FR2764749A1 - PROCEDURE AND DEVICE FOR IMPROVING THE SIGNAL / NOISE RATIO, IN PARTICULAR TO OBTAIN FIRE INFORMATION FROM THE SIGNAL FLOODED IN THE NOISE OF A ROCKET AMMUNITION - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé et un dispositif d'amélioration du rapport signal-bruit, notamment pour obtenir une information de mise à feu (3) à partir d'un signal de détection noyé dans le bruit (4) d'une munition (2) guidée par capteur, devant être calculé pour que l'ordre de mise à feu (3) soit déclenchée avec la plus grande probabilité possible exclusivement par un signal de cible (6) contenu dans le signal de détection (4). Pour cela, on effectue avant le filtrage numérique adapté au comportement statistique du signal de cible (6) un nivellement spectral et l'amplitude du signal de bruit (5) accompagnant le signal de cible (6) dans le signal de détection (4) au moyen d'un filtre de prédiction numérique (15) dont les coefficients sont ajustés, au moyen d'un calculateur de transformation (10), selon la fonction d'auto-corrélation du signal de bruit (5) capté instantanément à partir de la zone de la cible pour que la série de coefficients du filtre numérique adapté (13) ne soit, dans la mesure du possible, en corrélation qu'avec le signal de cible (6) contenu dans le signal de détection (4).The invention relates to a method and a device for improving the signal-to-noise ratio, in particular for obtaining firing information (3) from a detection signal embedded in the noise (4) of a munition ( 2) sensor-guided, to be calculated so that the firing command (3) is triggered with the greatest possible probability exclusively by a target signal (6) contained in the detection signal (4). For this, before the digital filtering adapted to the statistical behavior of the target signal (6), a spectral leveling and the amplitude of the noise signal (5) accompanying the target signal (6) in the detection signal (4) are carried out. by means of a digital prediction filter (15) the coefficients of which are adjusted, by means of a transformation calculator (10), according to the auto-correlation function of the noise signal (5) captured instantaneously from the target area so that the series of coefficients of the matched digital filter (13) correlate as far as possible only with the target signal (6) contained in the detection signal (4).
Description
"Procédé et dispositif d'amélioration du rapport signal bruit, en"Method and device for improving the signal-to-noise ratio, in
particulier pour obtenir une information de mise à feu à partir du signal noyé dans le bruit d'une munition à fusée chercheuse" La présente invention concerne un procédé d'amélioration du rapport signal-bruit pour séparer un signal utile d'une information d'entrée noyée dans le bruit, par filtrage adaptatif, en particulier pour obtenir une information de mise à feu à partir d'un signal de détection noyé dans le bruit d'une munition à fusée chercheuse ainsi particular for obtaining firing information from the signal embedded in the noise of a homing rocket "The present invention relates to a method of improving the signal-to-noise ratio to separate a useful signal from information input drowned in noise, by adaptive filtering, in particular to obtain firing information from a detection signal drowned in the noise of a research rocket ammunition as well
qu'un dispositif pour mettre en oeuvre ce procédé. than a device for implementing this method.
On connait, par exemple par le brevet allemand We know, for example by the German patent
28 33 590, un filtrage adaptatif pour éliminer la compo- 28 33 590, adaptive filtering to eliminate the compound
sante de bruit d'une information utile, dans le domaine du réglage de la restitution dans les montages phono. On noise health of useful information, in the field of adjustment of the reproduction in phono montages. We
trouve d'autres domaines, dans lesquels il faut faire res- find other areas where you have to
sortir de façon distincte une information utile significa- separate meaningful useful information separately
tive du bruit superposé par filtrage adaptatif, par exemple, dans le cas de la surveillance et de l'exploitation des battements du coeur d'un être vivant. Dans le cas présent, on s'intéresse en particulier à l'obtention d'une information de mise à feu à partir du signal de détection noyé dans le bruit d'une munition guidée par capteur, donc à fusée chercheuse, dont la charge d'attaque brisant les blindages tive noise superimposed by adaptive filtering, for example, in the case of monitoring and exploitation of the beating of the heart of a living being. In the present case, we are particularly interested in obtaining firing information from the detection signal embedded in the noise of ammunition guided by a sensor, therefore with a research rocket, whose charge d attack breaking the armor
doit être amorcée, et ne doit l'être qu'au moment o, lors- must be initiated, and should not be initiated until, when,
que son détecteur à fonctionnement actif, semi-actif ou passif, réagissant en particulier à l'énergie rayonnante that its active, semi-active or passive detector, reacting in particular to radiant energy
dans le domaine de l'infra-rouge ou des micro-ondes, dé- in the infrared or microwave field,
tecte au moins une fois, en explorant la zone des cibles par bandes, une cible réelle à attaquer effectivement, et l'a reconnue en tant que telle, dans un environnement rayonnant dans le même domaine spectral, mais avec une tect at least once, by exploring the zone of targets by bands, a real target to be effectively attacked, and recognized it as such, in a radiating environment in the same spectral domain, but with a
caractéristique d'amplitude différente. characteristic of different amplitude.
