FR2741750A1 - Antenne a aerien en phase - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une antenne à aérien en phase. Elle se rapporte à une antenne ayant des modules d'émission-réception (1100-1N00) dont l'un est réglé à un état de fonctionnement d'après un signal de commande d'une unité de traitement arithmétique (400). Un signal de référence d'un oscillateur (300) est émis dans l'air par une antenne de référence (600) et est reçu par les modules à l'état de réception. Ensuite, les signaux subissent une conversion de fréquence dans le récepteur (200) et des données sont extraites. L'unité de traitement arithmétique (400) détecte les données de phase et d'amplitude des signaux reçus, compare les données détectées à des données antérieures des modules et calcule des données de correction et des données de poids pour les modules. Application aux antennes pour les communications.

Description

La présente invention concerne une antenne sous forme d'un aérien en phase, ayant une fonction de correction automatique, utilisée pour un appareil à radar, un appareil de communications ou analogue, et destinée à exécuter automatiquement les corrections en amplitude et en phase et un diagnostic de panne.

Un appareil à antenne utilisé pour un radar, des communications ou analogue, doit avoir une fonction de balayage de faisceau pour l'observation d'une large plage à grande vitesse. Il existe déjà, comme appareil ayant cette fonction, une antenne sous forme d'un aérien en phase constituée par plusieurs modules d'émission-réception placés suivant une matrice. L'antenne à aérien en phase règle les phases des signaux d'émission-réception transmises aux modules respectifs d'émission-réception en permettant une opération de balayage du faisceau bien que le corps de l'antenne soit fixe.

Le réglage des phases transmises aux modules varie avec les conditions radioélectriques, les variations de la température de l'aérien, etc. Pour cette raison, des corrections en amplitude et en phase et un diagnostic de panne sont périodiquement réalisés pour chaque module d'émission-réception. Lorsque chaque module comporte de nombreux éléments, il faut beaucoup de temps et de travail pour effectuer les vérifications et corrections précitées. Pour cette raison, l'aérien en phase a une fonction de correction automatique.

On décrit maintenant une antenne classique sous forme d'un aérien en phase ayant la fonction de correction automatique en référence à la figure 12. Il faut noter que la figure 12 ne représente que le système de réception.

Les échos radars de l'objet à observer sont reçus par des antennes élémentaires 1111 à lllM. Les phases des échos ou amplitudes et phases des échos sont réglées par les modules correspondants d'émission-réception 1121 à 112M. Il faut noter que ces modules 1121 à 112M sont commandés par un organe 500 de commande de balayage. Les signaux de réception transmis par les modules 1121 à 112M sont synthétisés sous forme d'un signal synthétique à haute fréquence (analogique) par un circuit 1140 de synthèse de haute fréquence. Ce signal est alors transmis à un récepteur 210.

Le signal de synthèse à haute fréquence provenant du circuit 1140 de synthèse est soumis à une conversion de fréquence dans le récepteur 210 avec un signal local provenant d'un organe 300 d'excitation (décrit dans la suite). Après cette conversion de fréquence, le signal résultant subit une détection orthogonale I/Q (ou une conversion analogiquenumérique après détection de phase) dans une unité 110 de traitement de signaux, avec obtention de données de réception.

La correction effectuée dans les modules d'émissionréception 1121 à 112M est réalisée d'après un signal de commande provenant d'un circuit de traitement arithmétique 410. D'abord, l'organe 500 de commande de balayage ne met en fonctionnement qu'un module spécifique qui doit être corrigé au préalable. Le signal de référence à haute fréquence créé par un signal local provenant de l'organe 300 d'excitation est transmis à une antenne de référence 600.

Le signal de référence à haute fréquence est alors émis par l'antenne de référence 600 vers la matrice des antennes élémentaires 1111 à 111M. Ce signal de référence à haute fréquence émis dans l'air est reçu par les antennes élémentaires 1111 à 111M. Seul le signal qui a circulé dans le module spécifique est transmis au récepteur 210 par le circuit 1140 de synthèse.

Comme dans le cas de la réception des échos radars de l'objet, le signal subit une conversion de fréquence dans le récepteur 210. Les données de réception sont alors obtenues à partir du signal résultant par détection dans l'unité 110 de traitement de signaux. Les données sont extraites au moment du signal de synchronisation du circuit 410 de traitement arithmétique et lui sont transmises.

Le circuit 410 de traitement arithmétique détecte l'amplitude et la phase du signal de réception du module spécifique en fonction des données précitées. Le circuit de traitement arithmétique 410 compare alors l'amplitude et la phase détectées à celles des données du module spécifique au début du fonctionnement pour le calcul des valeurs de correction de la phase ou des valeurs de correction de l'amplitude et de la phase nécessaires pour l'ajustement.

L'opération précitée est répétée successivement pour le calcul des amplitudes précitées de correction pour tous les éléments. Ensuite, la correction du front d'onde est réalisée pour chaque antenne à l'aide de l'organe 500 de commande de balayage en fonction de ses valeurs de correction. Lorsqu'un diagnostic de panne doit être réalisé sur chaque module d'émission-réception, l'amplitude et la phase sont obtenues à partir des données de réception et sont comparées aux valeurs de l'amplitude et de la phase au début de l'opération pour la détermination de la panne de la manière décrite précédemment.

Dans l'antenne classique à aérien en phase ayant la disposition précitée cependant, comme le calcul des valeurs de correction et le diagnostic de panne sont réalisés successivement dans des unités d'éléments, il faut beaucoup de temps pour réaliser la détection précitée pour tous les éléments, surtout lorsque chaque antenne a de nombreux éléments.

La présente invention a pour objet la réalisation d'une antenne à aérien en phase qui peut détecter les amplitudes et les phases de plusieurs signaux de réception en une courte période.

La présente invention a aussi pour objet une antenne à aérien en phase qui permet d'effectuer la correction du front d'onde de l'antenne et le diagnostic de panne pour les éléments.

A cet effet, la présente invention concerne une antenne à aérien en phase comprenant plusieurs antennes élémentaires disposées suivant une matrice, plusieurs modules d'émissionréception destinés à émettre et recevoir des signaux à haute fréquence échangés avec les éléments correspondants d'antenne et à régler les phases et les amplitudes des signaux à haute fréquence en fonction d'un signal de commande, et un circuit de synthèse à haute fréquence destiné à synthétiser les signaux de réception transmis par les modules d'émission-réception et à transmettre le signal résultant sous forme d'un signal synthétique à haute fréquence, caractérisée en ce qu'elle comprend : un dispositif de commande de balayage destiné à créer un signal de commande qui règle les phases et les amplitudes des modules d'émission-réception pour chacun de plusieurs radiateurs (emetteurs), un dispositif de conversion de fréquence destiné à réaliser la conversion séparée de fréquence des signaux synthétiques à haute fréquence transmis par les radiateurs et à transmettre les signaux résultants comme signaux à fréquence intermédiaire de réception, des dispositifs de conversion analogique-numérique pour la conversion séparée des signaux à fréquence intermédiaire de réception des dispositifs de conversion de fréquence en signaux numériques, et à transmettre les signaux sous forme de signaux d'élément, un dispositif formateur de faisceau destiné à effectuer la conformation du faisceau par pondération séparée des signaux d'élément transmis par les dispositifs de conversion analogique-numérique en fonction de données de poids externe et par addition des signaux, et à transmettre les résultats d'addition sous forme de données de réception, des dispositifs d'extraction de signaux d'élément destinés à extraire des données des signaux d'élément provenant des dispositifs de conversion analogique-numérique avec le même minutage, et un dispositif de traitement arithmétique destiné à détecter les amplitudes et les phases des signaux synthétiques à haute fréquence, provenant des radiateurs à partir des données extraites par les dispositifs d'extraction de signaux d'éléments.

Dans l'antenne à aérien en phase ayant la disposition précitée, par exemple, les modules d'émission-réception de chaque radiateur sont commandés un à un pour la réception d'un signal de référence à haute fréquence. Dans cette opération, les signaux de réception des modules commandés sont transmis sous forme de signaux synthétiques à haute fréquence destinés à être émis par les radiateurs respectifs. Les amplitudes et les phases des signaux de réception transmis par les modules commandés sont détectées à partir des données en fonction des signaux synthétiques à haute fréquence.

