WO2019069025A1 - Method for electromagnetically characterising an object/an antenna - Google Patents

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WO2019069025A1
WO2019069025A1 PCT/FR2018/052443 FR2018052443W WO2019069025A1 WO 2019069025 A1 WO2019069025 A1 WO 2019069025A1 FR 2018052443 W FR2018052443 W FR 2018052443W WO 2019069025 A1 WO2019069025 A1 WO 2019069025A1
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antenna
target
response
impulse
electromagnetic
Prior art date
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PCT/FR2018/052443
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French (fr)
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Jean DE KAT
Pierre MASSALOUX
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Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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    • G01S7/418—Theoretical aspects

Definitions

  • the present invention generally relates to the electromagnetic characterization of an object, in particular the determination of the radar equivalent surface of a target. It also relates to the electromagnetic characterization of an antenna, in particular the measurement of its radiation pattern.
  • the radar or SER equivalent surface is a fundamental quantity characteristic of a target. It is used both in the military and in the civilian field (for example for air traffic control) for the purpose of discriminating an object such as an aircraft.
  • the measurement of SER of an object is conventionally carried out in an electromagnetic anechoic chamber, by means of a single antenna (operating in emission and in reception) when it is the measurement of a monostatic SER or of a couple of antennas (one operating in transmission and the other in reception) when it comes to the measurement of a bistatic SER.
  • an antenna is characterized by its radiation pattern (in intensity and / or in phase).
  • the measurement of this diagram is conventionally performed in an electromagnetic anechoic chamber.
  • An anechoic chamber for the electromagnetic characterization of targets or antennas consists of walls (walls, floor and ceiling) of metal covered with materials absorbing electromagnetic waves.
  • the target or antenna to be characterized is usually placed on a weakly echogenic rotary positioner.
  • the SER of the target is then obtained by illuminating the latter by means of an electromagnetic wave of determined frequency and by measuring the intensity of the wave backscattered by a measuring antenna.
  • the radiation pattern of an antenna can be realized by illuminating the antenna to be characterized at by means of an electromagnetic wave of determined frequency and by measuring the intensity of the wave picked up by it (reception diagram).
  • the antenna to be characterized can emit an electromagnetic wave, the characterization being then performed by the power measurements of the wave picked up by a measurement antenna.
  • the measurement is carried out in a frequency band, which makes it possible, based on Fourier transform processing, to determine the impulse response of the object and / or to improve the quality of the measurement.
  • the walls of the anechoic chamber and the support of the object are not perfectly absorbent, especially at low frequencies (absorbent dielectric coatings are less effective at low frequencies).
  • the wave picked up by the measuring antenna comprises, in addition to the useful signal propagated in a direct line, signals having undergone at least one reflection (for example on the walls of the chamber or on the support of the target), also called multipaths.
  • a multi-path from a contributor point of the object has a greater propagation distance than the direct line path from the same contributor point.
  • a first method used to eliminate multipaths during the electromagnetic characterization of a target or an antenna is to make several measurements by modifying each time the position and / or the orientation of the measurement-object antenna torque. in the anechoic chamber. The influence of the multipaths can then be minimized by calculating the average of these measurements.
  • a second method used to eliminate multipaths is to perform a time windowing of the received signal taking advantage of the fact that the wanted signal, propagated in a direct line, is received first.
  • the target or the antenna
  • the target has a certain spatial extension and some echoes may be very close or superimposed on the useful signal as illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 1 there is shown an antenna 110 and a target 120.
  • the signal transmitted by the antenna 110 is reflected by the contributor point P 1 of the target and returns in direct line to the measuring antenna.
  • the same is true for the contributor point P 2 .
  • the signal reflected by this contributor also undergoes reflection on the wall of the anechoic chamber, 130. It is seen in the lower part of the figure that the useful signal received lt point P 140 is superimposed on a false echo from the point P 2 , 150.
  • An object of the present invention is therefore to propose a method of electromagnetic characterization of a target / antenna which does not have the aforementioned drawbacks, in particular which makes it possible to reduce the influence of multipaths simply and efficiently. , without requiring a large number of measurements.
  • the present invention is defined by a method of electromagnetic characterization of a target, wherein said target is placed within an anechoic chamber and illuminated by an electromagnetic wave at a plurality of frequencies within a frequency band of in which a backscattering coefficient of the target at said frequencies is measured from the wave received by a measuring antenna at said frequencies, an inverse Fourier transform of the backscattering coefficient of the target is performed to acquire an impulse response of the target during a time interval, the acquisition of the impulse response being repeated for a plurality of distinct spatial configurations of at least the target-measurement antenna assembly within the anechoic chamber, so as to acquire a plurality ( Q) impulse responses of the target each corresponding to a spatial configuration di stincte, and in which: a) constructing a synthetic response of the target by selecting at each instant of said interval the value of the lower modulus impulse response from the values of said impulse responses at this time, the synthetic response consisting of the values thus selected;
  • the backscattering coefficient of the target at each frequency / is normalized by means of a calibration step by:
  • s (f) and e (f) are the backscattering coefficients measured at the frequency / respectively for the target and for a calibration standard located at the same position in the anechoic chamber under the same incidence conditions
  • s 0 (f) and ⁇ 3 ⁇ 4 (/) are the backscattering coefficients measured at this frequency respectively in the absence of the target and of the calibration standard under these same incidence conditions
  • e ⁇ f) being the theoretical backscattering coefficient of the calibration standard at the frequency / and in the same incidence conditions.