Une munition pourvue d'un détecteur fonctionnant ainsi est décrite avec davantage de détails, par exemple dans la demande de brevet allemand P 3333517.6 ou dans la A munition provided with a detector functioning in this way is described in more detail, for example in German patent application P 3333517.6 or in the
demande de brevet allemand P 33 45 601.1 de la Demanderes- German patent application P 33 45 601.1 of the Applicant-
se; en ce qui concerne l'équipement de tels munitions avec des détecteurs, on se référera aux demandes allemandes P 34 10 942.0 et P 33 45 529.5 de la Demanderesse, et en ce qui concerne les possibilités d'exploitation des signaux se; with regard to the equipment of such ammunition with detectors, reference is made to German applications P 34 10 942.0 and P 33 45 529.5 of the Applicant, and with regard to the possibilities of processing the signals
de tels détecteurs, à la demande P 332519.8 de la Demande- such detectors, at request P 332519.8 of the Request-
resse, pour éviter dans cette mesure les répétitions dans resse, to avoid to this extent repetitions in
le cas présent.the present case.
L'invention a pour objet d'améliorer les mesures de ce genre de façon à pouvoir obtenir, à partir d'un signal The object of the invention is to improve measurements of this kind so as to be able to obtain, from a signal
fortement noyé dans le bruit, dont on connaît le comporte- strongly drowned in noise, whose behavior we know
ment statistique de sa composante de signal utile, en amélio- statistically of its useful signal component, in improvement
rant le rapport signal-sur-bruit, un signal utile bien défini, approprié pour déclencher d'autres fonctions, comme rant signal-to-noise ratio, a well-defined useful signal suitable for triggering other functions, such as
notamment pour délivrer une information de mise à feu. in particular to deliver firing information.
Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, on effectue avec les moyens de filtrage numérique optimisé sur le comportement statistique du signal de détection se composant d'un signal correspondant au bruit et d'un signal correspondant à la cible, un filtrage réducteur pour niveler le signal de bruit et, compte tenu du filtrage réducteur, un filtrage adaptatif selon le comportement statistique du signal de cible prédéterminé, et, d'autre To achieve this objective, according to the invention, a reduction filtering is carried out with the digital filtering means optimized on the statistical behavior of the detection signal consisting of a signal corresponding to the noise and of a signal corresponding to the target. level the noise signal and, taking into account the reductive filtering, an adaptive filtering according to the statistical behavior of the predetermined target signal, and, on the other
part, le signal de détection dont la variation de l'ampli- part, the detection signal including the variation of the ampli
tude en fonction du temps est échantillonnée est envoyé à un filtre d'uniformisation numérique à la suite duquel est monté un filtre numérique de coefficients adaptés au comportement statistique du signal de cible contenu dans le signal de détection, compte tenu de la caractéristique study as a function of time is sampled is sent to a digital uniformization filter after which is mounted a digital filter of coefficients adapted to the statistical behavior of the target signal contained in the detection signal, taking account of the characteristic
de filtrage du filtre d'uniformisation. filtering of the leveling filter.
La solution conforme à l'invention utilise donc, dans son principe, un filtre numérique, tel que celui décrit, par exemple, pour un cas d'application déterminé, dans la DE-A 20 25 098. Le filtre y est adapté à la façon d'un filtre d'égalisation, au comportement statistique connu du signal utile. Un filtre de prédiction, tel que celui décrit, pour un autre cas d'application spécial, dans la DE-A 114 078, sert à transformer le bruit à bande limitée distribué suivant une courbe de Causs en un bruit blanc; on obtient ainsi des conditions de corrélation optimales pour le signal utile dans le filtre qui lui est adapté. En ce qui concerne le dimensionnement d'un tel filtre de prédiction, on peut se reporter à la section 5.3.3. de l'ouvrage "Grundlagen der Theorie statistischer Signale" (fondements de la théorie de la statistique des The solution according to the invention therefore uses, in principle, a digital filter, such as that described, for example, for a specific application case, in DE-A 20 25 098. The filter is suitable there for like an equalization filter, with the known statistical behavior of the useful signal. A prediction filter, such as that described, for another special application, in DE-A 114 078, is used to transform the limited band noise distributed along a Causs curve into white noise; optimal correlation conditions are thus obtained for the useful signal in the filter which is adapted to it. Regarding the dimensioning of such a prediction filter, we can refer to section 5.3.3. from the book "Grundlagen der Theorie statistischer Signale" (foundations of the theory of statistics of
signaux) de Eberhard Hansler et Hans Marko (Editions Sprin- signals) by Eberhard Hansler and Hans Marko (Editions Sprin-
ger, 1.983).ger, 1.983).
L'invention permet non seulement d'extraire du signal de bruit de l'environnement de la cible un signal correspondant à la cible sans ambiguité, mais également The invention makes it possible not only to extract from the noise signal from the environment of the target a signal corresponding to the target without ambiguity, but also
d'adapter l'extraction du signal utile aux données instan- adapt the useful signal extraction to instantaneous data
tanées de bruit, donc de terrain, que l'on rencontre dans tanned by noise, therefore from the ground, that we encounter in
l'environnement de la cible intéressante. the environment of the interesting target.
