FR2751497A1 - Procede et dispositif de rejection d'un signal pertubateur, notamment pour la rejection d'un signal de contre-mesure electronique de brouillage de radiocommunications - Google Patents

Abstract

Ce dispositif (1) est relié à deux antennes (A1 , A2 ) d'un système d'antennes et produit en sortie un signal (e2 (t)) comprenant essentiellement la composante de signal utile, le signal utile et le signal perturbateur étant, entre eux, statistiquement indépendants et le signal utile étant un signal émis par intermittence au cours de phases actives précédées de phases inactives. Il comprend: des moyens (32) de pondération, en phase et en amplitude, des signaux respectifs captés simultanément par les deux antennes de manière à conformer le diagramme de rayonnement global de ce système d'antennes pour que celui-ci présente une atténuation dans la direction de la source dont provient le signal perturbateur; une première chaîne (33) d'asservissement des moyens de pondération, permettant de commander ceux-ci en inversion de puissance; une seconde chaîne (38) d'asservissement des moyens de pondération, permettant de commander ceux-ci en séparation de sources; des moyens de détermination des phases inactives et actives du signal utile émis; et des moyens de commutation de mode (41-48), commandés par ces moyens de détermination de manière à asservir les moyens de pondération en inversion de puissance lors de la détermination d'une phase inactive, puis à les asservir en séparation de sources lors de la détection d'une phase active subséquente.

Description

Procédé et dispositif de réjection d'un signal perturbateur, notamment

pour la réjection d'un signal de contre-mesure électronique de brouillage de radiocommunications La présente invention concerne un procédé et un disposi-

tif de réjection d'un signal perturbateur, notamment pour la réjec-

tion d'un signal de contre-mesure électronique de brouillage de radiocommunications. Elle vise, de façon générale, à atténuer au maximum ce signal perturbateur, et ceci sans nécessiter la connaissance a priori

de la direction d'émission du signal utile ni celle du signal perturba-

teur (à la différence notamment de certaines techniques de traite-

ment d'antenne telles que par exemple les procédés dits " haute

résolution ").

Comme on le verra, le dispositif de l'invention s'intercon-

necte simplement entre deux antennes et un récepteur et agit de façon entièrement autonome et adaptative, constituant ainsi un matériel extrêmement facile d'emploi ne nécessitant pour sa mise en

oeuvre aucune connaissance particulière.

Le principe général utilisé par l'invention pour la protec-

tion contre le brouillage ou, plus généralement, contre toutes les émissions susceptibles d'affecter la bande du signal utile, réside

dans une conformation particulière d'un diagramme de rayonne-

ment d'un réseau comprenant deux antennes, de manière à appli-

quer une atténuation dans la direction du brouilleur, le signal utile

étant faiblement atténué, voire dans certains cas amplifié. Ce prin-

cipe suppose bien entendu qu'une discrimination angulaire existe entre les sources des signaux, c'est-à-dire que le signal utile et le

signal perturbateur proviennent de deux directions différentes.

Essentiellement, l'invention réside dans une combinaison particulière, réalisée de façon adaptative, de deux techniques en elles-mêmes connues mais jusqu'à présent utilisées seules, qui sont la technique dite de " l'inversion de puissance " et celle dite de " la

séparation de sources ", et dont on exposera plus en détail les prin-

cipes dans la suite de la présente description. Cette combinaison de

techniques permet notamment de remédier aux inconvénients inhé-

rents à chacune de ces deux techniques, tout en tirant le meilleur

parti possible de leurs avantages respectifs.

Plus précisément, le procédé de l'invention est un pro-

cédé de réjection du signal perturbateur affectant le signal appliqué en entrée d'un récepteur, notamment pour la réjection d'un signal de contremesure électronique de brouillage de radiocommunications, le signal à traiter comprenant une composante d'un signal utile et une composante d'un signal perturbateur issu d'une source orientée dans une direction différente de la source dont est issu le signal utile, le

signal utile et le signal perturbateur étant en outre, entre eux, sta-

tistiquement indépendants et le signal utile étant un signal émis par intermittences au cours de phases actives précédées de phases inactives. Dans ce procédé, de manière connue, on pondère en phase et en amplitude les signaux respectifs captés simultanément par deux antennes d'un système d'antennes de manière à conformer le diagramme de rayonnement global de ce système d'antennes pour que celui-ci présente une atténuation dans la direction de la source dont provient le signal perturbateur et on produit en sortie un signal

comprenant essentiellement la composante de signal utile.

Pour atteindre les buts précités, le procédé prévoit, selon l'invention, les étapes consistant à: (a) déterminer une phase inactive du signal utile émis, (b) pendant cette phase inactive, pondérer de façon adaptative les signaux captés de manière à réaliser une inversion de puissance entre le signal utile et le signal perturbateur et produire ainsi en sortie un niveau minimal de signal perturbateur, (c) déterminer une phase active subséquente du signal utile émis,

(d) pendant cette phase active, pondérer de façon adap-

tative les signaux captés de manière à réaliser une séparation de sources entre le signal utile et le signal perturbateur, et

(e) recueillir en sortie le signal utile.