  • the impulse responses of the target are time-adjusted to compensate for delays of the wave received by the measurement antenna in the different spatial configurations.
  • step (b) the phase discontinuities of the synthetic response of the target are corrected by interpolation operations around said phase discontinuities.
  • step (b) Prior to step (b), it will further be possible to carry out a temporal windowing of the synthetic response of the target.
  • the electromagnetic wave of illumination of the target is emitted by the measuring antenna, the radar equivalent surface of the target determined in step (b) being its monostatic SER.
  • the electromagnetic wave of illumination of the target is emitted by an antenna distinct from the measurement antenna, the radar equivalent surface of the target determined in step (b) being its bistatic SER.
  • the present invention is also defined by a method of electromagnetic characterization of an antenna, in which the antenna to be characterized is placed within an anechoic chamber and illuminated by an electromagnetic wave, at a plurality of frequencies within a a frequency band of interest, in which the complex amplitude of the received signal is measured at said frequencies, an inverse Fourier transform of the complex amplitude is performed to acquire an impulse response of the antenna to be characterized during a time interval, the acquisition of the impulse response being repeated for a plurality of distinct spatial configurations of at least the transmitting antenna-antenna assembly to be characterized within the anechoic chamber, so as to acquire a plurality (Q) of impulse responses of the antenna to be characterized, each corresponding to a distinct spatial configuration, and in the what:
  • the present invention is finally defined by a method of electromagnetic characterization of an antenna in which the antenna to be characterized is placed within an anechoic chamber and emits an electromagnetic wave to a plurality of frequencies within a frequency band of interest, in which the complex amplitude of the signal received by a measuring antenna is measured at said frequencies, an inverse Fourier transform of the complex amplitude is performed to acquire an impulse response of the antenna to be characterized during a time interval, the acquisition of the impulse response being repeated for a plurality of distinct spatial configurations of at least the antenna assembly to be characterized - measuring antenna within the anechoic chamber, so acquiring a plurality (Q) of impulse responses of the antenna to be characterized each corresponding to a distinct spatial configuration, and wherein:
  • the impulse responses are recalibrated temporally to compensate for delays of the received wave in the different spatial configurations.
  • phase discontinuities of the synthetic response of the antenna to be characterized are corrected by phase interpolation operations around said phase discontinuities.
  • step (b) it will also be possible to carry out a time windowing of the synthetic response of the antenna to be characterized.
  • Fig. 2 schematically represents a flow chart of the method of electromagnetic characterization of a target, according to one embodiment of the invention
  • Fig. 3 illustrates, in one example, the processing of the impulse response of a target, as implemented by the method of FIG. 2.
  • electromagnetic characterization of a target we mean the measurement of its radar, monostatic or bistatic equivalent surface.
  • electromagnetic characterization of an antenna we mean here the measurement of its radiation pattern (intensity and / or phase) in transmission or reception. It will be understood in particular that the measuring antenna will be identical to the illumination antenna for measuring the monostatic SER of a target and that these antennas will be distinct for the measurement of the bistatic SER. When it comes to an antenna to be characterized, it will sometimes act as an illumination antenna for determining the emission radiation pattern, or the role of a measuring antenna for determining the antenna. radiation pattern in reception.
  • Fig. 2 schematically represents a flow chart of the method for electromagnetic characterization of the target according to one embodiment of the invention.
  • the target is successively illuminated with signals at different frequencies, uniformly distributed in a frequency band of interest.
  • the target is illuminated by scanning the frequency band of interest with a predetermined frequency step and the signal returned by the target is acquired for each frequency thus scanned.
  • the acquisition time at each frequency is chosen substantially longer than the inverse of the frequency step.
  • the target can be illuminated with a broadband signal and the signal received at the different frequencies of the band of interest is acquired in parallel.
  • the (complex) backscattering coefficient of the target is determined from the transmitted signal and the received signal.
  • the backscattering coefficient of the target is normalized by means of a calibration operation. More precisely, if s (f) and e (f) are used, the backscattering coefficients measured for the target and for a calibration standard (usually a sphere) located in the same position and s 0 (f) and e 0 (f) the backscattering coefficients measured at the same frequency and at the same incidence conditions, but in an empty chamber (that is, in the absence of the target or the calibration standard), the coefficient standardized backscatter is given by:
  • the inverse Fourier transform (IFFT) of the backscattering coefficient is then performed to obtain the impulse response of the target. It is conceivable that if the frequency band of interest is chosen sufficiently wide, the time response can be likened to the impulse response.
  • the acquisition step 210 is repeated for g distinct spatial configurations of the target-antenna torque within the anechoic chamber.