On obtient une possibilité de différenciation entre les signaux utiles de cibles véritables et ceux de We obtain a possibility of differentiation between the useful signals of true targets and those of
cibles trompeuses ou illusoires, en prévoyant (après l'ob- misleading or illusory targets, by providing (after the ob-
tention du signal de bruit environnant sans corrélation (blanc) dans une large mesure) des filtrages adaptés à des signaux de cible de largeurs variables, de façon que leur comparaison d'amplitude avec le signal utile aboutisse attention of the surrounding noise signal without correlation (white) to a large extent) of the filters adapted to target signals of variable widths, so that their comparison of amplitude with the useful signal is successful
directement à un signal de détection de vraies cibles. directly to a real target detection signal.
Du fait qu'en raison du fonctionnement du filtre numérique Because due to the operation of the digital filter
adapté, celui-ci apparaît exactement à la fin de la surve- adapted, it appears exactly at the end of the monitoring
nance d'un signal de cible et, par suite, avec un décalage dans le temps défini par rapport au début du signal de cible prédéterminé et recherché, il est possible, avec une dérivation, réglée corrélativement par construction, de la direction de localisation des capteurs par rapport nance of a target signal and, consequently, with a time shift defined with respect to the start of the predetermined and sought target signal, it is possible, with a derivation, adjusted correlatively by construction, of the location direction of the relative sensors
à la direction d'action de la munition, de délivrer l'in- to the direction of action of the munition, to deliver the information
formation de mise à feu en relation temporelle précise firing training in precise time relationship
avec le balayage du centre de la vraie cible. with the scanning of the center of the real target.
D'autres caractéristiques, variantes et avantages Other features, variants and advantages
de l'invention ressortiront de la description détaillée of the invention will emerge from the detailed description
qui va suivre d'un exemple de réalisation préféré de l'inven- which will follow from a preferred embodiment of the invention
tion représenté sur la figure unique du dessin annexé sous forme de schéma blocs limité à l'essentiel. Le détecteur 1, dont est équipé une munition à fusée chercheuse 2, doit délivrer, en fonction de la détection d'une cible réelle (non représentée sur le dessin), une information de mise à feu 3 pour initier une charge tion shown in the single figure of the accompanying drawing in the form of a block diagram limited to the essentials. The detector 1, with which a research rocket ammunition is equipped 2, must deliver, as a function of the detection of an actual target (not shown in the drawing), firing information 3 to initiate a charge
de combat dirigée sur ladite cible. directed combat on said target.
Le détecteur 1 fonctionne par exemple, passive- Detector 1 works for example, passive-
ment en dispositif de réception radiométrique qui, lorsque la mnution 2 pénètre dans la zone d'une cible, balaye cette dernière par sa caractéristique de réception et recherche une cible à attaquer. La cible réelle, par exemple un blindé, se caractérise, dans ce cas, par un effet de réflexion ou de masquage déterminé par rapport à l'environnement, pour le rayonnement micro-ondes provenant de l'espace et pénétrant dans la zone de la cible et s'y réfléchissant vers le détecteur 1. Le signal 4 du détecteur comprend ment as a radiometric reception device which, when the mnution 2 enters the zone of a target, scans the latter by its reception characteristic and searches for a target to attack. The real target, for example an armored vehicle, is characterized, in this case, by a reflection or masking effect determined with respect to the environment, for microwave radiation coming from space and penetrating into the area of the target and reflecting on it towards detector 1. Signal 4 of detector includes
donc essentiellement, dans le cas d'un tel détecteur radiomé- therefore essentially, in the case of such a radiometer detector
trique 1, un signal de bruit 5 typique pour les propriétés de réflexion de l'environnement, donc de la zone de la 1, a typical noise signal 5 for the reflective properties of the environment, therefore of the area of the
cible, présentant des variations d'amplitude à haute fré- target, exhibiting amplitude variations at high fre
quence qui se superposent au bruit du circuit électronique. quence which are superimposed on the noise of the electronic circuit.
A ce signal de bruit 5, il se superpose, lorsque la carac- At this noise signal 5, it is superimposed, when the character-
téristique de réception du détecteur 1 balaye une cible réelle de façon additive et brièvement, un signal propre à la cible ou signal de cible 6 qui en diffère par son detector reception teristics briefly and additively scans a real target, a signal specific to the target or target signal 6 which differs by its sound
comportement statistique (comme on l'a indiqué symbolique- statistical behavior (as indicated symbolically-
ment sur le dessin par l'opérateur d'addition 7. Dans le cas d'un détecteur opto-électronique thermique passif (1), il y aurait lieu de supposer que cette superposition est substitutive, du fait que les signaux provenant de la zone de la cible sont moins puissants, et de plus basse fréquence que le bruit électronique et se distinguent moins par leur caractéristique d'amplitude, en ce qui concerne ment on the drawing by the addition operator 7. In the case of a passive thermal opto-electronic detector (1), it should be assumed that this superposition is substitutive, since the signals coming from the area of the target are less powerful, and of lower frequency than the electronic noise and are distinguished less by their characteristic of amplitude, as regards
les cibles réelles et les fausses cibles. real targets and false targets.