L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé, ce dispositif étant relié à deux antennes d'un système d'antennes et produisant en sortie un signal comprenant essentiellement la composante de signal utile, et com- prenant des moyens de pondération, en phase et en amplitude, des signaux respectifs captés simultanément par les deux antennes de

manière à conformer le diagramme de rayonnement global de ce sys-

tème d'antennes pour que celui-ci présente une atténuation dans la

direction de la source dont provient le signal perturbateur.

Selon l'invention, ce dispositif comprend en outre: -une première chaîne d'asservissement des moyens de

pondération, permettant de commander ceux-ci en inversion de puis-

sance, - une seconde chaîne d'asservissement des moyens de' pondération, permettant de commander ceux-ci en séparation de sources, -des moyens de détermination des phases inactives et actives du signal utile émis, et des moyens de commutation de mode, commandés par ces moyens de détermination de manière à asservir les moyens de pondération en inversion de puissance à détermination d'une phase inactive, puis à les asservir en séparation de sources à détection

d'une phase active subséquente.

Dans un premier mode de réalisation, que l'on peut mettre en oeuvre lorsqu'il est possible, malgré le brouillage, de reconnaître de façon externe les transitions entre phases actives et

inactives, les moyens de détermination des phases inactives et acti-

ves du signal utile émis sont des moyens reliés, en entrée, à des moyens du récepteur délivrant un signal de synchronisation du

récepteur sur une trame de communication prédéfinie.

Dans un second mode de réalisation, qui ne nécessite pas la reconnaissance externe des transitions entre phases actives et

inactives, les moyens de détermination des phases inactives et acti-

ves du signal utile émis comprennent une chaîne détectrice recevant en entrée ledit signal de sortie, la phase active étant déterminée à

la transition de niveau en sortie de cette chaîne détectrice.

Selon une caractéristique avantageuse, ladite seconde

chaîne d'asservissement comporte des moyens de pondération adap-

tative complémentaire du niveau du signal de réplique de cette chaîne, de manière à permettre une transition progressive entre la

pondération d'inversion de puissance et la pondération de sépara-

tion de sources.

De préférence également, les moyens de commutation de mode comprennent une pluralité de moyens à action séquentielle opérant à des instants différents, de manière à assurer la stabilité

du système.

On va maintenant, en référence aux dessins annexés, décrire l'invention et les différentes techniques qu'elle met en

oeuvre. (on notera que, sur les différentes figures, les mêmes réfé-

rences numériques désignent des éléments fonctionnellement sem-

blables).

La figure 1 est une vue schématique montrant la configu-

ration géométrique des différentes sources et des deux antennes du

réseau produisant les signaux à traiter par le procédé de l'invention.

La figure 2 montre la manière dont le dispositif de l'invention est intercalé entre ces deux antennes et le récepteur de radiocommunications. La figure 3 montre, de façon schématique, le dispositif de

pondération des signaux captés par les deux antennes.

La figure 4 montre le diagramme de rayonnement obtenu

grâce à cette pondération.

La figure 5 illustre, sous forme symbolique, le traitement

opéré par les circuits de pondération de la figure 3.

La figure 6 illustre, sous forme symbolique, un traite-

ment d'inversion de puissance mettant en oeuvre l'algorithme du

gradient.

La figure 7 illustre, sous forme symbolique, un traite-

ment de séparation de sources.

La figure 8 illustre, sous forme symbolique, un traite-

ment de séparation de sources mettant en oeuvre l'algorithme du gradient. La figure 9 illustre, sous forme symbolique, une variante

simplifiée de réalisation de la figure 8.

La figure 10 est un schéma des circuits du dispositif anti-

brouilleur selon l'invention.

On a représenté figure 1 un réseau de deux antennes A1, A2, typiquement constitué de deux antennes omnidirectionnelles en azimut et de préférence identiques, recevant simultanément les

signaux émis par deux sources, à savoir une source S1 (" brouil-

leur ") émettant un signal perturbateur et une source S2 émettant

un signal utile à extraire du signal perturbateur.

Les antennes produisent des signaux respectifs Cl(t) et C2(t), et le signal de l'une des deux antennes est pondéré en phase et en amplitude (pondération complexe W) puis sommée (sommation complexe E) au signal de l'autre antenne pour donner un signal y(t)

exploitable par le récepteur.

En pratique, comme on l'a illustré figure 2, on intercale

le dispositif selon l'invention, réalisé sous forme d'un module anti-

brouilleur, entre les deux antennes A1 et A2, d'une part, et l'émet-

teur/récepteur de radiocommunications 2, d'autre part, cet émet-

teur/récepteur étant d'un type classique, non modifié. Le module antibrouilleur et l'émetteur/récepteur 2 sont reliés par une liaison analogique haute fréquence 3 (signal d'émission/réception) et, si

nécessaire, par une voie 4 d'échange d'informations de commande.

Le module 1 est alimenté par le réseau d'alimentation sur la ligne 5.

