hauteur, mris ces

deux signaux présentent une certaine corrélation mutuelle.

si bien que l'axe intermédoaire de l'ellopscide coincide à nouveau avec l'axe d'azimuth autour duquel l'elliosoIde est inclinée si bien que le grand axe de l'elliosoide est ainsi

incliné vers l'axe de hauteur comme indiqué sur la figure 5.

D'autre part, si la cellule élementaire correspondant à la résolution en distance est centrée sur l'axe de visée, mais si le radar présente un roulis autour de cet axe de visée, il existe une corrélation entre les signaux de hauteur et d'azimuth, mais aucune corrélation entre le signal somme et l'un ou l'autre des deux autres. En conséquence, le grand axe continue à coïncider avec l'axe du signal somme, mais l'ellipsoïde tourne autour de cet axe comme indiqué sur la figure 6. Il est important de noter que le plus petit axe principal est encore perpendiculaire à l'axe somme dans ces conditions. Si les deux écarts orécédents par rapport à la

symétrie sont imposés en même temps, la disposition de l'ellip-

soide est une combinaison des deux précédentes, comme indiqué

sur la figure 7.

L'analyse montre que, bien que la disposition de l'ellipse d'isoprobabilité varie, les rapports des axes principaux ne varient pas beaucoup et, en conséquence, comme le plus petit axe est bien inférieur aux deux autres, un échantillon statistique des signaux peut être utilisé pour la détermination de sa disposition par rapport aux axes des signaux avec une précision très importante. Toute surface olane réglée de manière que le carré des distances des échantillons au plan soit minimal, est à peu près perpendiculaire à l'axe principal le plus petit, avec un degré de confiance très important. En outre, l'angle Formé par cet axe et l'axe somme varient de façon régulière d'une valeur supérieure à un anole droit (lorsque la cellule élémentaire se trouve au- dessous de l'axe de visée) à un angle droit exactement (lorsque la cellule se trouve sur l'axe de visée) et à un angle inférieur à un droit (lorsque la cellule se trouve au-dessus de l'axe de visée). Le cosinus de cet angle ou une autre fonction commode d'un cosinus peut alors être utilisée comme élément indicateur permettant la détermination de la cellule qui se trouve sur l'axe de visée et, en consequence, la distance du

sol sur l'axe de visée.

Il est établi par la théorie de l'échantillonnage de variables aléatoires conormales que, étant donné un

nombre d'échantillons statistiquement indépendant des varia-

bles associées, toute l'information qui Peut être déduite sur le comportement statistique qui en est la base est contenue dans les sommes simples et la somme des carrés de chaque variable aléatoire individuelle, et la somme des produits des variables aléatoires associées prises deux par deux. Après division par le nombre d'échantillons Drélevés, les signaux forment ainsi les moyennes, les variances et les covariances respectivement des échantillons. Dans le cas

considéré, on sait que le comportement statistique correspon-

dant a une moyenne nulle, si bien que la moyenne des échan-

tillons n'ajoute aucune information. Il faut deux points pour déterminer un plan passant par l'origine et en conséquence au moins deux échantillons indépendants sont nécessaires pour

la détermination de la disposition de la normale au plan.

Dans la description précédente, on a supposé que

chaque impulsion d'écho d'une cellule élémentaire particu-

lière de distance donnait un seul échantillon dans chaque canal. Cependant, on montre maintenant que chaque impulsion peut en fait donner des échantillons indépendants au point

de vue statistique.

Les signaux en hyperfréquences compris dans une bande étroite, reçus dans les quatre faisceaux réfléchis oar le sol et compris dans une fenêtre donnée de distances, peuvent être représentés par: A Cos (wt-A), B Cos (wt- B), C Cos (wt-yC) et D Cos (wt-yD)

A, B. C, D étant les quatre amplituuuc, wu la v itesse angu-

laire de la phase de ces signaux et yA' Y'BB'-'YC' YD les phases des signaux. Les signaux des canaux de différence d'azimuth, de différence de hauteur et somme sont alors formés par des combinaisons linéaires de ces signaux et, si l'on appelle DA, D et S respectivement ces signaux, on Aobtient: obtient