Pour pouvoir effectuer la détection de la cible pour délivrer l'information de mise à feu 3 avec les moyens de la technique de traitement et de filtrage numérique des signaux, un convertisseur analogique-numérique 8 est monté à la suite du détecteur 1. Il échantillonne (explore point par point) le signal de détection 4 en observant le théorème d'échantillonnage de Shannon, pour transformer ses valeurs d'amplitude instantanées en informations codées In order to be able to carry out the detection of the target to deliver the firing information 3 with the means of the digital signal processing and filtering technique, an analog-digital converter 8 is mounted following the detector 1. It samples (explore point by point) the detection signal 4 by observing Shannon's sampling theorem, to transform its instantaneous amplitude values into coded information
numériquement, aux fins de traitement ultérieur du signal. digitally for further signal processing.
Il détermine donc aussi la cadence 9 du filtrage numérique, It therefore also determines the rate 9 of the digital filtering,
donc discret.so discreet.
Alors que le signal de cible 6, ainsi donc que son comportement statistique, pour une cible réelle typique, seule intéressante, sont déjà connus en tenant compte des données d'échantillonnage de la caractéristique de réception du détecteur), il convient, pour obtenir une possibilité d'utilisation multiple de l'invention, de déterminer chaque fois séparément les données de comportement statistique du signal de bruit 5, donc le caractère de la zone de la cible dans l'environnement de la cible réelle recherchée. On effectue pour cela, par exemple, dans ce que l'on appelle ici un "calculateur de transformation" , une analyse de Fourier ou de corrélation rapide du signal de détection 4, avec des données auxquelles correspond probablement la non-détection instantanée d'une cible réelle par le détecteur 1. De telles données se présentent, par exemple, lorsque la munition 2 est encore à une très grande distance de la zone de la cible, que, par suite, une cible qui y est éventuellement détectée est très petite, et que, dans le signal de détection 4, la composante du signal de cible 6 est donc négligeable par rapport à la composante de bruit 5. Ainsi, le calculateur de transformation 10 fournit les coefficients numériques 11 pour l'adaptation optimale des filtres numériques (13, 15, 22) afin d'éliminer le signal de bruit 5 par rapport au signal de cible 6 dans le signal de détection 4, ce sur quoi l'on reviendra avec While the target signal 6, as well as its statistical behavior, for a typical real target, which is the only interesting one, is already known taking into account the sampling data of the reception characteristic of the detector), it is appropriate, to obtain a possibility of multiple use of the invention, to determine each time separately the statistical behavior data of the noise signal 5, therefore the character of the target area in the environment of the real target sought. For this, for example, in what is called a "transformation calculator", a Fourier or fast correlation analysis of the detection signal 4 is carried out, with data to which the instantaneous non-detection of a real target by the detector 1. Such data appear, for example, when the ammunition 2 is still at a very great distance from the zone of the target, that, as a result, a target which is possibly detected there is very small , and that, in the detection signal 4, the component of the target signal 6 is therefore negligible compared to the noise component 5. Thus, the transformation computer 10 supplies the digital coefficients 11 for the optimal adaptation of the digital filters (13, 15, 22) in order to eliminate the noise signal 5 with respect to the target signal 6 in the detection signal 4, which we will come back to with
davantage de détails.more details.
Dans l'exemple représenté, pour des raisons de clarté, on a représenté un filtre d'élimination de signaux continus 12 séparés pour éliminer les composantes continues du signal de détection. Dans la pratique des appareillages, sa fonction est cependant déjà prévue, en général, avant le convertisseur analogique-numérique 8 et réalisée en particulier, par exemple, par les propriétés passe-haut de la stabilisation de température du capteur réalisées In the example shown, for reasons of clarity, a filter for eliminating separate continuous signals 12 has been shown to eliminate the continuous components of the detection signal. In the practice of switchgear, its function is however already provided, in general, before the analog-digital converter 8 and carried out in particular, for example, by the high-pass properties of the temperature stabilization of the sensor produced.
dans le détecteur 1.in detector 1.