Dans l'antenne à aérien en phase ayant la disposition précitée en conséquence, les amplitudes et les phases des signaux de sortie des modules émetteurs-récepteurs en nombre égal aux radiateurs peuvent être détectées en même temps.

En outre, selon l'invention, l'appareil comporte un dispositif d'oscillation destiné à créer un signal local utilisé pour la conversion de fréquence dans le dispositif de conversion de fréquence, et un signal de référence à haute fréquence en fonction du signal local, et une antenne de référence destinée à émettre un signal de référence à haute fréquence aux radiateurs.

Dans cette disposition, comme l'appareil comprend l'antenne de référence pour l'émission de signaux de référence à haute fréquence vers les radiateurs, les amplitudes et les phases des signaux de sortie de plusieurs modules peuvent être détectées par utilisation de signaux identiques de référence à haute fréquence.

En outre, selon la présente invention, le dispositif de traitement arithmétique a une fonction de réalisation séquentielle d'une commande, pour tous les modules émetteurs-récepteurs, pour le fonctionnement de certains seulement des modules des divers radiateurs.

Dans cette disposition, comme l'opération de détection des amplitudes et des phases des signaux de sortie des modules émetteurs-récepteurs en nombre égal aux radiateurs est répétée, les amplitudes et les phases des signaux de sortie de tous les modules peuvent être détectées en une courte période.

En outre, selon l'invention, le dispositif de traitement arithmétique a une fonction de détection des amplitudes et des phases des signaux de réception transmis par les modules d'émission-réception qui fonctionnent d'après les données extraites par les dispositifs d'extraction de signaux d'élément, une fonction de calcul des valeurs de la variation des amplitudes et des phases des signaux de réception par comparaison des résultats de la détection obtenus par la fonction de détection à des résultats d'une détection antérieure associés aux modules d'émissionréception en fonctionnement, et une fonction de réglage des valeurs du déphasage et des gains des modules correspondants d'émission-réception par l'intermédiaire du dispositif de commande de balayage d'après les valeurs de la variation obtenues par la fonction de calcul.

Dans cette disposition, l'amplitude et les phases des signaux de réception transmis par tous les modules d'émission-réception sont détectées en une courte période. Les résultats de la détection sont comparés à des résultats d'une détection précédente pour l'obtention des valeurs de variation. Les valeurs du déphasage des modules correspondants ou les valeurs du déphasage et les gains sont réglés par le dispositif de commande de balayage d'après les valeurs de variation. En conséquence, les erreurs provoquées dans les modules d'émission-réception peuvent être étalonnées, et le front d'onde de l'antenne peut être corrigé en une courte période.

En outre, selon l'invention, le dispositif de traitement arithmétique a une fonction de détection des amplitudes et des phases des signaux de réception transmis par les modules d'émission-réception qui sont en fonctionnement d'après les données extraites par les dispositifs d'extraction de signaux d'élément, une fonction de calcul des valeurs de la variation des amplitudes et des phases des signaux de réception par comparaison des signaux de détection obtenus par la fonction de detection à des résultats d'une détection antérieure associés aux modules d'émission-réception en fonctionnement, et une fonction de calcul des données de poids en fonction des valeurs de la variation obtenues par la fonction de calcul, et la commande de la pondération du dispositif formateur de faisceau.

Dans cette disposition, les amplitudes et les phases des signaux de réception transmis par tous les modules d'émission-réception sont détectées en une courte période.

Les résultats de la détection sont comparés à des résultats d'une détection précédente pour l'obtention des valeurs de variation. Les données pondérées dépendant des valeurs de variation sont calculées pour la commande de pondération du dispositif formateur de faisceau. En conséquence, les erreurs d'amplitude et de phase créées dans les signaux de réception avant que les signaux ne soient transmis au dispositif formateur de faisceau peuvent être corrigées par la pondération précitée avec formation du faisceau en une courte période.

En outre, selon la présente invention, le dispositif de traitement arithmétique a une fonction de détection des amplitudes et des phases des signaux de réception transmis par les modules d'émission-réception qui sont en fonctionnement d'après les données extraites par les dispositifs d'extraction de signaux d'élément, une fonction de calcul des valeurs de la variation des amplitudes et des phases des signaux de réception par comparaison des résultats de la détection obtenus par la fonction de détection à des résultats d'une détection antérieure associés aux modules d'émission-réception en fonctionnement, et une fonction de détection des modules d'émission-réception comme éléments en panne lorsque les valeurs de la variation obtenues par la fonction de calcul dépassent des valeurs prédéterminées.

Dans cette disposition, les amplitudes et les phases des signaux de réception transmis par tous les modules d'émission-réception sont détectées en une courte période.

Les résultats de la détection sont comparés aux résultats d'une détection précédente pour l'obtention de valeurs de variation. Lorsque les valeurs de variation dépassent des valeurs prédéterminées, les modules d'émission-réception correspondant aux valeurs de la variation sont détectés comme éléments défectueux. En conséquence, le diagnostic de panne de tous les modules peut être réalisé en une courte période.

En outre, selon la présente invention, le dispositif de traitement arithmétique a une fonction de mise en fonctionnement de certains des modules d'émission-réception à l'aide du dispositif de commande de balayage, une fonction de détection des amplitudes et des phases des signaux de réception transmis par les modules d'émission-réception en fonctionnement à partir des données extraites par les dispositifs d'extraction de signaux d'élément, une fonction de calcul des valeurs de la variation des amplitudes et des phases des signaux de réception par comparaison des résultats de la détection obtenus par la fonction de détection à des résultats d'une détection antérieure associés aux modules d'émission-réception en fonctionnement, et une fonction de calcul d'un état de distribution de valeurs continues de la variation d'une ouverture d'antenne formée par les antennes élémentaires disposées suivant une matrice, d'après les valeurs de la variation obtenues par la fonction de calcul.

Dans cette disposition, certains des modules d'émission-réception fonctionnent, et les amplitudes et les phases des signaux de réception provenant des modules en fonctionnement sont détectées. Les résultats de la détection sont comparés aux résultats d'une détection précédente pour l'obtention des valeurs de la variation. L'état de distribution des valeurs de variation continue dans l'ouverture de l'antenne formée par les antennes élémentaires disposées dans l'aérien est calculé d'après les valeurs de la variation.

Comme les valeurs de la variation de tous les modules d'émission-réception peuvent être obtenues sans détection des valeurs de la variation de tous les modules, le temps nécessaire à la détection des valeurs précitées de la variation peut être raccourci.

En outre, selon la présente invention, le dispositif de traitement arithmétique a une fonction de réglage des valeurs des déphasages et des gains des modules d'émissionréception à l'aide du dispositif de commande de balayage d'après les résultats de calcul obtenus par la fonction de calcul de l'état de distribution des valeurs de la variation continue dans l'ouverture d'antenne.

Dans cette disposition, comme les valeurs du déphasage et les gains des modules respectifs d'émission-réception sont commandés d'après le résultat du calcul de l'état de distribution des valeurs de la variation, tous les modules peuvent être étalonnés, et la correction du front d'onde de l'antenne peut être réalisée en une courte période.

En outre, selon la présente invention, le dispositif de traitement arithmétique a une fonction de calcul des données de poids d'après les résultats du calcul obtenus par la fonction de calcul de l'état de distribution des valeurs de la variation continue dans l'ouverture d'antenne, et de réglage de la pondération du dispositif formateur de faisceau.

Dans cette disposition, des données de poids sont calculées d'après le résultat du calcul de l'état de distribution des valeurs de la variation, et la pondération du dispositif formateur de faisceau est commandée. En conséquence, les erreurs d'amplitude et de phase provoquées dans les signaux de réception avant que ceux-ci ne soient transmis au dispositif formateur de faisceau sont corrigées par la pondération précitée en une courte période, avec formation du faisceau.