L'émetteur/ récepteur 2 est relié par une liaison audio 6 à un organe

transducteur 7, par exemple un combiné téléphonique.

On notera que le module antibrouilleur 1 agit exclusive-

ment à la réception et que, à l'émission, il se comporte comme un simple court-circuit reliant directement la liaison haute fréquence 3 à l'une des deux antennes du réseau, par exemple l'antenne A1

(l'autre antenne A2 n'étant utilisée qu'à la réception).

La pondération relative des signaux C1(t) et C2(t) pro- duits, respectivement, par les antennes A1 et A2 est réalisée par un

circuit tel que celui illustré figure 3.

Dans ce circuit, le signal de l'une des antennes (par exemple, celui de l'antenne A1) est séparé en deux voies au moyen d'un coupleur hybride en quadrature 8, dont les deux sorties sont

soumises chacune à une atténuation au moyen d'un atténuateur res-

pectif 9, 10, puis recomposées par un coupleur 11 dont le signal de sortie est sommé par un sommateur 12 au signal délivré par l'autre

antenne A2.

Ce circuit délivre ainsi en sortie, d'une part, un signal e1(t) identique au signal d'antenne C1(t) et, d'autre part, un signal

e2(t) qui correspond à une somme pondérée W (pondération com-

plexe au sens mathématique du terme, c'est-à-dire à la fois en phase

et en amplitude), des deux signaux Cl(t) et C2(t).

Ce traitement permet d'obtenir pour le réseau constitué par les deux antennes un diagramme global de rayonnement tel que

celui illustré figure 4, c'est-à-dire présentant deux " creux ", c'est-à-

dire deux atténuations importantes, dans des directions symétriques l'une de l'autre par rapport à l'axe des antennes A1, A2. Le réglage de la position des directions atténuées est obtenu en modifiant, manuellement ou automatiquement, la pondération W pour arriver à faire correspondre cette direction d'atténuation avec la direction du brouilleur Sx; on notera que le gain dans la direction de la source S2 du signal utile n'est qu'alors faiblement atténué par rapport à ce qu'il serait en l'absence de traitement (cercle en tiretés de la figure

4, correspondant à un diagramme omnidirectionnel).

On remarquera que, pour que cette technique puisse opé-

rer convenablement, il importe que les directions des sources S1 et S2 par rapport au centre O du réseau soit différentes, c'est-à-dire que les angles 01 et 02 soient différents ou, en d'autres termes, que les signaux à séparer proviennent de deux sources angulairement discriminées.

Le traitement consiste à régler automatiquement, à par-

tir des seuls signaux reçus, la pondération complexe W sur la valeur permettant d'atténuer au maximum le signal perturbateur. Les deux principales méthodes utilisables à cet effet, qui ne présupposent donc pas la connaissance de l'orientation du signal

utile ni celle du brouilleur, sont l'inversion de puissance et la sépa-

ration de sources.

Inversion de puissance La technique de l'inversion de puissance est par exemple décrite dans un ouvrage de R. A. Monzingo et T. W. Miller intitulé Introduction to Adaptative Arrays, a Wiley-Interscience Publication,

John Wiley & Sons, 1980.

Succintement, elle consiste à adapter la pondération W de telle sorte que, entre le signal utile et le signal perturbateur, le

signal le plus fort (qui est a priori le signal perturbateur) soit atté-

nué de manière à inverser le rapport de puissance signal utile/signal perturbateur. Ainsi, si par exemple le signal perturbateur est plus

fort de 20 dB que le signal utile, après traitement le signal perturba-

teur sera 20 dB plus faible que le signal utile.

En pratique, pour être efficace, l'inversion de puissance impose que les signaux reçus le soient à un niveau supérieur au

bruit thermique, et que les sources soient suffisamment séparés spa-

tialement. On voit que, par le principe même de cette technique, la protection apportée croît avec le niveau de la menace, puisque la réjection est d'autant plus efficace que le signal perturbateur est

plus fort que le signal utile.

En revanche, si le signal perturbateur et le signal utile

sont de niveaux voisins, cette technique se révèle inopérante puis-

que l'inversion de puissance donnera d'autres signaux de niveaux

voisins.

Du point de vue de sa mise en oeuvre, l'inversion de puis-

sance consiste, comme illustré symboliquement figure 5, à effectuer

une pondération W se résumant à une multiplication complexe effec-

tuée en 13, le résultat de cette multiplication étant ajoutée par le sommateur 12 au signal C2(t) produit par l'autre antenne A2.

On montre que, si les signaux s1(t) et s2(t) émis respecti-

vement par les sources S1 et S2 sont décorrélés, c'est-à-dire si l'espé-

rance mathématique E {sl(t).s2*(t)} est nulle (le signe " * " indiquant le nombre complexe conjugué), l'inversion de puissance revient à ajuster W pour que les signaux el(t) et e2(t) obtenus en sortie soient eux-mêmes également décorrélés, c'est-à-dire que E {el(t).e2*(t)} soit nulle.

On montre que l'on peut annuler E {el(t).e2*(t)} en mini-

misant E {e2(t).e2*(t)}, c'est-à-dire en cherchant à annuler son

expression dérivée.