L'amélioration du rapport signal-bruit, donc du rapport entre les amplitudes du signal de cible 6 et du signal de bruit 5 dans le signal de détection 4, est effectuée essentiellement dans un filtre numérique adapté, dit "matché" 13. Sa réponse impulsionnelle, déterminée par ses coefficients du filtre 13, doit, comme il est connu, présenter aussi précisément que possible, les valeurs de la courbe d'amplitude symétrique vis-à-vis du temps du signal utile, donc du signal de cible 6, exploré, appliquées à la cadence correspndante du rythme 9, pour obtenir un résultat de corrélation optimum (effet d'égalisation, dans le sens d'une élimination des composantes du signal de bruit). Du fait que le comportement statistique du signal de cible 6 pour une cible réelle déterminée est déjà connu par des mesures ou des calculs, le calculateur de transCrmation 10 peut fournir ces coefficients 11 sur la base des corrélations connues du traitement statistique des signaux (en tenant compte des fonctions de transfert The improvement of the signal-to-noise ratio, therefore of the ratio between the amplitudes of the target signal 6 and the noise signal 5 in the detection signal 4, is essentially carried out in a suitable digital filter, called "matched" 13. Its response impulse, determined by its coefficients of the filter 13, must, as is known, present as precisely as possible, the values of the curve of symmetrical amplitude with respect to the time of the useful signal, therefore of the target signal 6, explored, applied to the corresponding cadence of rhythm 9, to obtain an optimum correlation result (equalization effect, in the sense of eliminating the components of the noise signal). Since the statistical behavior of the target signal 6 for a determined real target is already known by measurements or calculations, the transmission computer 10 can provide these coefficients 11 on the basis of the known correlations of the statistical processing of the signals (taking account transfer functions
des filtres qui sont en série avec lui. filters that are in series with it.
Le filtre 13 réglé sur la fonction symétrique du signal de cible 6 à attendre ne fonctionne de façon optimale que lorsque les composantes du signal de bruit dans le signal de détection 4 présentent une aussi faible corrélation que possible par ailleurs avec le signal de cible 6 spécifique, ainsi qu'entre elles. Pour cela, le filtre adapté 13 est précédé d'un filtre 14 appelé ici "filtre d'uniformisation". Il comprend essentiellement un filtre de prédiction 15. Ses coefficients 11 sont calculés, selon le comportement statistique instantané du signal The filter 13 set to the symmetrical function of the target signal 6 to be waited for operates optimally only when the components of the noise signal in the detection signal 4 have as low a correlation as possible, moreover, with the specific target signal 6 , as well as between them. For this, the matched filter 13 is preceded by a filter 14 called here "uniformization filter". It essentially comprises a prediction filter 15. Its coefficients 11 are calculated, according to the instantaneous statistical behavior of the signal
de bruit (essentiellement un bruit à bande limitée à distri- noise (essentially band noise limited to distri-
bution gaussienne), qui est de nouveau analysé par le cal- Gaussian bution), which is again analyzed by the cal-
culateur de transformation 10, pour transformer la compo- transformation culateur 10, to transform the composition
sante de bruit du signal 16 d'entrée du filtre en un bruit présentant la corrélation la plus faible possible, donc blanc. Il faut, dans ce cadre, tenir compte du fait qu'une élimination des composantes continues a été effectuée (par exemple, par un filtre 12), ou qu'une composante continue noise health of the filter input signal 16 into a noise with the lowest possible correlation, therefore white. In this context, it must be taken into account that an elimination of the continuous components has been carried out (for example, by a filter 12), or that a continuous component
du signal 4 (par l'intermédiaire de la fonction de covarian- signal 4 (via the covarian-
ce), doit être incorporée dans le projet du filtre de pré- ce), must be incorporated into the pre-
diction 15. Pour éliminer les fractions corrélées du signal diction 15. To eliminate correlated fractions from the signal
de bruit réel 5 dans le détecteur 4, le résultat d'extra- of real noise 5 in detector 4, the result of extra-
polation ou de prédiction du filtre de prédiction 15 est encore soustrait, dans un organe soustracteur 18, de son information d'entrée 17, ce qui donne, par nivellement d'amplitude, une réduction de la composante de bruit, guère plus corrélée alors, du signal d'entrée 16 du filtre adapté 13. Par suite, le filtre 13 fonctionne de façon optimale en filtre d'égalisation (avec une réponse impulsionnelle qui représente le symétrique du signal de cible 6 dans le signal polation or prediction of the prediction filter 15 is still subtracted, in a subtracting member 18, from its input information 17, which gives, by leveling of amplitude, a reduction in the noise component, hardly more correlated then, of the input signal 16 of the matched filter 13. As a result, the filter 13 operates optimally as an equalization filter (with an impulse response which represents the symmetry of the target signal 6 in the signal
d'entrée 16); ainsi, seules les composantes utiles corré- input 16); thus, only the useful components correlated
lées, donc dépendant de la cible, du signal d'entrée 16 fournissent une contribution au signal d'exploitation 19 d'un rapport signal/bruit amélioré par rapport au signal de The lines, therefore dependent on the target, of the input signal 16 provide a contribution to the operating signal 19 of an improved signal / noise ratio compared to the signal of
détection 4.detection 4.