En outre, la présente invention concerne une antenne à aérien en phase comprenant des dispositifs d'émissionréception destinés à régler les phases et les amplitudes de plusieurs signaux, et à émettre et recevoir les signaux réglés, caractérisée en ce qu'elle comprend - un dispositif d'oscillation destiné à créer un signal local et un signal pilote à haute fréquence en fonction du signal local, des dispositifs de conversion de fréquence ayant une fonction de distribution du signal pilote à haute fréquence suivant plusieurs chemins, une fonction de sélection des signaux pilotes à haute fréquence distribués par la fonction de distribution ou de plusieurs signaux reçus par les dispositifs d'émission-réception, et plusieurs fonctions de conversion de fréquence des signaux sélectionnés par la fonction de sélection par utilisation du signal local, et de transmission des signaux résultants sous forme de signaux à fréquence intermédiaire de réception, des dispositifs de conversion analogique-numérique destinés à convertir séparément les signaux à fréquence intermédiaire de réception provenant des dispositifs de conversion de fréquence en signaux numériques, et à transmettre les signaux numériques comme signaux d'élément, un dispositif formateur de faisceau destiné à exécuter séparément la pondération des signaux d'élément provenant des dispositifs de conversion analogique-numérique en fonction de données externes de poids, puis l'addition des signaux pour la conformation du faisceau, et la transmission des données résultantes comme données de réception, des dispositifs d'extraction de signaux d'élément destinés à extraire les données des signaux d'élément provenant des dispositifs de conversion analogique-numérique avec un même minutage, et un dispositif de traitement arithmétique destiné à détecter les amplitudes et les phases des signaux à fréquence intermédiaire de réception provenant des dispositifs de conversion de fréquence en fonction des données extraites par les dispositifs d'extraction de signaux d'élément.

Dans l'antenne à aérien en phase ayant la disposition précitée, les signaux pilotes à haute fréquence distribués par le dispositif de conversion de fréquence subissent respectivement une conversion de fréquence avec plusieurs fonctions de conversion de fréquence. Les amplitudes et les phases des signaux à fréquence intermédiaire de réception obtenus par les fonctions de conversion de fréquence sont détectées d'après les données extraites en fonction des résultats de la conversion.

Dans l'antenne à aérien en phase ayant la disposition précitée en conséquence, les amplitudes et les phases de plusieurs signaux à fréquence intermédiaire de réception peuvent être détectées par utilisation de signaux pilotes identiques à haute fréquence en une courte période.

En outre, selon la présente invention, le dispositif de traitement arithmétique a une fonction de détection des amplitudes et des phases des signaux à fréquence intermédiaire de réception transmis par les dispositifs de conversion de fréquence en fonction des données extraites par les dispositifs d'extraction de signaux d'élément lorsque les dispositifs de conversion de fréquence transforment la fréquence des signaux pilotes à haute fréquence, une fonction de calcul des valeurs de la variation des amplitudes et des phases des signaux à fréquence intermédiaire de réception par comparaison des résultats de la détection obtenus par la fonction de détection aux résultats d'une détection antérieure, et une fonction de calcul des données de poids d'après les valeurs de la variation obtenues par la fonction de calcul, et de réglage de la pondération du dispositif formateur de faisceau.

Dans cette disposition, par exemple, les erreurs provo quées lors de la réception des signaux par les variations de température et analogue pendant la conversion de fréquence réalisée par le dispositif de conversion de fréquence, sont détectées comme les amplitudes précitées de la variation.

Les amplitudes de la variation peuvent être corrigées par réglage de la pondération du dispositif formateur de faisceau.

En outre, selon la présente invention, le dispositif de traitement arithmétique a une fonction de détection des amplitudes et des phases des signaux à fréquence intermédiaire de réception transmis par les dispositifs de conversion de fréquence en fonction des données extraites par les dispositifs d'extraction de signaux d'élément lorsque les dispositifs de conversion de fréquence assurent la conversion de la fréquence des signaux pilotes à haute fréquence, une fonction de calcul des valeurs de la variation des amplitudes et des phases des signaux à fréquence intermédiaire de réception par comparaison des résultats de la détection obtenus par la fonction de détection à des résultats d'une détection antérieure, et une fonction de détection de la fonction de conversion de fréquence comme fonction en panne lorsque les valeurs de la variation obtenues par la fonction de calcul dépassent des valeurs prédéterminées.

Dans cette disposition, les amplitudes et les phases des signaux de référence ayant subi la conversion de fréquence par toutes les fonctions de conversion de fréquence sont détectées en une courte période. Les résultats de la détection sont comparés aux résultats d'une détection précédente, obtenus par utilisation des signaux pilotes à haute fréquence pour l'obtention des valeurs de la variation. Lorsque les valeurs de la variation dépassent des valeurs prédéterminées, les fonctions correspondantes de conversion de fréquence sont détectées comme fonctions défectueuses. En conséquence, le diagnostic de panne des états de fonctionnement de toutes les fonctions de conversion de fréquence peut être réalisé en une courte période.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels
la figure 1 est un diagramme synoptique représentant la disposition d'une antenne à aérien en phase dans un mode de réalisation de la présente invention
la figure 2 est un diagramme synoptique représentant la disposition d'un radiateur de l'antenne à aérien en phase de la figure 1
la figure 3 est un diagramme synoptique représentant la disposition d'un module d'émission-réception du radiateur de la figure 2
la figure 4 est un diagramme synoptique représentant la disposition d'une section formatrice de faisceau de l'antenne à aérien en phase de la figure 1
la figure 5 est un diagramme synoptique représentant la disposition de l'unité de formation de faisceau de la section formatrice de faisceau de la figure 4
la figure 6 est un diagramme synoptique représentant la disposition d'une autre unité formatrice de faisceau de la section formatrice de faisceau de la figure 4
la figure 7 est un diagramme synoptique représentant la disposition du récepteur de l'antenne à aérien en phase de la figure 1
la figure 8 est un diagramme synoptique représentant la disposition d'un convertisseur de fréquence du récepteur de la figure 7
la figure 9 représente la disposition de l'antenne à aérien en phase de la figure 1 avec des éléments d'antenne disposés bidimensionnellement sous forme d'une matrice
la figure 10 représente une matrice d'éléments en fonctionnement parmi des éléments disposés dans l'ouverture de l'antenne de la figure 9
la figure 11 représente les variations continues de la valeur de variation de la phase ou de l'amplitude dans l'ouverture d'antenne de la figure 9 ; et
la figure 12 est un diagramme synoptique représentant la disposition d'une antenne classique à aérien en phase.

On décrit d'abord, en référence à la figure 1, une antenne à aérien en phase dans un mode de réalisation de l'invention. Il faut noter que la figure 1 ne représente que le système de réception.

Les échos radars de l'objet à observer sont reçus par des radiateurs 1100 à lu00. Chacun de ces radiateurs 1100 à 1N00 comprend M antennes élémentaires, et M modules correspondants d'émission-réception. Les radiateurs 1100 à 1N00 règlent les amplitudes et les phases des signaux reçus d'après les signaux de commande d'un organe 500 de commande de balayage. es signaux résultants sont transmis sous forme de signaux à haute fréquence de réception SRF1 à SRFN à un récepteur 200.

Le récepteur 200 effectue la conversion de fréquence des signaux de réception à haute fréquence SRF1 à SRFN par utilisation d'un signal local obtenu par oscillation à partir d'un organe d'excitation 300, et il transmet les résultats de la conversion sous forme de signaux à fréquence intermédiaire de réception SIF1 à SIFN à une section formatrice de faisceau 100.

La section formatrice de faisceau 100 effectue une détection orthogonale I/Q sur les signaux de réception précités à fréquence intermédiaire, et extrait des données des résultats de la détection en fonction d'un signal de minutage provenant d'une unité de traitement arithmétique 400. La section formatrice de faisceau 100 transmet alors les données extraites comme données S d'élément de canal N à l'unité 400 et effectue un traitement par addition pondérée en fonction des données de poids provenant de l'unité arithmétique 400, pour les résultats précités de détection, si bien qu'une conformation de faisceau est réalisée. Les signaux obtenus par cette conformation de faisceau sont transmis sous forme de données de réception #.

L'unité de traitement arithmétique 400 transmet le signal précité de minutage à la section 100 pour l'obtention des données S d'élément de canal N de la section 100.

L'unité 400 détecte alors les données de phase et d'amplitude des signaux de réception à haute fréquence SRF1 à SRFN des données S d'élément, compare les données détectées aux données initiales de phase et d'amplitude (au début du fonctionnement) , et calcule les valeurs de la variation (données de correction) des phases et des amplitudes.