On montre que l'on peut aboutir à ce résultat en faisant

évoluer une expression de W de la forme suivante (y étant une cons-

tante et l'intervalle d'intégration allant de -o à t): W = -Jf el*(t).e2(t) dt Ce processus mathématique, qui est celui le plus souvent utilisé (mais qui n'est pas le seul possible) est appelé " algorithme

du gradient ".

Il peut être mis en oeuvre au moyen d'un circuit tel que celui illustré figure 6, dans lequel on réalise dans un mélangeur 14 le produit el*(t). e2(t), ce produit étant appliqué à un filtre passe-bas suivi d'un amplificateur 16 à gain négatif-y, l'ensemble filtre et

amplificateur formant un étage intégrateur. La sortie de l'amplifica-

teur 16 constitue la pondération W appliquée en 13 au signal Cl(t).

On notera que, si les différences de niveau des signaux sont telles que l'on n'a pratiquement qu'un seul signal présent, le

fait de chercher à minimiser E {e2(t).e2*(t)} revient à mettre en oppo-

sition de phase les deux signaux à l'entrée du sommateur.

Séparation de sources L'autre technique à l'origine de l'invention, dite de " séparation de sources ", est une technique beaucoup moins connue, qui résulte notamment d'études menées par L. Féty, exposées dans

une thèse de doctorat de l'Ecole Nationale Supérieure des Télécom-

munications, intitulée Méthodes de traitement d'antenne adaptées aux radiocommunications, soutenue le 3 juin 1988 et référencée Télécom Paris 88 E 018, qui a montré qu'il était possible, avec un réseau composé de N antennes, de séparer N signaux et donc, en particulier, qu'avec deux antennes il est possible de séparer deux signaux. Cette technique est fondée sur l'hypothèse que les

signaux issus des différentes sources sont statistiquement indépen-

dants; la discrimination est opérée non plus en fonction de la puis-

sance relative des signaux, comme dans la technique précédente, mais en fonction de leur indépendance statistique, ce qui est une

voie beaucoup moins restrictive.

À cet effet, les signaux reçus par les différentes antennes sont pondérés en phase et en amplitude de manière à retrouver les signaux statistiquement indépendants - et non plus seulement

décorrélés comme dans la technique d'inversion de puissance.

Essentiellement, la technique de séparation de sources exploite la propriété selon laquelle, si l'on applique une fonction non linéaire f à un signal composite formé d'une combinaison linéaire de deux signaux statistiquement indépendants, on obtient un autre signal composite, qui est également une combinaison linéaire des deux signaux statistiquement indépendants (plus du bruit), mais dans lequel les coefficients de la combinaison ont été modifiés dans un sens accentuant ou réduisant les écarts de niveau entre les deux signaux. En d'autres termes, l'application de certaines fonctions non linéaires permet d'accentuer l'écart entre les puissances des deux signaux (par exemple, si leur écart est de 10 dB, il devient 15 dB) de sorte que, par itérations successives, le signal composite va converger vers l'un ou l'autre des deux signaux statistiquement indépendants.

Sur la figure 7, on a illustré de façon symbolique ce trai-

tement de séparation de sources: les signaux C1(t) et C2(t) issus des antennes A1 et A2 sont soumis à une pondération respective W1 et

W2 en 17 et 18 et sommés en 19. Le signal e2(t) en sortie du somma-

teur 19 est également appliqué en entrée d'un bloc 20 opérant la fonction non linéaire et donnant en sortie un signal d(t) consistant en une " réplique " du signal e2(t). Cette réplique est appliquée à l'entrée inverseuse d'un sommateur 21 recevant sur son autre entrée le signal e2(t). On obtient en sortie de ce sommateur un signal e0(t) que l'on va chercher à minimiser en adaptant les pondérations W1 et W2. En d'autres termes, on va ajuster les pondérations de manière à faire ressembler le plus possible le signal e2(t) à sa réplique d(t) =

fRe2(t)) générée localement.

Cette mise en oeuvre suppose cependant, pour que l'on retrouve en e2(t) le signal utile, que celui-ci soit le signal le plus fort, car la chaîne de traitement que l'on vient de décrire ne permet d'extraire que le plus puissant des deux signaux dans e2(t) (signal utile ou signal perturbateur). Si le signal le plus fort est le signal perturbateur, pour obtenir le signal utile il faudra prévoir une seconde chaîne pondératrice 22, constituée d'éléments 23, 24 et 25 semblables aux éléments 17, 18 et 19, mais auxquels on applique

des pondérations W3 et W4 orthogonales (au sens du calcul com-

plexe) des pondérations W1 et W2; le signal e3(t) obtenu en sortie sera alors le signal recherché, si celui-ci n'est pas le plus fort dans e2(t). La fonction non linéaire peut être simplement la fonction " signe "; on démontre en effet que cette fonction, très simple à mettre en oeuvre, répond aux critères de convergence, c'est-à-dire qu'elle permet d'accentuer les différences de niveaux des signaux au

fur et à mesure des itérations successives.