  • the spatial configurations of the target torque-measurement antenna may differ in several ways.
  • the attitude of the measurement antenna with respect to the target and the distance between them can be invariant, the target-measurement antenna assembly being then translated and / or rotation in a frame attached to the anechoic chamber.
  • a second variant alternative or cumulative with the first variant, it will be possible to vary the distance between the target and the measurement antenna so as to modify the conditions according to which the echoes disturb the useful signal.
  • the distance variations will be chosen low so that there will be no need to compensate the module depending on the distance.
  • This variant will be implemented only in far-field conditions (plane waves), that is to say by means of a reflector (compact base) converting the spherical waves emitted by the antenna into plane waves.
  • the position and / or the orientation of the measuring antenna can be modified to obtain the required spatial configurations.
  • a bistatic SER measurement it will also be possible to use a plurality of illumination antennas and / or measurement antennas.
  • an impulse response of the target is acquired in the form of a sequence of complex values.
  • the Q impulse responses obtained in step 210 are optionally time-shifted. For example, if the impulse responses have been acquired for different distances from the target, or if the position of the target and / or the antenna is known only with a given uncertainty interval, it is possible to compensate the differences in antenna-to-target round trip delay by a time shift.
  • This registration aims to align the rising edges of the useful parts of the impulse responses obtained in step 210. For this purpose, it will be possible to determine in each of the impulse responses the earliest instant for which the module gradient crosses a predetermined threshold.
  • This synthetic response is obtained by selecting at each instant t t the sample S (t t ) whose module is the least high. More precisely :
  • the synthetic response 1,..., N has a strong multipath rejection, even for a relatively small number of Q configurations.
  • the effectiveness of the rejection is based on the observation that the paths almost always lead to an increase in the module of the target's temporal response. More precisely, the superposition of a useful signal coming from a first contributor point of the target, having propagated in a direct line, with a parasitic echo, coming from a second contributor point and having undergone at least one reflection, has a negligible probability of reducing the modulus of the useful signal.
  • expression (2) can lead to phase discontinuities in the synthetic response (complex signal). In the presence of such discontinuities, it will be possible to perform a post-processing of the synthetic signal in 240 so as to restore the continuity of the phase, for example by means of a phase correction and / or an interpolation of the phase around phase discontinuity.
  • the synthetic response can then be time-winded into 250 to eliminate far-off clutter (ie, those that do not overlap with the wanted signal), that is, arriving with more a predetermined delay with respect to the beginning of the useful signal.
  • far-off clutter ie, those that do not overlap with the wanted signal
  • step 260 the radar cross section is determined in the band of interest by performing a Fourier transform of the synthetic signal obtained in step 230, possibly corrected at 240 and temporally windowed at 250.
  • Fig. 3 illustrates the processing of the impulse response of a target in the characterization method of FIG. 2.
  • the useful signal present in these responses has been distinguished at 310 and the parasitic echoes respectively present in the first and in the second spatial configuration in 320, 330.
  • the difference between these echoes was represented by double arrows.
  • the module of the synthetic signal as defined by the expression (2).
  • the method of averaging the time responses known from the prior art would have led at best to an intermediate curve between the curves 320 and 330 and therefore to a lower rejection rate of the m ulti-paths.
  • the time t K at which the useful signal ends and thus the temporal windowing is more efficient.
  • the time window for eliminating far-back echoes has been represented at 350.
  • the invention has been presented in the case of the determination of the monostatic SER of a target, the skilled person will readily understand that it also applies to the case of the determination of a bistatic SER, to this is because the spatial configurations to be taken into consideration for the acquisition of the temporal responses are those of the illumination antenna - target - measurement antenna assembly instead of those of the target antenna - target pair.
  • the present invention also applies to the electromagnetic characterization of an antenna in a frequency band of interest.
  • the antenna to be characterized When it comes to measuring its reception radiation pattern, the antenna to be characterized will be illuminated by a wave emitted by a transmitting antenna, and the complex amplitude of the signal received by the antenna to be characterized will be acquired for different spatial configurations of the transmission antenna - antenna couple to be characterized within the anechoic chamber.
  • the impulse response relating to a spatial configuration will be obtained from a Fourier transform inverse of the complex amplitude of the signal received, in the spatial configuration in question, at the different frequencies of the band of interest.
  • the signal emitted by the antenna to be characterized will be acquired by a measurement antenna at a plurality of frequencies in a band of interest, for different spatial configurations. of the antenna pair to characterize-measuring antenna within the anechoic chamber.

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Abstract

The present invention relates to a method for electromagnetically characterising a target (measuring the radar cross-section thereof) or an antenna (measuring the radiation pattern thereof) in a frequency band of interest, in the presence of parasitic multipaths. According to said method, impulse responses are acquired (210) from the target/antenna in a plurality of distinct spatial configurations within an anechoic chamber. A synthetic impulse response is obtained (230) by selecting, for each instant, the value of the lowest module from the values of the impulse responses acquired at said instant. The RCS of the target/antenna radiation pattern can then be obtained (260) from a Fourier transform of the synthetic response (250).