L'unité de traitement arithmétique 400 transmet les données précitées de poids et le signal de commande correspondant aux données de correction. Ce signal de commande est transmis à l'organe 500 de commande de balayage.

L'organe 500 de commande de balayage commande les modules d'émission-réception des radiateurs 1100 à 1N00 d'après le signal précité de commande. Comme décrit précédemment, l'organe 300 d'excitation fait osciller le signal local et crée un signal de référence à haute fréquence par utilisation du signal local lorsque l'ajustement et le diagnostic de panne doivent être réalisés pour chaque module d'émission-réception. Ce signal de référence à haute fréquence est transmis à une antenne de référence 600 pour être émis dans l'air.

On décrit maintenant en détail le radiateur 1100 en référence à la figure 2.

Le radiateur 1100 comprend M antennes élémentaires 1111 à 111M, des modules d'émission-réception 1121 à 112M correspondant aux antennes élémentaires 1111 à llîM, un circuit 1140 de synthèse RF et une unité relais 1130.

Les antennes élémentaires 1111 à îîlM reçoivent les échos radars de l'objet à observer et transmettent les signaux de réception aux modules correspondants 1121 à 112M.

L'unité relais 1130 transmet les signaux de commande de l'organe 500 aux modules 1121 à 112M.

Les modules d'émission-réception 1121 à 112M effectuent diverses opérations de commande de signaux (décrites dans la suite) sur les signaux de réception des antennes élémentaires 1111 à lîîM d'après les signaux de commande provenant de l'unité relais 1130, et transmettent les signaux résultants au circuit 1140 de synthèse à haute fréquence.

Le circuit 1140 de synthèse à haute fréquence synthétise les signaux de sortie des modules 1121 à 112M et transmet le signal résultant comme signal précité de réception à haute fréquence SRF1 au récepteur 200. Il faut noter que chacun des radiateurs 1200 à 1N00 a la même disposition que le radiateur 1100, et sa description est donc omise.

On décrit maintenant en détail le module d'émissionréception 1121 en référence à la figure 3.

Le module 1121 comprend un commutateur T/R (émissionréception) 1151, un amplificateur à faible bruit 1152, un circuit déphaseur 1153, un atténuateur variable 1154 et un circuit de commande 1155 pour la commande de ces composants.

Un signal de réception provenant de l'antenne élémentaire 1111 est transmis à l'amplificateur à faible bruit 1152 par le commutateur 1151 afin qu'il soit amplifié. La phase du signal amplifié est réglée par le circuit déphaseur 1153. Le signal résultant subit un réglage d'amplitude dans l'atténuateur variable 1154 et il est transmis comme signal de réception à haute fréquence au circuit de synthèse 1140.

Le circuit 1155 de commande effectue la commande de commutation du commutateur T/R 1151 en fonction de l'émission-réception d'après le signal de commande provenant de l'organe 500 de commande de balayage par l'intermédiaire de l'unité relais 1130. En outre, le circuit 1155 de commande assure la commande par tout ou rien de l'amplificateur 1152 et règle la valeur du déphasage dans le circuit déphaseur 1153. Le circuit de commande 1155 effectue aussi le réglage de l'amplitude de l'atténuateur variable 1154 afin qu'il règle l'amplitude du signal transmis par le module d'émission-réception 1121.

Il faut noter que chacun des modules 1122 à 112M a la même disposition que le module 1121, si bien que sa description est omise.

On décrit maintenant en détail la section formatrice de faisceau 100 en référence à la figure 4.

La section formatrice de faisceau 100 comprend N convertisseurs analogiques-numériques 111 à llN, N circuits à bascule 121 à 12N correspondant aux convertisseurs, une unité formatrice de faisceau 130 et un convertisseur parallèle-série 140.

Les signaux à fréquence intermédiaire de réception SIF1 à SIFN sont respectivement transmis aux convertisseurs 111 à llN. Les convertisseurs 111 à lîN transforment ces signaux en signaux numériques et forment des signaux orthogonaux
I/Q. Les convertisseurs 111 à lîN transmettent alors ces signaux orthogonaux I/Q aux circuits correspondants à bascule 121 à 12N.

Les circuits à bascule 121 à 12N transmettent ces signaux orthogonaux détectés par les convertisseurs 111 à lîN sous forme de signaux de réception numériques SD1 à SDN à l'unité 130. En outre, les circuits à bascule 121 à 12N extraient les données des signaux orthogonaux I/Q en synchronisme avec le minutage du signal précité de minutage. En conséquence, les données parallèles S1 à SN de N canaux sont obtenues et transmises au convertisseur parallèle-série 140.

L'unité formatrice de faisceau 130 reçoit les données de poids W11 à WNK de l'unité de traitement arithmétique 400 et effectue un traitement par addition pondérée d'après les données de poids W11 à WNK par rapport aux signaux numériques de réception SD1 à SDN. L'unité 130 transmet alors les résultats du traitement sous forme de données de réception #1 à #K.

Le convertisseur parallèle-série 140 transforme les données parallèles d'élément à N canaux S1 à SN, extraites de façon synchrone par les circuits à bascule 121 à 12N, en données en séries et transmet les résultats de la conversion comme données d'élément S à l'unité de traitement arithmétique 400.

On décrit maintenant en détail, en référence à la figure 5, l'unité formatrice de faisceau 130.

L'unité formatrice de faisceau 130 comprend N circuits à retard 1311 à 131N et K unités formatrices de faisceau 1301 à 130K.

Les circuits à retard 1311 à 131N retardent le signal numérique de réception SD1 à SDN de différents temps de retard (T, 2T, ... NT) respectivement. Les résultats du retard obtenus avec les circuits à retard 1311 à 131N sont distribués en K chemins et transmis aux unités formatrices de faisceau 1301 à 130K.

Le circuit formateur de faisceau 1301 comprend des circuits de multiplication 1321 à 132N et des circuits d'addition 1331 à 133N. Les circuits de multiplication 1321 à 132N reçoivent les signaux de sortie des circuits correspondants à retard 1311 à 131N et les données précitées de poids W11 à WN1, et effectuent la pondération par multiplication complexe sur le signal de sortie des circuits à retard à l'aide des données de poids. Les circuits d'addition 1331 à 133N ajoutent successivement les produits obtenus des circuits de multiplication 1321 à 132N de manière systolique en fonction des retards précités, et transmettent les données résultantes sous forme de données de réception #1.

Comme dans le cas du circuit formateur de faisceau 1301, les circuits 1302 à 130K reçoivent les données de poids W12-WN2 à W1K-WNK correspondant aux résultats du retard des circuits 1311 à 131N, avec obtention des données de réception #2 à #K.

On décrit dans la suite l'opération associée à la fonction de correction automatique de l'antenne à aérien en phase ayant la disposition précitée.

Un signal de référence à haute fréquence créé par l'organe 300 d'excitation est émis par l'antenne 600 de référence vers les radiateurs 1100 à 1N00. A ce moment, les radiateurs 1100 à 1N00 reçoivent des signaux de commande de l'unité de traitement arithmétique 400 par l'organe 500 de commande de balayage.

En fonction des signaux précités de commande, l'un des
M modules d'émission-réception de chacun des radiateurs 1110 à 1N00 est réglé à l'état de l'opération de réception. Cette opération est réalisée par commande par tout ou rien de l'amplificateur à faible bruit 1152 de la figure 3. En conséquence, les signaux de référence à haute fréquence reçus au total par N modules d'émission-réception sont transmis sous forme des signaux à haute fréquence de réception SRF1 à SRFN.

Les signaux à haute fréquence de réception SRF1 à SRFN subissent une conversion de fréquence dans le récepteur 200 et sont transmis comme signaux à fréquence intermédiaire de réception SIF1 à SIFN aux convertisseurs analogiquesnumériques 111 à lîN de la section formatrice de faisceau 100. Les signaux à fréquence intermédiaire de réception SIF1 à SIFN sont transformés en signaux numériques par les convertisseurs analogiques-numériques 111 à lîN et sont transmis comme signaux orthogonaux I/Q.