Pour déterminer les pondérations W1 et W2, on peut uti-

liser, comme dans le cas décrit plus haut pour l'inversion de puis-

sance, l'algorithme du gradient, en prenant comme critère la mini-

l1

misation de l'espérance mathématique E {eo(t).eo*(t)}, ce qui permet-

tra à e2(t) de converger vers sa réplique d(t) = fRe2(t)).

La figure 8 montre une manière de mettre en oeuvre cet

algorithme du gradient.

On prévoit à cet effet, pour la pondération W1, un mélan- geur 26, un filtre passe-bas 27, un amplificateur 28 (formant avec le filtre un étage intégrateur), un atténuateur 17 et un sommateur 19 jouant le même rôle que les éléments homologues 14, 15, 16, 13 et 12

de la figure 6, et dont on ne décrira pas à nouveau en détail le fonc-

tionnement.

De la même façon, la pondération W2 est obtenue par une chaîne comprenant un mélangeur 29, un filtre passe-bas 30, un

amplificateur 3, un atténuateur 18 et le sommateur 19.

Sur la figure 9, on a illustré une variante de mise en

ceuvre de la séparation de sources, dans laquelle on remplace la pon-

dération W2 effectuée directement sur le signal C2(t) en amont du sommateur 19 par une pondération W5 effectuée en aval de celui-ci, l'atténuateur 18 étant alors disposé entre le sommateur 19 et le

sommateur 21, comme illustré sur la figure 9.

Ceci permet, du point de vue pratique, de simplifier le traitement en remplaçant la pondération complexe W2 de la figure 7 (c'est-à-dire une pondération à la fois en phase et en amplitude) par une simple pondération en amplitude W5 sur le signal de sortie

e2(t). Outre la complexité moindre, on réduit les traitements effec-

tués directement sur les signaux d'antenne.

Procédé de l'invention

Les deux techniques que l'on vient de présenter (inver-

sion de puissance et séparation de sources) présentent chacune leurs inconvénients: l'inversion de puissance, comme on l'a indiqué, est inopérante lorsque le signal perturbateur et le signal utile sont de niveaux voisins; quand à la séparation de sources, elle ne permet

pas de savoir sur quelle sortie est disponible le signal utile.

Ce dernier inconvénient oblige, d'une part, à dédoubler

les pondérations (comme illustré figure 7 avec la chaîne pondéra-

trice supplémentaire 22 appliquant les pondérations orthogonales

W3 et W4) et, d'autre part et surtout, il rend la technique très diffi-

cile à mettre en oeuvre dans le cas o l'on change très souvent de fré-

quence porteuse lors de la transmission (tout particulièrement dans le cas des systèmes de radiocommunications dits " à agilité de

fréquence ").

En effet, selon les fréquences de transmission, le signal perturbateur peut être, pour une même transmission, soit plus fort soit plus faible que le signal utile. Le signal utile pourra donc, selon les fréquences, se retrouver aussi bien sur l'une ou sur l'autre des sorties, et sans que l'on dispose d'aucun moyen immédiat pour lever l'indétermination. L'invention propose un procédé de traitement des

signaux délivrés par les deux antennes qui permet de pallier cet-

inconvénient en délivrant systématiquement le signal utile sur la sortie voulue, qui sera toujours la même, et ceci quel que soit le niveau relatif du signal perturbateur (voisin, plus fort ou plus

faible), le système étant en effet susceptible de s'adapter automati-

quement aux variations de ce niveau relatif (variations résultant,

par exemple, des sauts de fréquence porteuse en cours de transmis-

sion). Dans un premier mode de réalisation, on suppose que l'on peut déterminer de façon externe les phases actives (périodes d'émission) et les phases inactives (périodes de non-émission) du

signal utile.

En particulier, si le système de radiocommunications est un système à agilité de fréquence, la transmission comprendra des temps morts entre les changements de fréquence; comme l'on connaît les fréquences que l'on va recevoir, on saura généralement retrouver malgré le brouillage le moment d'apparition de la plupart des phases d'émission (phases actives). En effet, même en présence d'un signal perturbateur, le récepteur est très souvent en mesure de se synchroniser sur la trame de communication, car le brouillage n'affecte pas de façon identique tous les paliers de fréquence; il sera alors possible de se synchroniser à partir de quelques paliers peu ou non brouillés, et ce, même s'il n'est pas possible d'extraire le signal

utile du brouillage (la majorité des paliers de fréquence étant brouil-

lés). Ayant ainsi retrouvé la trame de communication, on réa- lisera des traitements différents selon que l'on est dans une phase

inactive ou dans une phase active de la transmission.

Tout d'abord, lors d'une phase inactive - c'est-à-dire une phase au cours de laquelle seul le signal perturbateur du brouilleur est présent -, on réalise une inversion de puissance permettant de minimiser le signal reçu (constitué donc du seul signal perturbateur) sur la sortie e2(t) des dispositifs décrits précédemment. On notera que cette inversion de puissance est d'autant plus efficace et aisée à obtenir que le rapport entre les deux signaux est élevé, puisque le

signal utile, en fait absent, est réduit à la valeur du bruit thermique.