Ce signal d'exploitation 19, qui présente certes This operating signal 19, which certainly presents
une allure à oscillations instables, présentant une ampli- a pace with unstable oscillations, presenting an ampli
tude plus élevée relativement étroite en présence d'un si- higher study relatively narrow in the presence of a
gnal de cible 6 dans le signal de détection 4, convient ce- general target 6 in detection signal 4, suitable
pendant bien, en raison de son rapport signal/bruit rela- during good, due to its relative signal-to-noise ratio
tivement très bon, pour un étage adaptatif 20 à seuil à détecteur de crêtes29. En effet, le bon rapport signal/ bruit du signal d'exploitation 19 permet de mettre le seuil tively very good, for an adaptive stage 20 with threshold with peak detector29. Indeed, the good signal / noise ratio of the operating signal 19 makes it possible to set the threshold
central en ligne à un niveau élevé, ce qui entraîne directe- central online at a high level, resulting in direct-
ment une diminution du taux de fausses alarmes (délivrance de l'information de mise à feu 3 dès qu'une cible apparente Cou trompeuse est détectée), pour une même puissance de détec- tion des cibles réelles. En effet, le détecteur de crêtes 29 adapte constamment la hauteur du seuil justement actif à la valeur moyenne à court terme du signal 19, pour ne fournir, a reduction in the rate of false alarms (delivery of firing information 3 as soon as an apparent target Misleading neck is detected), for the same detection power of real targets. Indeed, the peak detector 29 constantly adapts the height of the precisely active threshold to the short-term average value of the signal 19, so as not to provide,
dans la mesure du possible, que des signaux utiles 21 cor- wherever possible, that useful signals 21 cor-
respondant à des cibles_ Selon le scénario qui se déroule dans la zone de la cible, il peut cependant arriver que le détecteur 1 délivre aussi des signaux de cible 6 qui ne proviennent responding to targets_ Depending on the scenario taking place in the target area, it may however happen that the detector 1 also delivers target signals 6 which do not originate
pas d'une vraie cible, mais de fausses cibles (cibles trom- not a real target, but false targets (trom-
peuses ou apparentes). Elles sont dues, par exemple, à des étendues d'eau, ou à des plaques réflectrices destinées au camouflage qui produisent, par exemple, un effet de few or apparent). They are due, for example, to bodies of water, or to reflective plates intended for camouflage which produce, for example, an effect of
marquage ou de réflexion pour l'énergie micro-ondes inci- marking or reflection for microwave energy inci-
dente analogue à celui d'une cible réelle intéressante à attaquer. De ce fait, il s'est avéré qu'en pratique une caractéristique de différenciation essentiele entre les signaux 6 de cibles réelles et de fausses cibles consiste en ce que, dans ce dernier cas, le signal de cible 6 est nettement plus court ou plus long que lorsqu'une vraie tooth similar to that of a real target interesting to attack. Therefore, it has been found that in practice an essential characteristic of differentiation between the signals 6 of real targets and false targets consists in that, in the latter case, the target signal 6 is clearly shorter or more long only when a real
cible est détectée par le détecteur 1. target is detected by detector 1.
Pour pouvoir, dans les signaux d'exploitation 19, effectuer la distinction entre des signaux provenant de cibles réelles et des signaux provenant de fausses cibles, on applique en outre le signal 16 fourni par le filtre d'uniformisation 14 à au moins un autre filtre numérique adapté 22. Le choix des valeurs de ses coefficients 11 est fondamentalement le même que pour le filtre adapté 13 précité, mais le traitement pas à pas s'étend à présent, en raison du signal de cible 6 plus court ou plus long In order to be able, in the operating signals 19, to distinguish between signals coming from real targets and signals coming from false targets, the signal 16 supplied by the leveling filter 14 is also applied to at least one other filter. adapted digital 22. The choice of the values of its coefficients 11 is basically the same as for the aforementioned adapted filter 13, but the step-by-step processing now extends, due to the shorter or longer target signal 6
dans le cas d'une fausse cible typique, à un nombre corré- in the case of a typical false target, to a correct number
lativement supérieur ou inférieur de cycles 9. Le signal 23 apparaissant précédemment est donc, en tant que signal de comparaison 25, transféré dans un circuit à retard 24, par exemple un registre à décalage progressant au rythme 9 et, par suite, mémorisé, jusqu'à ce que l'autre signal, par exemple le signal utile 21, apparaisse. Pour de fausses laterally higher or lower of cycles 9. The signal 23 appearing previously is therefore, as a comparison signal 25, transferred into a delay circuit 24, for example a shift register progressing at rhythm 9 and, consequently, memorized, up to the other signal, for example the useful signal 21, appears. For false
cibles plus longues, le signal 21 doit donc être mémorisé. longer targets, signal 21 must therefore be memorized.
Ce tampon à retard est choisi en général suffisamment long pour que les fausses cibles typiques puissent être reconnues This delay buffer is generally chosen to be long enough so that typical false targets can be recognized
nettement. Lorsqu'on a pris soin, lors du calcul des coef- clearly. When care has been taken, when calculating the coef-
ficients 11 des filtres adaptés 13 et 22 que leurs signaux d'exploitation 19, respectivement 23, présentent une même Àc0 énergie pour leurs spectres de densité de puissance, bien que les filtres 13 et 22 fonctionnent avec un nombre de cycles 9 différent, le signal de comparaison 25 et le maximum du signal utile 21 peuvent être envoyés directement, après un retard correspondant, aux entrées de comparaison d'un 11 of the matched filters 13 and 22 that their operating signals 19, respectively 23, have the same Àc0 energy for their power density spectra, although the filters 13 and 22 operate with a different number of cycles 9, the signal 25 and the maximum of the useful signal 21 can be sent directly, after a corresponding delay, to the comparison inputs of a
comparateur d'amplitudes 26.amplitude comparator 26.