Description

MÉTHODE DE CARACTÉRISATION ÉLECTROMAGNÉTIQUE D'UN OBJET/ UNE ANTENNE  METHOD FOR ELECTROMAGNETIC CHARACTERIZATION OF AN OBJECT / ANTENNA
DESCRIPTION DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE TECHNICAL AREA
La présente invention concerne de manière générale la caractérisation électromagnétique d'un objet, notamment la détermination de la surface équivalente radar d'une cible. Elle concerne également la caractérisation électromagnétique d'une antenne, notamment la mesure de son diagramme de rayonnement. The present invention generally relates to the electromagnetic characterization of an object, in particular the determination of the radar equivalent surface of a target. It also relates to the electromagnetic characterization of an antenna, in particular the measurement of its radiation pattern.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE STATE OF THE PRIOR ART
La surface équivalente radar ou SER est une grandeur fondamentale caractéristique d'une cible. Elle est utilisée tant dans le domaine militaire que dans le domaine civil (par exemple pour le contrôle aérien) aux fins de discrimination d'un objet tel qu'un aéronef. The radar or SER equivalent surface is a fundamental quantity characteristic of a target. It is used both in the military and in the civilian field (for example for air traffic control) for the purpose of discriminating an object such as an aircraft.
La mesure de SER d'un objet est classiquement réalisée dans une chambre anéchoïque électromagnétique, au moyen d'une seule antenne (opérant en émission et en réception) lorsqu'il s'agit de la mesure d'une SER monostatique ou bien d'un couple d'antennes (l'une opérant en émission et l'autre en réception) lorsqu'il s'agit de la mesure d'un SER bistatique.  The measurement of SER of an object is conventionally carried out in an electromagnetic anechoic chamber, by means of a single antenna (operating in emission and in reception) when it is the measurement of a monostatic SER or of a couple of antennas (one operating in transmission and the other in reception) when it comes to the measurement of a bistatic SER.
De manière similaire, une antenne est caractérisée par son diagramme de rayonnement (en intensité et/ou en phase). Là encore, la mesure de ce diagramme est classiquement réalisée dans une chambre anéchoïque électromagnétique.  Similarly, an antenna is characterized by its radiation pattern (in intensity and / or in phase). Here again, the measurement of this diagram is conventionally performed in an electromagnetic anechoic chamber.
Une chambre anéchoïque pour la caractérisation électromagnétique de cibles ou d'antennes est constituée de parois (murs, plancher et plafond) métalliques recouvertes de matériaux absorbant les ondes électromagnétiques. La cible ou l'antenne à caractériser est généralement placée sur un positionneur rotatif faiblement échogène. La SER de la cible est alors obtenue en illuminant celle-ci au moyen d'une onde électromagnétique de fréquence déterminée et en mesurant l'intensité de l'onde rétrodiffusée par une antenne de mesure. De manière similaire, le diagramme de rayonnement d'une antenne peut être réalisé en illuminant l'antenne à caractériser au moyen d'une onde électromagnétique de fréquence déterminée et en mesurant l'intensité de l'onde captée par celle-ci (diagramme en réception). Alternativement, l'antenne à caractériser peut émettre une onde électromagnétique, la caractérisation étant alors réalisée par les mesures de puissance de l'onde captée par une antenne de mesure. An anechoic chamber for the electromagnetic characterization of targets or antennas consists of walls (walls, floor and ceiling) of metal covered with materials absorbing electromagnetic waves. The target or antenna to be characterized is usually placed on a weakly echogenic rotary positioner. The SER of the target is then obtained by illuminating the latter by means of an electromagnetic wave of determined frequency and by measuring the intensity of the wave backscattered by a measuring antenna. Similarly, the radiation pattern of an antenna can be realized by illuminating the antenna to be characterized at by means of an electromagnetic wave of determined frequency and by measuring the intensity of the wave picked up by it (reception diagram). Alternatively, the antenna to be characterized can emit an electromagnetic wave, the characterization being then performed by the power measurements of the wave picked up by a measurement antenna.
Dans certains cas, la mesure est effectuée dans une bande fréquentielle, ce qui permet, à partir de traitements à base de transformée de Fourier, de déterminer la réponse impulsionnelle de l'objet et/ou d'améliorer la qualité de la mesure.  In some cases, the measurement is carried out in a frequency band, which makes it possible, based on Fourier transform processing, to determine the impulse response of the object and / or to improve the quality of the measurement.
Toutefois, en pratique, les parois de la chambre anéchoïque ainsi que le support de l'objet ne sont pas parfaitement absorbants, en particulier dans les basses fréquences (les revêtements diélectriques absorbants sont moins efficaces dans les basses fréquences). Il en résulte que l'onde captée par l'antenne de mesure (ou l'antenne à caractériser dans le cas d'un diagramme en réception) comprend outre le signal utile s'étant propagé en ligne directe, des signaux ayant subi au moins une réflexion (par exemple sur les parois de la chambre ou sur le support de la cible), encore appelés multi- trajets.  However, in practice, the walls of the anechoic chamber and the support of the object are not perfectly absorbent, especially at low frequencies (absorbent dielectric coatings are less effective at low frequencies). As a result, the wave picked up by the measuring antenna (or the antenna to be characterized in the case of a reception diagram) comprises, in addition to the useful signal propagated in a direct line, signals having undergone at least one reflection (for example on the walls of the chamber or on the support of the target), also called multipaths.