Lors de la transition à une phase active, on bascule le système sur un traitement en séparation de sources. Cependant, du fait de l'inversion de puissance antérieurement réalisée, le signal utile (maintenant effectivement émis) se retrouve prépondérant sur

la sortie sur laquelle on avait minimisé le niveau du signal pertur-

bateur dans la phase inactive immédiatement précédente. Les itéra-

tions successives du traitement de séparation de sources vont alors permettre au signal sur cette sortie de converger vers le seul signal

utile, puisque ce dernier sera systématiquement le signal prépondé-

rant sur cette sortie.

On a représenté sur la figure 10 les circuits permettant

de mettre en oeuvre cette technique de manière séquentielle.

Sur cette figure, les éléments portant les mêmes réfé-

rences numériques que les éléments homologues des figures 3 à 9

sont des éléments jouant le même rôle que celui exposé dans la des-

cription de ces figures, et qui ne sera donc pas exposé à nouveau en détail. On retrouve sur cette figure un circuit 32 comportant les

mêmes éléments 8 à 12 que ceux de la figure 3, et qui permet de réa-

liser sur les signaux Cl(t) et C2(t) issus des antennes A1 et A2

l'inversion de puissance préalable mentionnée plus haut, et produi-

sant de la même façon en sortie les signaux el(t) et e2(t).

Un circuit 33 permet de déterminer les pondérations W1 et W2 nécessaires à cette inversion de puissance. Ce circuit utilise (de façon non limitative) l'algorithme du gradient expliqué précé-

demment en référence à la figure 6, et dont on retrouve ici les élé-

ments homologues 14,15 et 16. La pondération W2 est obtenue de la

même façon au moyen d'une chaîne d'éléments 34, 35, 36 homolo- gues des éléments 14, 15 et 16, mais à partir de la valeur déphasée de 90

du signal, obtenue en appliquant au mélangeur 34 le signal

de la sortie en quadrature d'un coupleur 0-90 référencé 37.

On retrouve de la même façon en 38 les circuits permet-

tant d'effectuer sur le signal e2(t) le traitement de séparation de sources. Ce circuit 38 est homologue de celui illustré figure 8 ou 9, les éléments homologues 18, 20, 21, 29, 30 et 31 jouant le même rôle (on fera pour l'instant abstraction de la boucle d'asservissement 39, dont le rôle sera expliqué plus bas; de même, on fera abstraction du circuit 40, qui ne sera utilisé que dans le second mode de réalisation

décrit plus bas).

Le système de l'invention comporte une pluralité d'or-

ganes de commutation 41 à 48 permettant de gérer de façon séquen-

tielle le fonctionnement d'ensemble du dispositif. Ces différents organes de commutation sont commandés par un circuit séquenceur approprié déclenché par un signal de synchronisation délivré de

*façon externe ou interne.

Par ailleurs, les corrélations réalisées pour le calcul des diverses pondérations imposant de réduire la dynamique des signaux d'antenne, on réalise sur chacune des deux voies el(t) et e2(t) des transpositions de fréquence avec des chaînes à fréquence

intermédiaire. Plus précisément, on prévoit un certain nombre d'am-

plificateurs à commande automatique de gain 49, 50, 51 et 52, qui sont des amplificateurs faible bruit dont le gain est fixé, de façon

séquentielle, par les organes de commutation 43 à 46, respective-

ment; il est en effet important qu'au cours d'une même phase de traitement le gain des amplificateurs reste constant, l'adaptation du gain ne devant intervenir que pour des conditions différentes, par

exemple au palier de fréquence suivant.

Les signaux haute fréquence produits par les amplifica-

teurs 49 et 51 sont appliqués à des mélangeurs 53 et 54 recevant le signal de l'oscillateur local 55. Après passage dans un filtre passe- bande respectif 56, 57 accordé sur la fréquence intermédiaire choisie et permettant d'éliminer la majeure partie du bruit, les signaux sont

de nouveaux amplifiés par les amplificateurs 50 et 52.

Pour que le signal de sortie e2(t) ne subisse pas les fluc-

tuations de gain des chaînes à fréquence intermédiaire, le traite-

ment du signal en inversion de puissance est effectué en amont, et non après les chaînes à fréquence intermédiaire. En revanche, pour

faciliter la réalisation, le calcul des pondérations est réalisé en fré-

quence intermédiaire. Les pondérations W1, W2 et W5 ainsi détermi-

nées sont appliquées au système aux moments voulus par les

organes de commutation 41, 42 et 47, respectivement.

Pour assurer la stabilité du système, les différents sous-

ensembles asservis (amplificateurs à commande automatique de gain et pondérations) fonctionnent séquentiellement à des instants

différents.

Par ailleurs, pour permettre une transition progressive

entre l'inversion de puissance et la séparation de sources, on incor-

pore au circuit 38 de séparation de sources une boucle d'asservisse-

ment supplémentaire 39 permettant d'ajuster le niveau de la répli-

que produite par la fonction non linéaire f du bloc 20.