DA-= A Cos (wt-YA) + B Cos (wt-Y3)) -

( C Cos (ut-yc) + D Cos (wt-YD))

D (A Cos (t-y() + D Cos (wt-y) -

( B Cos (wt-y B) + C Cos (wt-yc)) S = Cos (wt-YA) + B Cos (wt- YB) + C Cos (wt-yC) î D Cos (wt-yD) L'application des manipulations trigonométriques élementaires permet de réécrire ces équations sous la forme: Dd À ( (AcosyA + BcosYE) - (CcosyC + DcOSYD) Coswt + ( (AsinyA + Bsinry3) (Csinyc + DsinyD) Sinwt DE =( (AcosyA + DcosYD) - (Bcosy + CcosyC)) Coswt +. (Asiny + Dsinyc) - (BsinyB + CcosyC) Sinwt (J ( oOS1A + Bcosy3 iCcos c + DcOSYD Coswt + Asinry, + Bsiny2 + CsinyC + DsiryD J Simit Les coefficients de Cosuwt peuvent être considérés comme les amplitudes des composantes en phase des signaux et les coefficients de Sin WU t comme les composantes en quadra- ture.35 Si le sol a une rugosité uniforme? les signaux reçus par réflexion sont de type aléatoire, et, lorsque l'angle d'incidence du faisceau radar sur le sol varie au cours du

vol, ou lorsque les échos provenant d'un emplacement diffé-

rent du sol parviennent dans la fenêtre donnée de distances, ou lorsque la fréquence de l'émetteur varie, les amplitudes des composantes en phase et en quadrature se comportent chacune comme une variable aléatoire suivant un tvoype de statistique connu comme "normal". En outre, on peut montrer que les amplitudes des composantes en phase et en quadrature, de l'un quelconque des signaux ne sont pas corrélées, mais, pour toute fenêtre donnée de distances, elles ont la même espérance de puissance moyenne. La statistique réelle, étant donné la nature du sol ou des objets qu'il porte, ne peut cependant pas représenter avec précision la statistique d'une variable aléatoire normale, mais, dans des circonstances très diverses, une telle statistique constitue une bonne

description approximative qui est adoptée dans le cadre de

la présente explication. Une telle surface réfléchissante

est parfois appelée "réflecteur Lambertien".

Si l'antenne et le récepteur ont été soigneusement élaborés et fabriqués, les signaux dûs à un réflecteur ponctuel ont pratiquement la même phase dans chacun des trois canaux, ou, dans le cas contraire, il est possible d'introduire des déphaseurs dans deux des trois canaux afin que ce résultat soit obtenu, et cette propriété est plus ou moins conservée pour tout réflecteur se trouvant dans la partie principale des faisceaux et dans la largeur de bande des fréquences pour lesquelles le radar est prévu. On peut montrer théoriquement qu'une conséquence de cette égalité des phases est que les composantes en phase et en quadrature des signaux provenant des échos du sol forment deux jeux séparés et indépendants de signaux (non corrélés), et on peut décrire la relation statistique entre les signaux de chacun des trois canaux par référence aux seuls composantes en phase. Toutes les règles établies pour les composantes en phase s'appliquent alors à la relation statistique entre

les composantes en quadrature, de la même manière.

On peut donc noter que, étant donné l'indépendance statistique des jeux en quadrature des composantes des -,A signaux, chaque impulsion de l'écho des cibles forme les deux échantillons minimaux nécessaires à la détermination

de l'orientation de l'ellipsoide et de son petit axe, c'est-à-

dire le plus petit axe principal.

Plus le nombre d'échantillons utilisé pour la déter- mination de l'orientation de l'ellipsoïde est grand et plus

la détermination est précise.

D'autres échantillons peuvent être obtenus dans toute Fenêtre de distance, à partir d'impulsions suivantes, et les échantillons peuvent être rendus indépendants au point de vue statistique par agilitE sur les fréquences. Dans une variante, elles peuvent être indépendantes statistiquement lorsque le mouvement de l'aéronef modifie l'angle d'incidence avec le sol o, lorsque l'aéronef se déplace en direction pratiquement parallèle au sol de manière que la distance aux points auxquels l'axe de visée rencontre le sol ne change pas rapidment, la prise d'échantillons successifs à des emplacements différents du sol lorsque l'aéronef se déplace le long de celui-ci, peut

donner satisfaction.