Ces signaux orthogonaux sont transmis à l'unité formatrice de faisceau 130 par les circuits à bascule 121 à 12N et sont synchronisés par les circuits à bascule 121 à 12N de manière qu'ils sortent comme données d'élément à N canaux S1 à SN. Ces données S1 à SN sont mises sous forme de données d'élément en série S par le convertisseur parallèle-série 140 et parviennent à l'unité de traitement arithmétique 400.

L'unité de traitement arithmétique 400 détecte les données de phase et d'amplitude des signaux à haute fréquence de réception SRF1 à SRFN à partir des données d'élément S et compare les données détectées aux données initiales de phase et d'amplitude mesurées au préalable.

Grâce à cette comparaison, l'unité de traitement arithmétique 400 calcule alors les données de correction pour les
N modules précités d'émission-réception.

Ensuite, l'opération précitée de calcul de données de correction est répétée au total M fois, alors que les modules d'émission-réception destinés à être mis à l'état de fonctionnement sont changés successivement. Lors de ce traitement, les données de correction sont calculées pour les (M x N) modules d'émission-réception.

Après le calcul des données de correction de tous les modules d'émission-réception, l'unité de traitement arithmétique 400 transmet les signaux de commande d'après les données de correction aux modules respectifs par l'intermédiaire de l'organe 500 de commande de balayage pour la correction (étalonnage) du front d'onde de l'antenne.

L'unité 400 de traitement arithmétique transmet aussi des données de poids W11 à WNK à l'unité formatrice de faisceau 130. Ces données de poids W11 à WNK sont obtenues par multiplication des poids complexes utilisés de façon générale pour la formation du faisceau par des poids dépendant des données précitées de correction, utilisés pour la correction entre les canaux. Les circuits formateurs de faisceau 1301 à 130K effectuent un traitement par addition pondérée à l'aide des données de poids W11 à WNK pour la formation du faisceau.

Dans l'antenne à aérien en phase ayant la disposition précitée, lorsque l'appareil comprend M x N modules d'émission-réception, comme N données de correction nécessaires à l'étalonnage des modules peuvent être calculées simultanément, les données de correction de tous les modules peuvent être obtenues par répétition de ce calcul de données de correction M fois uniquement. En conséquence, tous les modules peuvent être étalonnés pour l'exécution de la correction du front d'onde de l'antenne en une courte période.

De manière générale, un appareil ayant des antennes élémentaires 1111 à îllM et des modules d'émission-réception 1121 à 112M, comme l'antenne à aérien en phase de la disposition précitée, doit posséder une fonction de détection des états de panne (par exemple les positions des pannes et le nombre de pannes) de ces éléments.

Dans l'antenne à aérien en phase ayant la disposition précitée, les données de phase et d'amplitude des signaux de réception provenant des modules 1121 à 112M peuvent être comparées aux données initiales de phase et d'amplitude en une courte période. Pour cette raison, la détection des anomalies, par exemple une réduction du gain d'un amplificateur et une panne de commande de circuit déphaseur, peut être réalisée en une courte période. En outre, les positions des pannes et les nombres de pannes peuvent être détectés avec précision.

Dans l'antenne à aérien en phase ayant la disposition précitée, les données précitées de poids W11 à WNK sont réglées par multiplication des poids complexes utilisés de façon générale pour la formation du faisceau avec les poids dépendant des données de correction qui sont utilisés pour la correction entre les canaux. Pour cette raison, les amplitudes et les phases des signaux de réception sont réglées pour chacun des radiateurs 1100 à 1N00.

Dans le mode de réalisation qui précède, la conformation du faisceau et la correction entre les canaux sont exécutées simultanément par l'unité formatrice de faisceau 130 par utilisation des données de poids W11 à WNK obtenues par multiplication des poids complexes utilisés de façon générale pour la conformation du faisceau et des poids de correction entre les canaux. Cependant, l'invention n'est pas limitée à cette réalisation. Par exemple, une unité formatrice de faisceau 131 représentée sur la figure 6 peut être utilisée à la place de l'unité 130.

Dans l'unité 131 formatrice de faisceau, les signaux de réception numériques SD1 à SDN retardés par les circuits à retard 1311 à 131N sont soumis à une pondération pour la correction entre les canaux dans des circuits de multiplication 1341 à 134N. Les résultats de la pondération sont distribués en K chemins et transmis aux circuits formateurs de faisceau 1301 à 130K.

Dans les circuits formateurs de faisceau 1301 à 130K, la pondération générale pour la conformation du faisceau est réalisée par les circuits de multiplication 1321 à 132N, et les données résultantes sont ajoutées séquentiellement de manière systolique par des circuits d'addition 1331 à 133N, avec formation de cette manière des faisceaux voulus.

Il apparaît ainsi qu'on peut obtenir les mêmes effets que ceux qu'on a décrit précédemment, même lorsque la pondération de correction entre les canaux et la pondération pour la conformation du faisceau sont réalisées indépendamment pour la simplification du traitement arithmétique de conformation du faisceau.

Le récepteur 200 et l'organe 300 d'excitation ne sont pas limités aux dispositions représentées. Par exemple, un récepteur 201 et un organe d'excitation 301 représentés sur la figure 7 peuvent être utilisés. On décrit dans la suite un cas dans lequel le récepteur 201 et l'organe 301 d'excitation sont utilisés à la place du récepteur 200 et de l'organe 300 d'excitation.

Le récepteur 201 comprend des convertisseurs de fréquence 211 à 21N et des distributeurs à haute fréquence 220 et 230. L'organe d'excitation 301 fait osciller un signal local et le transmet au distributeur à haute fréquence 230. L'organe 301 d'excitation crée aussi un signal pilote à haute fréquence par utilisation du signal local précité et le transmet au distributeur 220.

Le distributeur à haute fréquence 220 distribue le signal pilote à haute fréquence suivant N chemins. Les signaux distribués sont transmis respectivement comme signaux pilotes à haute fréquence SPL1 à SPLN aux convertisseurs de fréquence 211 à 21N. De même, le distributeur 230 à haute fréquence distribue le signal local suivant N chemins. Les signaux distribués sont transmis respectivement sous forme de signaux locaux L1 à LN aux convertisseurs de fréquence 211 à 21N.

Les signaux de réception à haute fréquence SRF1 à SRFN et les signaux pilotes à haute fréquence SPL1 à SPLN sont transmis respectivement aux convertisseurs de fréquence 211 à 21N. L'un des deux signaux transmis à chaque convertisseur subit sélectivement une conversion de fréquence par utilisation d'un signal local correspondant L1 à LN. Les signaux résultants sont transmis comme signaux à fréquence intermédiaire de réception IF1 à IFN à la section formatrice de faisceau 100.

On décrit maintenant, en référence à la figure 8, la disposition détaillée du convertisseur de fréquence 211. Ce convertisseur 211 comprend un commutateur à haute fréquence 2111, un amplificateur à haute fréquence 2112, un mélangeur 2113, un filtre 2114 et un amplificateur à fréquence intermédiaire 2115.

Le commutateur à haute fréquence 2111 reçoit le signal de réception à haute fréquence SRF1 et le signal pilote à haute fréquence SPL1 et transmet sélectivement l'un des signaux à l'amplificateur à haute fréquence 2112. Ce dernier amplifie le signal provenant du commutateur 2111 et transmet le signal résultant au mélangeur 2113.

Le mélangeur 2113 assure la conversion de fréquence du signal de sortie de l'amplificateur 2112 par utilisation du signal local L1. Le signal résultant est transmis à l'amplificateur 2115 à fréquence intermédiaire par le filtre 2114.

L'amplificateur 2115 effectue l'amplification à fréquence intermédiaire du signal de sortie du filtre 2114. Le signal résultant est transmis comme signal à fréquence intermédiaire de réception SIF1 à la section formatrice de faisceau 100.

q
Comme le convertisseur de fréquence 211, les convertisseurs 212 à 21N assurent respectivement la transformation en fréquence des signaux d'entrée en signaux à fréquence intermédiaire de réception SIF2 à SIFN. Il faut noter que ces convertisseurs de fréquence ont la même disposition que le convertisseur 211, si bien qu'on ne les décrit pas en détail.

Dans la disposition précitée, dans une opération normale de réception, les commutateurs à haute fréquence 2111 des convertisseurs 212 à 21N sélectionnent les signaux de réception à haute fréquence SRF1 à SRFN et effectuent un traitement de signaux de la manière décrite précédemment et donnent ainsi les données de réception.