Ainsi, un multi-trajet issu d'un point contributeur de l'objet présente une distance de propagation plus importante que le trajet en ligne directe issu de ce même point contributeur.  Thus, a multi-path from a contributor point of the object has a greater propagation distance than the direct line path from the same contributor point.
Une première méthode utilisée pour éliminer les multi-trajets lors de la caractérisation électromagnétique d'une cible ou d'une antenne est d'effectuer plusieurs mesures en modifiant à chaque fois la position et/ou l'orientation du couple antenne de mesure-objet dans la chambre anéchoïque. L'influence des multi-trajets peut alors être minimisée en calculant la moyenne de ces mesures.  A first method used to eliminate multipaths during the electromagnetic characterization of a target or an antenna is to make several measurements by modifying each time the position and / or the orientation of the measurement-object antenna torque. in the anechoic chamber. The influence of the multipaths can then be minimized by calculating the average of these measurements.
Une seconde méthode utilisée pour éliminer les multi-trajets consiste à effectuer un fenêtrage temporel du signal reçu en tirant parti du fait que le signal utile, s'étant propagé en ligne directe, est reçu le premier. Toutefois, en pratique, la cible (ou l'antenne) possède une certaine extension spatiale et certains échos parasites peuvent être très proches voire se superposer au signal utile comme illustré en Fig. 1. Sur cette figure, on a représenté une antenne 110 et une cible 120. Le signal émis par l'antenne 110 est réfléchi par le point contributeur Pl de la cible et revient en ligne directe à l'antenne de mesure. I l en va de même pour le point contributeur P2 . Le signal réfléchi par ce point contributeur subit par ailleurs une réflexion sur la paroi de la chambre anéchoïque, 130. On voit dans la partie inférieure de la figure que le signal utile reçu du point Pl t 140, se superpose à un écho parasite émanant du point P2 , 150. A second method used to eliminate multipaths is to perform a time windowing of the received signal taking advantage of the fact that the wanted signal, propagated in a direct line, is received first. However, in practice, the target (or the antenna) has a certain spatial extension and some echoes may be very close or superimposed on the useful signal as illustrated in FIG. 1. In this figure, there is shown an antenna 110 and a target 120. The signal transmitted by the antenna 110 is reflected by the contributor point P 1 of the target and returns in direct line to the measuring antenna. The same is true for the contributor point P 2 . The signal reflected by this contributor also undergoes reflection on the wall of the anechoic chamber, 130. It is seen in the lower part of the figure that the useful signal received lt point P 140 is superimposed on a false echo from the point P 2 , 150.
On comprend ainsi que les échos parasites, notamment lorsqu'ils sont de forte intensité, peuvent masquer une grande partie du signal utile. Dès lors, le fenêtrage temporel est inopérant et le rapport signal sur bruit peut s'en trouver considérablement dégradé.  It is thus understood that the parasitic echoes, especially when they are of high intensity, can mask a large part of the useful signal. As a result, temporal windowing is inoperative and the signal-to-noise ratio can be considerably degraded.
Un objet de la présente invention est par conséquent de proposer une méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible/d'une antenne qui ne présente pas les inconvénients précités, notamment qui permette de réduire de manière simple et efficace l'influence des multi-trajets, sans nécessiter pour autant d'effectuer un grand nombre de mesures.  An object of the present invention is therefore to propose a method of electromagnetic characterization of a target / antenna which does not have the aforementioned drawbacks, in particular which makes it possible to reduce the influence of multipaths simply and efficiently. , without requiring a large number of measurements.