Ce circuit 39, qui opère donc en atténuateur asservi, com-

porte un mélangeur 59 combinant le signal de réplique au signal d'erreur e0(t) de séparation de sources. La sortie de ce mélangeur 59 est appliquée à un étage intégrateur formé de l'amplificateur 60 et du filtre passe-bas 61 permettant de mettre en oeuvre, ici encore, un algorithme de type gradient pour adapter un atténuateur 58 par l'intermédiaire de l'organe de commutation 48 qui appliquera

séquentiellement la pondération correspondante W6 lors de la trans-

ition entre inversion de puissance et séparation de sources.

On va maintenant exposer le fonctionnement séquentiel

de ces circuits.

Tout d'abord, quand le signal perturbateur est seul pré-

sent, c'est-à-dire au cours d'un temps mort de la transmission

détecté de façon externe par les circuits de synchronisation du récep-

teur, on fige toutes les pondérations et on ajuste les gains des amplificateurs à commande automatique de gain 49, 50, 51 et 52 de telle sorte que, sur chaque boucle, le produit des gains soit inversement proportionnel à la puissance du signal sur l'antenne; les gains

seront alors maintenus à cette valeur pendant la suite de la procé-

dure (et malgré les variations éventuelles du niveau du signal per-

turbateur) afin de permettre aux différents algorithmes de recher-

che des pondérations de converger.

On réalise ensuite l'inversion de puissance en asservis-

sant les pondérations W1 et W2, d'une manière en elle-même connue. Pendant toute la durée de cette phase, les pondérations W5

et W6 sont ajustées de manière que l'ensemble du circuit 38 se pré-

sente comme un simple court-circuit, c'est-à-dire que l'on ait, en fait,

e0(t) = e2(t).

Quand le signal utile apparaît, on procède alors à un nouveau réglage des amplificateurs à commande automatique de gain pour parvenir à un même gain de boucle que précédemment;

les autres pondérations restent figées pendant cette durée d'ajuste-

ment. Le gain de boucle étant revenu à la valeur voulue, on met

alors en service (par l'organe de commutation 48) la boucle complé-

mentaire 39 permettant d'assurer une bonne convergence des pondé-

rations W1, W2 et W5 à la phase suivante.

L'utilité de cette boucle supplémentaire est de maîtriser, avant la phase suivante, le rapport de puissance entre le signal appliqué au sommateur 21 et la réplique; ceci est nécessaire du fait que, initialement, le niveau de la réplique n'est pas contrôlable, à la différence du signal e2(t). La boucle supplémentaire 39 permet de donner au signal et à la réplique des rapports de puissance très

proches, et la boucle principale 38 de séparation de sources conver-

gera alors rapidement et correctement.

Une fois atteinte la bonne valeur, la pondération W6 de

cette boucle 39 est alors figée.

On réalise ensuite la séparation de sources en asservis-

sant W1, W2 et W5 de la manière indiquée plus haut à propos des figures 8 et 9. On pourra alors disposer sur la sortie e2(t) du signal utile

recherché, débarrassé du signal utile perturbateur.

On va exposer maintenant un second mode de réalisation qui ne présuppose pas la connaissance des temps morts dans le

signal utile.

Il peut notamment s'appliquer à une transmission fonc-

tionnant à fréquence fixe, car dans ce cas il n'y aura plus de temps morts définis par une trame sur laquelle le récepteur pourrait se synchroniser. A cet effet, on adjoint au circuit de la figure 10 une chaîne supplémentaire 40 à fonctionnement non séquentiel (pour

éviter les sauts de niveau) comportant un amplificateur haute fré-

quence 62 recevant le signal e2(t), un amplificateur à fréquence

intermédiaire 63, un mélangeur 64 permettant de réaliser la trans-

position de fréquence et un filtre passe-bande 65.

En sortie de l'amplificateur 63, un détecteur 66 produit

un signal D correspondant donc au signal e2(t) amplifié et détecté.

En observant les variations de ce signal, on pourra déterminer l'ins-

tant d'arrivé du signal utile. On notera incidemment qu'il ne serait pas possible d'utiliser à cette fin le signal produit en sortie des amplificateurs à commande automatique de gain 49 à 52, car ceux-ci

sont régulièrement réglés et ne permettent pas d'observations pen-

dant ces réglages.