Lors de l'exécution de l'ajustement et du diagnostic de panne, les commutateurs 2111 des convertisseurs 212 à 21N sélectionnent les signaux pilotes SPL1 à SPLN. Dans cette opération, ces signaux pilotes SPL1 à SPLN subissent la conversion de fréquence dans les convertisseurs 212 à 21N et sont transmis à la section formatrice de faisceau 100.

Dans la section formatrice de faisceau 100, les données d'élément à N canaux S1 à SN obtenues de la même manière que dans le mode de réalisation précédent sont transmises à l'unité de traitement arithmétique 400. Celle-ci détecte les données de phase et d'amplitude des signaux SRF1 à SRFN à partir des données d'élément S.

Les résultats de la détection sont alors comparés aux données de phase et d'amplitude mesurées au préalable à l'aide des signaux pilotes SPL1 à SPLN. Les valeurs de la variation (données de correction) des phases et des amplitudes sont calculées, et les données précitées de poids dépendant des données de correction sont transmises à la section formatrice de faisceau 100.

Dans la section formatrice de faisceau 100, comme décrit précédemment, les circuits formateurs de faisceau 1301 à 130K effectuent un traitement par addition pondérée à l'aide des données précitées de poids pour assurer la conformation du faisceau. Il faut noter que les données précitées de poids sont obtenues par multiplication des poids complexes utilisés de façon générale pour la conformation du faisceau et des poids dépendant des données précitées de correction, utilisés pour la correction entre les canaux.

Dans la disposition précitée, les composantes de la variation (erreurs d'amplitude et de phase) produites dans le récepteur 201 et les éléments qui le suivent peuvent être détectées périodiquement par l'unité de traitement arithmétique 400 à l'aide des mêmes signaux pilotes à haute fréquence SPL1 à SPLN. En outre, la détection précitée peut être réalisée pour tous les signaux à fréquence intermédiaire de réception.

Les erreurs d'amplitude et de phase créées entre les canaux respectifs sous l'influence des variations de la température et analogue dans le récepteur 201 et les éléments qui le suivent peuvent donc être détectées en une courte période, et la correction des erreurs et la réparation des pannes peuvent être exécutées.

Comme dans le mode de réalisation précédent, les faisceaux voulus peuvent être formés par correction des erreurs d'amplitude et de phase entre les canaux respectifs à l'aide de l'unité formatrice de faisceau 131 représentée sur la figure 6 à la place de l'unité 130. Il apparaît ainsi que, dans cette opération, on peut obtenir les effets déjà décrits précédemment.

Dans l'antenne à aérien dans laquelle les antennes élémentaires 1111 à lîîM des radiateurs 1100 à lN00 ont une disposition bidimensionnelle sous forme d'une matrice, les variations de phase et d'amplitude sont provoquées électriquement ou mécaniquement par la chaleur, la pression et analogue, à l'intérieur ou à l'extérieur des antennes.

Lorsqu'un dispositif de refroidissement des modules d'émission-réception est utilisé pour lutter contre la chaleur, des différences de distribution de température sont produites en fonction de l'aptitude au refroidissement de l'appareil ou des différences de température, et des variations sont provoquées lorsque l'appareil est chauffé localement par une source de chaleur extérieure. Dans le cas de la pression, l'ouverture de l'antenne est déformée par la pression du vent ou les vibrations, si bien qu'il apparaît des variations.

Les variations provoquées par la chaleur ou la pression varient constamment et progressivement au cours du temps.

Pour cette raison, les erreurs d'amplitude et de phase des signaux de sortie de plusieurs antennes élémentaires d'un aérien varient au cours du temps.

L'invention est aussi efficace dans le cas de ces erreurs d'amplitude et de phase entre les antennes élémentaires, présentant une variation au cours du temps. Un appareil à cet effet est décrit dans la suite en référence à la figure 9. Les références de la figure 9 qui sont identiques aux précédentes désignent les mêmes parties que précédemment et leur description détaillée est omise.

La disposition fondamentale de l'antenne de la figure 9 est la même que celle de la figure 1, mais elle est caractérisée spécialement en ce que les antennes élémentaires 1111 à 111M des radiateurs 1100 à lN00 ont une disposition bidimensionnelle sous forme d'une matrice pour la formation d'une ouverture 700 d'antenne.

Cette antenne effectue une opération de balayage de faisceau à laide d'un schéma conformateur de faisceau numérique unidimensionnel (DBF) (schéma à synthèse de haute fréquence en direction verticale, schéma DBF horizontal) avec l'ouverture d'antenne 700 qui comprend M (en direction verticale) x N (en direction horizontale) antennes élémentaires formant une matrice bidimensionnelle. L'opération de correction automatique dans l'ensemble précité est décrite dans la suite.

Un signal de référence à haute fréquence est émis par un organe 300 d'excitation vers l'ouverture 700 d'antenne par une antenne de référence 600. Par ailleurs, les radiateurs 1100 à lN00 reçoivent les signaux de commande de l'unité de traitement arithmétique 401 par l'intermédiaire d'un organe 500 de commande de balayage. En fonction des signaux de commande, l'un des modules d'émission-réception de chacun des radiateurs 1100 à lN00 (ce module étant appelé élément en fonctionnement) est ajusté à l'état de l'opération de réception.

Les éléments en fonctionnement sont sélectionnés afin qu'ils forment une matrice discrète sur l'ouverture d'antenne 700. Par exemple, comme l'indique la figure 10, les éléments en fonctionnement sont sélectionnés afin qu'ils forment un dessin analogue à une grille dans l'ouverture d'antenne 700. Sur la figure 10, cinq antennes élémentaires (M en direction verticale) et neuf antennes élémentaires (N en direction horizontale) sont disposées suivant une matrice bidimensionnelle. Chaque colonne d'antennes élémentaires comprend un élément en fonctionnement.

Les signaux de référence à haute fréquence reçus par les éléments en fonctionnement sont transmis sous forme de signaux à haute fréquence de réception SRF1 à SRFN. Comme décrit précédemment, ces signaux de réception à haute fréquence SRF1 à SRFN subissent une conversion de fréquence en signaux à fréquence intermédiaire de réception SIF1 à
SIFN par un récepteur 200 et sont transmis à une section formatrice de faisceau 100.

Les signaux à fréquence intermédiaire de réception SIF1 à SIFN sont transformés en signaux numériques par la section formatrice de faisceau 100 transmis sous forme de signaux orthogonaux I/Q. Des données sont extraites de ces signaux orthogonaux sous la commande du signal de minutage à partir d'une unité de traitement arithmétique 401 et sont transférées comme données S d'élément de N canaux à l'unité de traitement arithmétique 401.

L'unité de traitement arithmétique 401 détecte les données de phase et d'amplitude des signaux de réception à haute fréquence SRF1 à SRFN à partir des données d'élément
S. L'unité 401 compare les données détectées de phase et d'amplitude aux données de phase et d'amplitude des éléments en fonctionnement, détectées auparavant, et calcule les valeurs de variation des phases et des amplitudes. L'unité 401 calcule alors les données de correction correspondant aux éléments en fonctionnement d'après ces valeurs de variation.

Pour les modules restants d'émission-réception qui n'étaient pas à l'état de réception (appelés éléments non en fonctionnement dans la suite), les valeurs estimées des données de correction sont calculées d'après les corrélations de position entre les éléments qui ne sont pas en fonctionnement et qui sont en fonctionnement et les valeurs de la variation.

Ensuite, la correction (étalonnage) de tous les modules d'émission-réception est réalisée d'après les données précitées de correction (valeurs estimées). Il faut noter que les valeurs estimées des données de correction pour les éléments qui ne sont pas en fonctionnement peuvent être obtenues par exemple par un traitement par interpolation de spline. La figure 11 représente l'état de ce traitement.

Sur la figure 11, les axes X et Y indiquent les coordonnées des éléments placés dans l'ouverture d'antenne, et l'axe Z indique les valeurs de variation de la phase ou de l'amplitude par rapport à l'état initial. Comme décrit précédemment, N valeurs de variation analogues à celles qu'on a décrites précédemment sont obtenues par sélection séparée des modules d'émission-réception et réglage à l'état de fonctionnement de réception de la manière précitée.