EXPOSÉ DE L'INVENTION STATEMENT OF THE INVENTION
La présente invention est définie par une méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible, dans laquelle ladite cible est placée au sein d'une chambre anéchoïque et illuminée par une onde électromagnétique à une pluralité de fréquences au sein d'une bande de fréquence d'intérêt, dans laquelle on mesure un coefficient de rétrodiffusion de la cible auxdites fréquences à partir de l'onde reçue par une antenne de mesure auxdites fréquences, on effectue une transformée de Fourier inverse du coefficient de rétrodiffusion de la cible pour acquérir une réponse impulsionnelle de la cible pendant un intervalle de temps, l'acquisition de la réponse impulsionnelle étant répétée pour une pluralité de configurations spatiales distinctes d'au moins l'ensemble cible - antenne de mesure au sein de la chambre anéchoïque, de manière à acquérir une pluralité ( Q ) de réponses impulsionnelles de la cible correspondant chacune à une configuration spatiale distincte, et dans laquelle : a) on construit une réponse synthétique de la cible en sélectionnant en chaque instant dudit intervalle la valeur de la réponse impulsionnelle de plus faible module parmi les valeurs desdites réponses impulsionnelles en cet instant, la réponse synthétique étant constituée des valeurs ainsi sélectionnées ; The present invention is defined by a method of electromagnetic characterization of a target, wherein said target is placed within an anechoic chamber and illuminated by an electromagnetic wave at a plurality of frequencies within a frequency band of in which a backscattering coefficient of the target at said frequencies is measured from the wave received by a measuring antenna at said frequencies, an inverse Fourier transform of the backscattering coefficient of the target is performed to acquire an impulse response of the target during a time interval, the acquisition of the impulse response being repeated for a plurality of distinct spatial configurations of at least the target-measurement antenna assembly within the anechoic chamber, so as to acquire a plurality ( Q) impulse responses of the target each corresponding to a spatial configuration di stincte, and in which: a) constructing a synthetic response of the target by selecting at each instant of said interval the value of the lower modulus impulse response from the values of said impulse responses at this time, the synthetic response consisting of the values thus selected;
b) on détermine la surface équivalente radar de la cible dans la bande de fréquence d'intérêt, à partir d'une transformée de Fourier de ladite réponse synthétique de la cible.  b) determining the radar cross section of the target in the frequency band of interest, from a Fourier transform of said synthetic response of the target.
Avantageusement, le coefficient de rétrodiffusion de la cible à chaque fréquence / est normalisé au moyen d'une étape de calibration par :  Advantageously, the backscattering coefficient of the target at each frequency / is normalized by means of a calibration step by:
s (f) = s(f ) ~ So (f ) .ë(f ) s (f) = s (f) ~ So (f) .e (f)
e(f) - e0 (f) e (f) - e 0 (f)
où s(f ) et e(f ) sont les coefficients de rétrodiffusion mesurés à la fréquence / respectivement pour la cible et pour un étalon de calibration située à la même position dans la chambre anéchoïque dans de mêmes conditions d'incidence, où s0 (f) et <¾ (/) sont les coefficients de rétrodiffusion mesurés à cette fréquence respectivement en absence de la cible et de l'étalon de calibration dans ces mêmes conditions d'incidence, e {f) étant le coefficient de rétrodiffusion théorique de l'étalon de calibration à la fréquence / et dans lesdites mêmes conditions d'incidence. where s (f) and e (f) are the backscattering coefficients measured at the frequency / respectively for the target and for a calibration standard located at the same position in the anechoic chamber under the same incidence conditions, where s 0 (f) and <¾ (/) are the backscattering coefficients measured at this frequency respectively in the absence of the target and of the calibration standard under these same incidence conditions, e {f) being the theoretical backscattering coefficient of the calibration standard at the frequency / and in the same incidence conditions.
Avantageusement, préalablement à l'étape (a), les réponses impulsionnelles de la cible sont recalées temporellement pour compenser des retards de l'onde reçue par l'antenne de mesure dans les différentes configurations spatiales.  Advantageously, prior to step (a), the impulse responses of the target are time-adjusted to compensate for delays of the wave received by the measurement antenna in the different spatial configurations.
Avantageusement, préalablement à l'étape (b), on corrige les discontinuités de phase de la réponse synthétique de la cible par des opérations d'interpolation autour desdites discontinuités de phase.  Advantageously, prior to step (b), the phase discontinuities of the synthetic response of the target are corrected by interpolation operations around said phase discontinuities.
Préalablement à l'étape (b), on pourra effectuer en outre un fenêtrage temporel de la réponse synthétique de la cible. Selon une première variante, l'onde électromagnétique d'illumination de la cible est émise par l'antenne de mesure, la surface équivalente radar de la cible déterminée à l'étape (b) étant sa SER monostatique. Prior to step (b), it will further be possible to carry out a temporal windowing of the synthetic response of the target. According to a first variant, the electromagnetic wave of illumination of the target is emitted by the measuring antenna, the radar equivalent surface of the target determined in step (b) being its monostatic SER.
Selon une seconde variante, l'onde électromagnétique d'illumination de la cible est émise par une antenne distincte de l'antenne de mesure, la surface équivalente radar de la cible déterminée à l'étape (b) étant sa SER bistatique.  According to a second variant, the electromagnetic wave of illumination of the target is emitted by an antenna distinct from the measurement antenna, the radar equivalent surface of the target determined in step (b) being its bistatic SER.