Comme pour un signal de cible instantané 6 (qui peut provenir d'une cible réelle, mais aussi d'une fausse cible) le signal utile 21 filtré sur la longueur du signal de la cible réelle apporte une amplitude plus élevée que le signal de comparaison 25 provenant du filtre 22 non optimisé sur la cible réelle en ce qui concerne son rythme de traitement (mais ajusté, par exemple, à une valeur plus faible), le comparateur d'amplitude 26 fournit un signal de détection de cible 27 lorsque et seulement lorsque le signal de détection 4 achemine un signal de As for an instantaneous target signal 6 (which can come from a real target, but also from a false target) the useful signal 21 filtered on the length of the signal of the real target brings a higher amplitude than the comparison signal 25 coming from the filter 22 not optimized on the real target with regard to its processing rate (but adjusted, for example, to a lower value), the amplitude comparator 26 provides a target detection signal 27 when and only when the detection signal 4 carries a signal
cible réelle.real target.
Son instant d'apparition est décalé dans le temps d'autant de cycles 9 qu'en a besoin le filtre 13 pour le processus de filtrage numérique (séquentiel) par rapport au début effectif du signal de cible 6 dans son signal d'entrée 16. Du fait que, selon la dérivation de localisation, la délivrance de l'information de mise à feu 3 de durée augmentée par rapport à l'exploration de la zone de la cible, est prédéterminée, la délivrance de l'information de mise à feu 3 peut avoir lieu, pour le Its time of appearance is offset in time by as many cycles 9 as the filter 13 needs for the digital (sequential) filtering process with respect to the effective start of the target signal 6 in its input signal 16 Because, according to the location derivation, the delivery of the firing information 3 of duration increased compared to the exploration of the target area, is predetermined, the delivery of the firing information fire 3 can take place, for the
processus d'échantillonnage typique du système, statisti- typical system sampling process, statistics
quement précisément lors de la détection du centre de la cible réelle. En effet, le retard résultant de la chaine de filtrages numériques (donc connu d'avance) peut être réduit dans un montage de décalage préalable 28, exactement de la moitié de ce retard, ce qui veut dire que l'information de mise à feu 3 correspondant à la cible réelle est délivrée, selon la dérivation connue imposée par le système, lors de l'exploration de la zone de la cible, précisément lors only precisely when detecting the center of the real target. In fact, the delay resulting from the digital filtering chain (therefore known in advance) can be reduced in a prior offset arrangement 28, exactly half of this delay, which means that the firing information 3 corresponding to the real target is delivered, according to the known diversion imposed by the system, during the exploration of the target area, precisely during
de la détection du centre d'une cible réelle à attaquer. detecting the center of an actual target to be attacked.
A Lorsque la dérivation de localisation imposée par le système est suffisamment importante, il en est ainsi non seulement pour des signaux de fausses cibles courts 6, mais également pour des signaux (non représentés sur le dessin) plus longs que les signaux de cibles réelles 6. Il suffit alors, comme on l'a indiqué, de prendre garde de retarder corrélativement le maximum du signal 21, c'est-à-dire que les détecteurs de crêtes 29 et 24 doivent être dimensionnés tous deux A When the localization bypass imposed by the system is sufficiently large, this is not only the case for short false target signals 6, but also for signals (not shown in the drawing) longer than the actual target signals 6 It is then sufficient, as has been indicated, to take care to correlatively delay the maximum of the signal 21, that is to say that the peak detectors 29 and 24 must both be dimensioned.
sur l'intervalle de temps d'exploitation maximum prévisible. over the maximum foreseeable operating time interval.
REX37END I C A T I ONSREX37END I C A T I ONS
1. Procédé d'amélioration du rapport signal- 1. Method for improving the signal ratio
bruit pour séparer un signal utile d'une information d'entrée, noyée dans le bruit, par filtrage adaptatif, en particulier pour obtenir une information de mise à feu à partir d'un signal de détection noyé dans le bruit de munition à fusée chercheuse, caractérisé en ce qu'on effectue avec les moyens noise to separate a useful signal from input information, embedded in the noise, by adaptive filtering, in particular to obtain firing information from a detection signal embedded in the noise of homing rocket , characterized in that one performs with the means
du filtrage numérique optimisé sur le comportement statis- digital filtering optimized on statistic behavior
tique du signal de détection se composant d'un signal corres- detection signal tick consisting of a corresponding signal
pondant au bruit et d'un signal correspondant à la cible, un filtrage réducteur pour niveler le signal de bruit et, compte tenu du filtrage réducteur, un filtrage adaptatif reducing to noise and a signal corresponding to the target, a reduction filtering to level the noise signal and, taking into account the reduction filtering, an adaptive filtering
selon le comportement statistique du signal de cible prédé- according to the statistical behavior of the predefined target signal
terminé.completed.