Lors de la dérivation d'une indication de distance tenant compte de l'inclinaison du sol, il est commode d'adopter la convention très utilisée de représentation des amplitudes à des composantes en phase et en quadrature des signaux par les parties réelles et imaginaires de nombres comolexes, et on utilise les quantités complexes A, E et S pour représenter ces propriétés des signaux azimuth, hauteur et somme utilisés afin de faire la distinction entre les échantillons successifs, et les échantillons statistiques nécessaires portent alors sur les six quantités suivantes:

N

2 1 S n=1 N

2 1 A2

n=1 N

Z =X 1 2

n=- N r x rl=11

SE)

N r - Z Re(ABfi) rAE =: n L'astérisque est utilisée pour la détermination de la valeur complexe conjuguée de ces quantités. et les conventions habituelles sont utilisées oour l'indication du module ou des oarties réelles ou imacginaires. N désigne le nombre d'impulsions à oartir duquel les échantillons sont I obtenus.

Il arrive parfois que des moyennes Dondérées convien-

nent mieux que les moyennes non Dondérées qui ont été repré-

sentées, soit parce que les quantités utilisées ont été obtenues, d'une manière analogique. et dans ce cas. les moyennes 2 5 pondérées ne peuvent pas être évitées, soit parce qu'un lissage continu des mesures de distance est nécessaire. Les facteurs de pondération doivent alors être pratiquement les mêmes pour les six quantités, et, si on désione ces facteurs oar ':f on obtient: 2 2__,' L x [ 2 1 n=1 / = I., /n= n=1

N /N

È =l 2 WnnW n=l / n=1 rSA =T X Re(ShAm) Un n=1 M/n=l

N' / N

$ rSE W Re(ShEr) W n=1 n1

N N

rAE = D n Wn r Wn iRe(AnEn) 1 n=1 n= L'amplitude des impulsions d'échos est affectée oar de nombreuses circonstances Physiques inconnues et ces

impulsions ne constituent pas une source fiable d'informa-

tions lorsqu'elles sont prises seules, si bien qu'on utilise toujours, dans le cadre de l'invention, les rapports des quantités précédentes ou des fonctions de ces rapports. Il faut noter que les divisions indiquées dans les formules

ci-dessus n'ont alors oas à être effectuées.

2 5 Selon une caractéristique essentielle de 1' invention, un dispositif assure l'extraction et l'utilisation explicite ou imolicite d'un ou plusieurs de trois rapports qui peuvent être formés à partir des données statistiques indiquées

précédemment et mettant en oeuvre rAE.

La géométrie dans l'esoace et la théorie statisticue classiques montrent que la meilleure estimation du Cosinus

de l'anale formé par le plus petit axe princioal de l'ellioso-

ide de probabilité et l'axe somme est obtenue par sélection de la plus petite des trois solutions de l'équation cubique en 4L 2-

5

r cc_-2v_ ^

é\étant le carré de la lonouer des axes de e'i- psolde.

On peut alors former le rapport suivan: (2A- A; -súz-ú (r2_ 2_ 2_2) _ 2 22 2 (:( c %2_A)( S_ %2_ >( o - -=.. =..^ 2+ r r_ Dans le cas o la olus oetite des crois solutions de, c'est-à-dire lorsque e' est le carré de la loncueur du plus petit axe de l'ellipsolde. elle est habituellement20 faible par rapport à 2 A2et 2 si bien que la réduction de précisions est faible est nulle lorsque est rendu égal à zéro dans le raooort qui précède. Dans ce cas.!_ solution de l'équation cubique n'est pas nécessaire et le

rapport suivant donne le résultat voulu:25 C r -.

t+ 22 2 une analyse plus poussee montre que, tans ce nomnbreux cas. les deux seconds termes au carré du dénominateur sont faibles par rapport au premier et. si on peut les négliger. le rapport nécessaire devlent sensiblement écgal: ce S2 c-E, cS2 Z D'autres approximstions et simolirications peuvent être utilisées dans des cond:tions convenables, mais. lorsque

le résultat recherché est d'éviter. de façon satisfaisante.

une partie importante de l'erreur qui est présentée jusou'à présent dans les mesures de distances de cibles au sol par des radars du fait du défaut d'alignement de l'a'e d'azimu:h du radar et du sol], le rapport de rAE à une ou lusieurs des autres quantités statistiques est toujours mis en oeuvre

explicitenent ou imolicitement dans ces aDoroximations.