Ensuite, le traitement par interpolation de spline en fonction de ces N valeurs de variation est réalisé pour l'estimation des valeurs de variation des éléments qui ne sont pas en fonctionnement. Les valeurs estimées des données de correction des éléments qui ne sont pas en fonctionnement sont calculées d'après les valeurs de la variation obtenues de cette manière.

Comme décrit précédemment, dans l'antenne ayant la disposition précitée, les N modules d'émission-réception peuvent être sélectionnés séparément et réglés à l'état de fonctionnement de réception, et les valeurs de variation sont calculées d'après les données antérieures de phase et d'amplitude des éléments en fonctionnement. Ensuite, les données de correction de tous les modules sont calculées d'après ces valeurs de variation, et la correction est réalisée.

Comme la correction dans tous les modules 1121 à 112M peut être réalisée par simple mesure des valeurs de variation associées aux N modules d'émission-réception, la correction du front d'onde de l'antenne peut être réalisée en une période plus courte que dans le mode de réalisation précédent. L'appareil peut donc suivre les variations des erreurs d'amplitude et de phase au cours du temps.

Dans ce mode de réalisation, l'ouverture d'antenne est considérée comme un plan bidimensionnel. Cependant, l'ouverture d'antenne peut avoir une forme tridimensionnelle arbitraire dans la mesure où les coordonnées de chaque élément sont spécifiées.

En outre, comme dans le mode de réalisation précédent, les faisceaux voulus peuvent être formés par correction des erreurs d'amplitude et de phase entre les canaux respectifs à l'aide de l'unité formatrice de faisceau 131 représentée sur la figure 6 à la place de l'unité 130. Il apparaît ainsi que, dans cette opération, on peut obtenir les mêmes effets que précédemment.

Dans tous les modes de réalisation décrits précédemment, l'antenne 600 est en face de l'ouverture d'antenne.

Cependant, une ou plusieurs antennes de référence peuvent être placées dans une ou plusieurs parties de l'ouverture d'antenne. Dans une variante, une antenne élémentaire déterminée peut être utilisée comme antenne de référence.

La description qui précède concerne des antennes à aérien en phase en particulier. Cependant, même dans une antenne à aérien en phase de type passif ayant un circuit déphaseur et n'ayant pas d'amplificateur ou analogue, le diagnostic de panne des modules d'émission-réception, la correction de la phase, la conformation du faisceau et la correction entre les canaux peuvent être réalisés.

En outre, dans chaque radiateur décrit précédemment,
M éléments d'antenne et M modules d'émission-réception sont incorporés. Cependant, ces éléments ne sont pas obligatoirement multiples, et l'invention peut aussi s'appliquer à un ensemble tel que M = 1.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux antennes qui viennent d'être décrites uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Antenne à aérien en phase comprenant plusieurs antennes élémentaires (1111 à lllM) disposées suivant une matrice, plusieurs modules d'émission-réception (1121 à 112M) destinés à émettre et recevoir des signaux à haute fréquence échangés avec les éléments correspondants d'antenne et à régler les phases et les amplitudes des signaux à haute fréquence en fonction d'un signal de commande, et un circuit de synthèse à haute fréquence (1140) destiné à synthétiser les signaux de réception transmis par les modules d'émission-réception et à transmettre le signal résultant sous forme d'un signal synthétique à haute fréquence, caractérisée en ce qu'elle comprend

un dispositif de commande de balayage destiné à créer un signal de commande qui règle les phases et les amplitudes des modules d'émission-réception pour chacun de plusieurs radiateurs (1100 à lN00),

un dispositif (200) de conversion de fréquence destiné à réaliser la conversion séparée de fréquence des signaux synthétiques à haute fréquence transmis par les radiateurs (1100 à 1N00) et à transmettre les signaux résultants comme signaux à fréquence intermédiaire de réception,

des dispositifs de conversion analogique-numérique (111 à llN) pour la conversion séparée des signaux à fréquence intermédiaire de réception des dispositifs de conversion de fréquence (200) en signaux numériques, et à transmettre les signaux sous forme de signaux d'élément,

un dispositif formateur de faisceau (130) destiné à effectuer la conformation du faisceau par pondération séparée des signaux d'élément transmis par les dispositifs de conversion analogique-numérique (111 à llN) en fonction de données de poids externe et par addition des signaux, et à transmettre les résultats d'addition sous forme de données de réception,

des dispositifs d'extraction de signaux d'élément (121 à 12N) destinés à extraire des données des signaux d'élément provenant des dispositifs de conversion analogique-numérique (111 à llN) avec le même minutage, et

un dispositif de traitement arithmétique (400) destiné à détecter les amplitudes et les phases des signaux synthétiques à haute fréquence, provenant des radiateurs (1100 à 1N00) à partir des données extraites par les dispositifs d'extraction de signaux d'éléments (121 à 12N).

2. Antenne à aérien en phase ayant plusieurs antennes élémentaires (1111 à elle) disposées suivant une matrice, plusieurs modules d'émission-réception (1121 à 112M) destinés à transmettre et recevoir des signaux à haute fréquence échangés avec les antennes élémentaires correspondantes et à régler les phases des signaux à haute fréquence d'après le signal de commande, et un circuit de synthèse à haute fréquence (1140) destiné à synthétiser des signaux de réception transmis par les modules d'émission-réception et à transmettre le signal résultant sous forme d'un signal synthétique à haute fréquence, caractérisée en ce qu'elle comprend

un dispositif de commande de balayage destiné à créer un signal de commande qui règle les phases des modules d'émission-réception pour chacun de plusieurs radiateurs (1100 à 1N00),

des dispositifs (200) de conversion de fréquence destinés à assurer la conversion séparée de fréquence des signaux synthétiques à haute fréquence transmis par les radiateurs (1100 à lN00) et à transmettre les signaux résultants sous forme de signaux à fréquence intermédiaire de réception,

des dispositifs de conversion analogique-numérique (111 à llN) destinés à convertir séparément les signaux à fréquence intermédiaire de réception provenant des dispositifs de conversion de fréquence (200) en signaux numériques, et à transmettre les signaux sous forme de signaux d'élément,

un dispositif formateur de faisceau (130) destiné à effectuer la conformation de faisceau par pondération séparée des signaux d'élément transmis par les dispositifs de conversion analogique-numérique (111 à llN) en fonction des données de poids externe et par addition des signaux, et à transmettre les résultats d'addition comme données de réception,

des dispositifs d'extraction de signaux d'élément (121 à 12N) destinés à extraire les données des signaux d'élément provenant des dispositifs de conversion analogique-numérique (111 à llN) avec le même minutage, et

un dispositif de traitement arithmétique (400) destiné à détecter les amplitudes et les phases des signaux synthétiques à haute fréquence transmis par les radiateurs (1100 à 1N00) à partir des données extraites par les dispositifs d'extraction de signaux d'élément (121 à 12N).

3. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre

un dispositif (300) d'oscillation destiné à créer un signal local utilisé pour la conversion de fréquence dans les dispositifs de conversion de fréquence (200) et un signal de référence à haute fréquence qui dépend du signal local, et

une antenne de référence (600) destinée à émettre le signal de référence à haute fréquence vers les radiateurs (1100 à 1N00).

4. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de traitement arithmétique (400) a une fonction d'exécution séquentielle de la commande, pour tous les modules d'émission-réception (1121 à 112M), pour que certains seulement de ces modules fonctionnent pour les radiateurs (1100 à 1N00).

5. Antenne selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif de traitement arithmétique (400) a une fonction de détection des amplitudes et des phases des signaux de réception transmis par les modules d'émissionréception qui fonctionnent d'après les données extraites par les dispositifs d'extraction de signaux d'élément (121 à 12N), une fonction de calcul des valeurs de la variation des amplitudes et des phases des signaux de réception par comparaison des résultats de la détection obtenus par la fonction de détection à des résultats d'une détection antérieure associés aux modules d'émission-réception en fonctionnement, et une fonction de réglage des valeurs du déphasage et des gains des modules correspondants d'émission-réception par l'intermédiaire du dispositif de commande de balayage (500) d'après les valeurs de la variation obtenues par la fonction de calcul.