2. Procédé selon la revendication 1, caracté- 2. Method according to claim 1, character-
risé en ce que, pour effectuer le filtrage réducteur, on laughed in that, to carry out the reductive filtering, one
soustrait l'un de l'autre le signal de détection échantil- subtracts the sampled detection signal from each other
lonné et un signal de prédiction obtenu à partir de lui, lonné and a prediction signal obtained from it,
dont les coefficients sont déterminés par la fonction d'auto- whose coefficients are determined by the self-function
corrélation du signal de bruit.correlation of the noise signal.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendi- 3. Method according to any one of the claims.
cations 1 et 2, caractérisé en ce qu'on effectue deux filtrages adaptatifs réglés sur des longueurs différentes de signaux de cible, pour des contenus énergétiques semblables des spectres de densité de puissance des signaux utiles qu'ils cations 1 and 2, characterized in that two adaptive filtering operations are carried out regulated on different lengths of target signals, for similar energy contents of the power density spectra of the useful signals which they
fournissent, que l'on soumet à une comparaison d'amplitude. provide, which is subjected to an amplitude comparison.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on fait subir au signal utile du filtre adapté à une cible réelle, avant la comparaison d'amplitude, une détection de crêtes et on le fait passer par un étage à 4. Method according to claim 3, characterized in that the useful signal of the filter adapted to a real target is subjected, before the amplitude comparison, a detection of peaks and it is passed through a stage at
un seuil adapté.an adapted threshold.
5. Dispositif d'amélioration du rapport signal/bruit pour séparer un signal utile (21), d'une information d'entrée noyée dans le bruit au moyen de filtres adaptatifs(15,13,22) en particulier pour obtenir une information de mise à feu (3) à partir d'un signal de détection (4) de munition à fusée chercheuse (2), noyé dans le bruit pour la mise en oeuvre du 5. Device for improving the signal / noise ratio for separating a useful signal (21) from input information embedded in the noise by means of adaptive filters (15,13,22) in particular for obtaining information of firing (3) from a detection signal (4) of a research rocket ammunition (2), drowned in noise for the implementation of the
procédé selon l'une quelconque des revendications, caracté- process according to any one of the claims, characterized
risé en ce que le signal de détection (4) dont la variation laughed in that the detection signal (4) whose variation
de l'amplitude en fonction du temps est échantillonnée est en- amplitude as a function of time is sampled is
voyé à un filtre d'uniformisation (14) à la suite duquel est monté un filtre numérique (13) de coefficients (11) adaptés au comportement statistique du signal de cible (6) contenu dans le signal de détection (4) compte tenu de la caractéris- tique du filtre d'uniformisation (14).15 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le filtre d'uniformisation (14) comporte à sa sortie un élément soustracteur (18) auquel son signal d'entrée (17) seen in a uniformization filter (14) after which is mounted a digital filter (13) of coefficients (11) adapted to the statistical behavior of the target signal (6) contained in the detection signal (4) taking into account the characteristic of the leveling filter (14) .15 6. Device according to claim 5, characterized in that the leveling filter (14) comprises at its output a subtracting element (18) to which its input signal (17)
est amené d'une part directement et, d'autre part, par l'in- is brought on the one hand directly and, on the other hand, by the in-
termédiaire d'un filtre de prédiction (15) dont les coeffi- through a prediction filter (15) whose coefficients
cients (11) sont prédéterminés selon la fonction d'autocorré- cients (11) are predetermined according to the function of autocorré-
lation du signal de bruit à bande limitée (5) contenu dans le lation of the band-limited noise signal (5) contained in the
signal de détection (4).detection signal (4).
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7. Device according to any one of the claims
et 6, caractérisé en ce qu'à partir du filtrecuniformisation and 6, characterized in that from the filtering standardization
(14), plusieurs filtres adaptés (13,22) sont alimentés en pa- (14), several suitable filters (13,22) are supplied with pa-
rallèles, filtres parmi lesquels l'un est calculé sur un si- aligners, filters among which one is calculated on a
gnal de cible (6) plus court et/ou plus long que le premier. general target (6) shorter and / or longer than the first.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que des montages à retard (24) sont montés à la suite des 8. Device according to claim 7, characterized in that delay assemblies (24) are mounted following the
filtres adaptés (22) calculés à des plus faibles durées. suitable filters (22) calculated at shorter durations.
9. Dispositif selon l'une quelconque des reven- 9. Device according to any one of the res-
dications 5 à 8, caractérisé en ce qu'un étage à seuil adaptatif (20) est monté à la suite du premier filtre adapté (13). 10. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 7, 8 et 9, caractérisé en ce qu'un comparateur d'amplitudes (26) est monté à la suite des filtres adaptés dications 5 to 8, characterized in that an adaptive threshold stage (20) is mounted following the first adapted filter (13). 10. Device according to any one of claims 7, 8 and 9, characterized in that an amplitude comparator (26) is mounted following the adapted filters
(13, 22).(13, 22).
11. Dispositif selon l'une quelconque des reven- 11. Device according to any one of the res-
dications 5 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte un montage dications 5 to 10, characterized in that it includes an assembly
de décalage préalable (28).prior shift (28).
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