Initialement, on réalise une inversion de puissance de manière à minimiser le signal perturbateur. A l'apparition du signal

utile, observé en sortie du détecteur 66, on met en oeuvre la sépara-

tion de sources qui permet de discriminer le signal utile. Le reste du fonctionnement se déroule de la même manière que pour le mode de

réalisation précédent.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Un procédé de réjection du signal perturbateur affec-

tant le signal appliqué en entrée d'un récepteur, notamment pour la réjection d'un signal de contre-mesure électronique de brouillage de

radiocommunications, le signal à traiter comprenant une compo-

sante d'un signal utile (s1(t)) et une composante d'un signal pertur-

bateur (s2(t)) issu d'une source (S2) orientée dans une direction diffé-

rente de la source (S1) dont est issu le signal utile, le signal utile et le signal perturbateur étant en outre, entre eux, statistiquement

indépendants et le signal utile étant un signal émis par intermit-

tences au cours de phases actives précédées de phases inactives,

procédé dans lequel on pondère, en phase et en ampli-

tude, les signaux respectifs (C1(t), C2(t)) captés simultanément par deux antennes (A1, A2) d'un système d'antennes de manière à conformer le diagramme de rayonnement global de ce système

d'antennes pour que celui-ci présente une atténuation dans la direc-

tion de la source dont provient le signal perturbateur,

et dans lequel on produit en sortie un signal (e2(t)) com-

prenant essentiellement la composante de signal utile,

procédé caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consis-

tant à: (a) déterminer une phase inactive du signal utile émis, (b) pendant cette phase inactive, pondérer de façon adaptative les signaux captés de manière à réaliser une inversion de puissance entre le signal utile et le signal perturbateur et produire ainsi en sortie un niveau minimal de signal perturbateur, (c) déterminer une phase active subséquente du signal utile émis,

(d) pendant cette phase active, pondérer de façon adap-

tative les signaux captés de manière à réaliser une séparation de sources entre le signal utile et le signal perturbateur, et

(e) recueillir en sortie le signal utile.

2. Le procédé de la revendication 1, dans lequel les éta-

pes (a) et (c) de détermination des phases inactives et actives du signal émis sont réalisées par synchronisation du récepteur sur une

trame de communication prédéfinie.

3. Le procédé de la revendication 1, dans lequel les éta-

pes (a) et (c) de détermination des phases inactives et actives du signal émis sont réalisées par analyse du signal délivré en sortie d'une chaîne détectrice recevant en entrée ledit signal de sortie, la phase active étant déterminée à la transition de niveau en sortie de

cette chaîne détectrice.

4. Le procédé de la revendication, dans lequel, préalable-

ment à l'étape (d), on effectue une pondération adaptative complé-

mentaire du niveau du signal de réplique de la chaîne de séparation -

de sources, de manière à permettre une transition progressive entre

la pondération d'inversion de puissance et la pondération de sépara-

tion de sources.

5. Un dispositif (1) de réjection du signal perturbateur affectant le signal appliqué en entrée d'un récepteur (2), notamment pour la réjection d'un signal de contre-mesure électronique de brouillage de radiocommunications, le signal à traiter comprenant une composante d'un signal utile (s1(t)) et une composante d'un signal perturbateur (s2(t)) issu d'une source (S2) orientée dans une direction différente de la source (S1) dont est issu le signal utile, le

signal utile et le signal perturbateur étant en outre, entre eux, sta-

tistiquement indépendants et le signal utile étant un signal émis par intermittences au cours de phases actives précédées de phases inactives,

ce dispositif étant relié à deux antennes (A1, A2) d'un sys-

tème d'antennes et produisant un signal de sortie (e2(t)) comprenant essentiellement la composante de signal utile, ce dispositif comprenant:

- des moyens (32) de pondération, en phase et en ampli-

tude, des signaux respectifs captés simultanément par les deux antennes de manière à conformer le diagramme de rayonnement

global de ce système d'antennes pour que celui-ci présente une atté-

nuation dans la direction de la source dont provient le signal pertur-

bateur, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend en outre: -une première chaîne (33) d'asservissement des moyens de pondération, permettant de commander ceux-ci en inversion de puissance, -une seconde chaîne (38) d'asservissement des moyens de pondération, permettant de commander ceux-ci en séparation de sources, -des moyens de détermination des phases inactives et actives du signal utile émis, et

-des moyens de commutation de mode (41-48), com-

mandés par ces moyens de détermination de manière à asservir les

moyens de pondération en inversion de puissance lors de la détermi-

nation d'une phase inactive, puis à les asservir en séparation de

sources lors de la détection d'une phase active subséquente.

6. Le dispositif de la revendication 5, dans lequel les moyens de détermination des phases inactives et actives du signal

utile émis sont des moyens reliés, en entrée, à des moyens du récep-

teur délivrant un signal de synchronisation du récepteur sur une

trame de communication prédéfinie.

7. Le dispositif de la revendication 5, dans lequel les moyens de détermination des phases inactives et actives du signal utile émis comprennent une chaîne détectrice (40) recevant en entrée ledit signal de sortie (e2(t)), la phase active étant déterminée

à la transition de niveau (D) en sortie de cette chaîne détectrice.

8. Le dispositif de la revendication 5, dans lequel ladite seconde chaîne d'asservissement (38) comporte des moyens (39) de pondération adaptative complémentaire du niveau du signal de

réplique de cette chaîne, de manière à permettre une transition pro-

gressive entre la pondération d'inversion de puissance et la pondéra-

tion de séparation de sources.

9. Le dispositif de la revendication 5, dans lequel lesdits moyens de commutation de mode (41-48) comprennent une pluralité

de moyens à action séquentielle opérant à des instants différents.