La présente invention est également définie par une méthode de caractérisation électromagnétique d'une antenne, dans laquelle l'antenne à caractériser est placée au sein d'une chambre anéchoïque et illuminée par une onde électromagnétique, à une pluralité de fréquences au sein d'une bande de fréquence d'intérêt, dans laquelle on mesure auxdites fréquences l'amplitude complexe du signal reçu , on effectue une transformée de Fourier inverse de l'amplitude complexe pour acquérir une réponse impulsionnelle de l'antenne à caractériser pendant un intervalle de temps, l'acquisition de la réponse impulsionnelle étant répétée pour une pluralité de configurations spatiales distinctes d'au moins l'ensemble antenne d'émission - antenne à caractériser au sein de la chambre anéchoïque, de manière à acquérir une pluralité ( Q ) de réponses impulsionnelles de l'antenne à caractériser correspondant chacune à une configuration spatiale distincte, et dans laquelle : The present invention is also defined by a method of electromagnetic characterization of an antenna, in which the antenna to be characterized is placed within an anechoic chamber and illuminated by an electromagnetic wave, at a plurality of frequencies within a a frequency band of interest, in which the complex amplitude of the received signal is measured at said frequencies, an inverse Fourier transform of the complex amplitude is performed to acquire an impulse response of the antenna to be characterized during a time interval, the acquisition of the impulse response being repeated for a plurality of distinct spatial configurations of at least the transmitting antenna-antenna assembly to be characterized within the anechoic chamber, so as to acquire a plurality (Q) of impulse responses of the antenna to be characterized, each corresponding to a distinct spatial configuration, and in the what:
a) on construit une réponse synthétique de l'antenne à caractériser en sélectionnant en chaque instant dudit intervalle la valeur de la réponse impulsionnelle de plus faible module parmi ladite pluralité de réponses temporelles en cet instant, la réponse synthétique étant constituée des valeurs ainsi sélectionnées ;  a) constructing a synthetic response of the antenna to be characterized by selecting at each instant of said interval the value of the lower modulus impulse response from said plurality of temporal responses at this time, the synthetic response consisting of the values thus selected;
b) on détermine le diagramme de rayonnement en réception de l'antenne à caractériser dans la bande de fréquence d'intérêt, à partir d'une transformée de Fourier de ladite réponse synthétique de l'antenne.  b) determining the radiation pattern in reception of the antenna to be characterized in the frequency band of interest, from a Fourier transform of said synthetic response of the antenna.
La présente invention est enfin définie par une méthode de caractérisation électromagnétique d'une antenne dans laquelle l'antenne à caractériser est placée au sein d'une chambre anéchoïque et émet une onde électromagnétique à une pluralité de fréquences au sein d'une bande de fréquence d'intérêt, dans laquelle on mesure auxdites fréquences l'amplitude complexe du signal reçu par une antenne de mesure, on effectue une transformée de Fourier inverse de l'amplitude complexe pour acquérir une réponse impulsionnelle de l'antenne à caractériser pendant un intervalle de temps, l'acquisition de la réponse impulsionnelle étant répétée pour une pluralité de configurations spatiales distinctes d'au moins l'ensemble antenne à caractériser - antenne de mesure au sein de la chambre anéchoïque, de manière à acquérir une pluralité ( Q ) de réponses impulsionnelles de l'antenne à caractériser correspondant chacune à une configuration spatiale distincte, et dans laquelle : The present invention is finally defined by a method of electromagnetic characterization of an antenna in which the antenna to be characterized is placed within an anechoic chamber and emits an electromagnetic wave to a plurality of frequencies within a frequency band of interest, in which the complex amplitude of the signal received by a measuring antenna is measured at said frequencies, an inverse Fourier transform of the complex amplitude is performed to acquire an impulse response of the antenna to be characterized during a time interval, the acquisition of the impulse response being repeated for a plurality of distinct spatial configurations of at least the antenna assembly to be characterized - measuring antenna within the anechoic chamber, so acquiring a plurality (Q) of impulse responses of the antenna to be characterized each corresponding to a distinct spatial configuration, and wherein:
a) on construit une réponse synthétique de l'antenne à caractériser en sélectionnant en chaque instant dudit intervalle la valeur de la réponse impulsionnelle de plus faible module parmi ladite pluralité de réponses impulsionnelles en cet instant, la réponse synthétique étant constituée des valeurs ainsi sélectionnées ;  a) constructing a synthetic response of the antenna to be characterized by selecting at each instant of said interval the value of the lower modulus impulse response of said plurality of impulse responses at this time, the synthetic response consisting of the values thus selected;
b) on détermine un diagramme de rayonnement en émission de l'antenne à caractériser dans la bande de fréquence d'intérêt, à partir d'une transformée de Fourier de ladite réponse synthétique de l'antenne.  b) determining an emission radiation pattern of the antenna to be characterized in the frequency band of interest, from a Fourier transform of said synthetic response of the antenna.
Avantageusement, préalablement à l'étape (a), les réponses impulsionnelles sont recalées temporellement pour compenser des retards de l'onde reçue dans les différentes configurations spatiales. Advantageously, prior to step (a), the impulse responses are recalibrated temporally to compensate for delays of the received wave in the different spatial configurations.
Avantageusement, préalablement à l'étape (b), on corrige les discontinuités de phase de la réponse synthétique de l'antenne à caractériser par des opérations d'interpolation de phase autour desdites discontinuités de phase.  Advantageously, prior to step (b), the phase discontinuities of the synthetic response of the antenna to be characterized are corrected by phase interpolation operations around said phase discontinuities.