La figure 8 est un diacramme svnootique d'un arran-

gement permettant la mise en oeuvre de 'l'nvention. Dans ce diagramme, les références suivies du signe orime ou du sigone

prime prime, désignent les comoosantes en phase et en quadra-

ture respectivement des sionaux. Les signaux d'azimuth, de hauteur et somme, sont obtenus de manière classique et sont transmis dans les trois détecteurs 2., et 4 sensibles au déohasage, le rectangle de gauche représentant l'ensemble émetteur-récepteur comprenant l'antenne. Le signal somme est utilisé comme référence de phase pour les détecteurs, après passage dans un circuit limiteur 1. Chacun des détecteurs 2 et a est en fait formé de deux détecteurs convenablement disposés afin qu'ils donnent à la fois les comoosantes en phase et en quadrature. Naturellement, comme ie signal somme

est utilisé comme référence de phase dans cet arrangement.

le détecteur du signal somme ne transmet Das ce composantes en quadrature. Les sionaux analogioues sont alors mis sous

forme numique (dans les circuits 5 à 9!. la fréquence d'hor-

loge convenant à la résolution sur la distance, si bien que les signaux successifs représentent des renêtres successives de distances. Des circuits arithmétiques 10 à 5 formerint alors les carrés, la somme des carrés et les oroduits représentant les variances et les covariances des paires de jeux d'échantillons, tirées d'une seule imoulsion dans chaque fenêtre de distance, alors Que les circuits accumulateurs 16,17,18.19,20 et 21 assemblent les sommes oonceres 'un 'eu

pour chaque fenêtre de distance examinéee oui sont proportion-

nelles aux quantités stat'stiques des échantillons. Le corcu:.

22 de calculs résout alors l'équation cubique précédente en >.et forme la fonction nécessaire des quantités statistiques indiquées. Le rectangule dedroite désigne le signal obtenu

donnant une information de hauteur et de distance.

Lorsqu'on peut supposer que la valeur du paramètre > est nulle, l'équation cubique n'a pas à être résolue et les circuits 14 et 20 ne sont pas nécessaires. Le signal du circuit 22 de calcul est utilisé exactement de la même manière que l'indication de hauteur dans un radar classique de mesure de distance d'objets au sol, la hauteur étant donnée pour

chaque valeur de la fenêtre de distance.

Claims (3)

REVENDICATIONS

1. Radar aéroporté monopulsé destiné à la mesure de distances air-sol, dans lequel les signaux d'échos des cibles sont ajoutés et soustraits afin qu'ils forment un signal somme, un signal différence d'azimuth et un signal 5 différence de hauteur destinés à la détermination d'une position de cibles en dehors de l'axe de visée, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de calcul (22) destiné à déterminer, à partir d'échantillons statistiquement indépendants des signaux d'échos des cibles, l'orientation d'une surface10 d'isoprobabilité déterminant, par rapport à des axes correspon- dant de coordonnées, des combinaisons d'amplitudes des signaux

somme, différence d'azimuth et différence de hauteur ayant une probabilité particulière, et formant ainsi une réponse ou indication de hauteur et de distance qui est indépendante15 de l'inclinaison du sol transversalement à la trajectoire.

2. Radar selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (2,3,4) destiné à transmettre des composantes en quadrature statistiquement indépendantes de chacun des signaux somme, différence d'azimuth et différence20 de hauteur, à partir d'une seule impulsion d'échos, les deux jeux de composantes en quadrature formant les échantillons

statistiquement indépendants des signaux d'échos des cibles;

3. Radar selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif de calcul (22) utilise

le rapport du facteur covariance des amplitudes des diffé- rences d'azimuth et de hauteur aux facteurs de variance du

signal somme, du signal différence d'azimuth ou du signal différence de hauteur.