6. Antenne selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif de traitement arithmétique (400) a une fonction de détection des amplitudes et des phases des signaux de réception transmis par les modules d'émissionréception qui sont en fonctionnement d'après les données extraites par les dispositifs d'extraction de signaux d'élément (121 à 12N), une fonction de calcul des valeurs de la variation des amplitudes et des phases des signaux de réception par comparaison des signaux de détection obtenus par la fonction de détection à des résultats d'une détection antérieure associés aux modules d'émission-réception en fonctionnement, et une fonction de calcul des données de poids en fonction des valeurs de la variation obtenues par la fonction de calcul, et la commande de la pondération du dispositif formateur de faisceau (130).

7. Antenne selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif de traitement arithmétique (400) a une fonction de détection des amplitudes et des phases des signaux de réception transmis par les modules d'émissionréception qui sont en fonctionnement d'après les données extraites par les dispositifs d'extraction de signaux d'élément (121 à 12N), une fonction de calcul des valeurs de la variation des amplitudes et des phases des signaux de réception par comparaison des résultats de la détection obtenus par la fonction de détection à des résultats d'une détection antérieure associés aux modules d'émissionréception en fonctionnement, et une fonction de détection des modules d'émission-réception comme éléments en panne lorsque les valeurs de la variation obtenues par la fonction de calcul dépassent des valeurs prédéterminées.

8. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de traitement arithmétique (400, 401) a une fonction de mise en fonctionnement de certains des modules d'émission-réception à l'aide du dispositif de commande de balayage (500), une fonction de détection des amplitudes et des phases des signaux de réception transmis par les modules d'émission-réception en fonctionnement à partir des données extraites par les dispositifs d'extraction de signaux d'élément (121 à 12N), une fonction de calcul des valeurs de la variation des amplitudes et des phases des signaux de réception par comparaison des résultats de la détection obtenus par la fonction de détection à des résultats d'une détection antérieure associés aux modules d'émission-réception en fonctionnement, et une fonction de calcul d'un état de distribution de valeurs continues de la variation d'une ouverture d'antenne (700) formée par les antennes élémentaires (1111 à lNlM) disposées suivant une matrice, d'après les valeurs de la variation obtenues par la fonction de calcul.

9. Antenne selon la revendication 8, caractérisée en ce que le dispositif de traitement arithmétique (400, 401) a une fonction de réglage des valeurs des déphasages et des gains des modules d'émission-réception (1121 à 112M) à l'aide du dispositif de commande de balayage (500) d'après les résultats de calcul obtenus par la fonction de calcul de l'état de distribution des valeurs de la variation continue dans l'ouverture d'antenne (700).

10. Antenne selon la revendication 8, caractérisée en ce que le dispositif de traitement arithmétique (400, 401) a une fonction de calcul des données de poids d'après les résultats du calcul obtenus par la fonction de calcul de l'état de distribution des valeurs de la variation continue dans l'ouverture d'antenne (700), et de réglage de la pondération du dispositif formateur de faisceau (130).

11. Antenne selon l'une des revendications 6 et 10, caractérisée en ce que le dispositif formateur de faisceau (130) effectue séparément la pondération des signaux d'élément transmis par les dispositif de conversion analogiquenumérique (111 à llN) par utilisation des données de poids provenant du dispositif de traitement arithmétique (401) pour réaliser la correction, puis exécute séparément la pondération pour la conformation du faisceau en fonction des signaux, l'addition des signaux, et la transmission des données résultantes comme données de réception.

12. Antenne à aérien en phase comprenant des dispositifs d'émission-réception (1100 à lN00) destinés à régler les phases et les amplitudes de plusieurs signaux, et à émettre et recevoir les signaux réglés, caractérisée en ce qu'elle comprend

un dispositif d'oscillation (301) destiné à créer un signal local et un signal pilote à haute fréquence en fonction du signal local,

des dispositifs de conversion de fréquence (201) ayant une fonction de distribution du signal pilote à haute fréquence suivant plusieurs chemins, une fonction de sélection des signaux pilotes à haute fréquence distribués par la fonction de distribution ou de plusieurs signaux reçus par les dispositifs d'émission-réception (1100 à 1N00), et plusieurs fonctions de conversion de fréquence des signaux sélectionnés par la fonction de sélection par utilisation du signal local, et de transmission des signaux résultants sous forme de signaux à fréquence intermédiaire de réception,

des dispositifs de conversion analogique-numérique (111 à llN) destinés à convertir séparément les signaux à fréquence intermédiaire de réception provenant des dispositifs de conversion de fréquence (201) en signaux numériques, et à transmettre les signaux numériques comme signaux d'élément,

un dispositif formateur de faisceau (130) destiné à exécuter séparément la pondération des signaux d'élément provenant des dispositifs de conversion analogique-numérique (111 à llN) en fonction de données externes de poids, puis l'addition des signaux pour la conformation du faisceau, et la transmission des données résultantes comme données de réception,

des dispositifs d'extraction de signaux d'élément (121 à 12N) destinés à extraire les données des signaux d'élément provenant des dispositifs de conversion analogique-numérique (111 à llN) avec un même minutage, et

un dispositif de traitement arithmétique (400) destiné à détecter les amplitudes et les phases des signaux à fréquence intermédiaire de réception provenant des dispositifs de conversion de fréquence (201) en fonction des données extraites par les dispositifs d'extraction de signaux d'élément (121 à 12N).

13. Antenne selon la revendication 12, caractérisée en ce que les dispositifs d'émission-réception (1100 à 1N00) comprennent

plusieurs radiateurs (1100 à 1N00) comprenant au moins des antennes élémentaires (1111 à îlîM) et des modules d'émission-réception (1121 à 112M) pour lémission-réception de signaux à haute fréquence échangés avec les antennes d'élément (1111 à 111M) et à régler les phases et les amplitudes des signaux à haute fréquence d'après le signal de commande, et

un dispositif de commande (500) destiné à créer un signal de commande pour le réglage des phases et des amplitudes des modules d'émission-réception (1121 à 112M) pour chacun des radiateurs (1100 à 1N00).

14. Antenne selon la revendication 12, caractérisée en ce que le dispositif de traitement arithmétique (400) a une fonction de détection des amplitudes et des phases des signaux à fréquence intermédiaire de réception transmis par les dispositifs de conversion de fréquence (201) en fonction des données extraites par les dispositifs d'extraction de signaux d'élément (121 à 12N) lorsque les dispositifs de conversion de fréquence (201) transforment la fréquence des signaux pilotes à haute fréquence, une fonction de calcul des valeurs de la variation des amplitudes et des phases des signaux à fréquence intermédiaire de réception par comparaison des résultats de la détection obtenus par la fonction de détection aux résultats d'une détection antérieure, et une fonction de calcul des données de poids d'après les valeurs de la variation obtenues par la fonction de calcul, et de réglage de la pondération du dispositif formateur de faisceau (130).

15. Antenne selon la revendication 12, caractérisée en ce que le dispositif de traitement arithmétique (400) a une fonction de détection des amplitudes et des phases des signaux à fréquence intermédiaire de réception transmis par les dispositifs de conversion de fréquence (201) en fonction des données extraites par les dispositifs d'extraction de signaux d'élément (121 à 12N) lorsque les dispositifs de conversion de fréquence (201) assurent la conversion de la fréquence des signaux pilotes à haute fréquence, une fonction de calcul des valeurs de la variation des amplitudes et des phases des signaux à fréquence intermédiaire de réception par comparaison des résultats de la détection obtenus par la fonction de détection à des résultats d'une détection antérieure, et une fonction de détection de la fonction de conversion de fréquence comme fonction en panne lorsque les valeurs de la variation obtenues par la fonction de calcul dépassent des valeurs prédéterminées.

16. Antenne selon la revendication 12, caractérisée en ce que les dispositifs formateurs de faisceau (130) effectuent séparément la pondération des signaux d'élément transmis par les dispositifs de conversion analogique-numérique (111 à llN) par utilisation des données de poids provenant du dispositif de traitement arithmétique (400), effectuent séparément la pondération de la conformation du faisceau en fonction des signaux, ajoutent les signaux, et transmettent les données résultantes comme données de réception.