Préalablement à l'étape (b), on pourra également effectuer un fenêtrage temporel de la réponse synthétique de l'antenne à caractériser.  Prior to step (b), it will also be possible to carry out a time windowing of the synthetic response of the antenna to be characterized.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, fait en référence aux figures jointes parmi lesquelles : La Fig. 1, déjà décrite, représente une situation dans laquelle la présence de m ulti-trajets perturbe la caractérisation électromagnétique d'une cible ; Other features and advantages of the invention will appear on reading a preferred embodiment of the invention, with reference to the attached figures among which: Fig. 1, already described, represents a situation in which the presence of multiple paths disrupts the electromagnetic characterization of a target;
La Fig. 2 représente de manière schématique un ordinogramme de la méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible, selon un mode de réalisation de l'invention ;  Fig. 2 schematically represents a flow chart of the method of electromagnetic characterization of a target, according to one embodiment of the invention;
La Fig. 3 illustre, sur un exemple, le traitement de la réponse impulsionnelle d'une cible, tel que mis en œuvre par la méthode de la Fig. 2.  Fig. 3 illustrates, in one example, the processing of the impulse response of a target, as implemented by the method of FIG. 2.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS DETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
Nous considérons dans la suite la caractérisation électromagnétique d'une cible ou d'une antenne dans une bande de fréquence d'intérêt. Par caractérisation électromagnétique d'une cible, nous entendons la mesure de sa surface équivalente radar, monostatique ou bistatique. Par caractérisation électromagnétique d'une antenne, nous entendons ici la mesure de son diagramme de rayonnement (intensité et/ou phase) en émission ou en réception. On comprendra en particulier que l'antenne de mesure sera identique à l'antenne d'illumination pour la mesure de la SER monostatique d'une cible et que ces antennes seront distinctes pour la mesure de la SER bistatique. Lorsqu'il s'agira d'une antenne à caractériser, celle-ci jouera tantôt le rôle d'une antenne d'illumination pour la détermination du diagramme de rayonnement en émission, ou le rôle d'une antenne de mesure pour la détermination du diagramme de rayonnement en réception. We consider in the following the electromagnetic characterization of a target or an antenna in a frequency band of interest. By electromagnetic characterization of a target, we mean the measurement of its radar, monostatic or bistatic equivalent surface. By electromagnetic characterization of an antenna, we mean here the measurement of its radiation pattern (intensity and / or phase) in transmission or reception. It will be understood in particular that the measuring antenna will be identical to the illumination antenna for measuring the monostatic SER of a target and that these antennas will be distinct for the measurement of the bistatic SER. When it comes to an antenna to be characterized, it will sometimes act as an illumination antenna for determining the emission radiation pattern, or the role of a measuring antenna for determining the antenna. radiation pattern in reception.
Dans un but de simplification et sans préjudice de généralisation, l'invention sera essentiellement présentée dans le cas de la mesure de la SER monostatique d'une cible. On suppose que la cible à caractériser est placée dans une chambre anéchoïque et que la cible est passive. La Fig. 2 représente de manière schématique un ordinogramme de la méthode de caractérisation électromagnétique de la cible selon un mode de réalisation de l'invention.  For the sake of simplification and without prejudice to generalization, the invention will essentially be presented in the case of measuring the monostatic SER of a target. It is assumed that the target to be characterized is placed in an anechoic chamber and that the target is passive. Fig. 2 schematically represents a flow chart of the method for electromagnetic characterization of the target according to one embodiment of the invention.
A l'étape 210, on illumine successivement la cible avec des signaux à différentes fréquences, uniformément distribuées dans une bande de fréquence d'intérêt. En d'autres termes, on illumine la cible en balayant la bande de fréquence d'intérêt avec un pas fréquentiel prédéterminé et l'on acquiert pour chaque fréquence ainsi balayée le signal renvoyé par la cible. Le temps d'acquisition à chaque fréquence est choisi sensiblement plus long que l'inverse du pas fréquentiel. In step 210, the target is successively illuminated with signals at different frequencies, uniformly distributed in a frequency band of interest. In in other words, the target is illuminated by scanning the frequency band of interest with a predetermined frequency step and the signal returned by the target is acquired for each frequency thus scanned. The acquisition time at each frequency is chosen substantially longer than the inverse of the frequency step.
Alternativement, la cible peut être illuminée avec un signal large bande et l'on acquiert en parallèle le signal reçu aux différentes fréquences de la bande d'intérêt.  Alternatively, the target can be illuminated with a broadband signal and the signal received at the different frequencies of the band of interest is acquired in parallel.
A chaque fréquence, on détermine à partir du signal transmis et du signal reçu, le coefficient (complexe) de rétrodiffusion de la cible. Avantageusement, le coefficient de rétrodiffusion de la cible est normalisé au moyen d'une opération de calibration. Plus précisément, si l'on note s(f ) et e(f ) les coefficients de rétrodiffusion mesurés pour la cible et pour un étalon (généralement une sphère) de calibration située à la même position et s0 (f ) et e0 (f ) les coefficients de rétrodiffusion mesurés à la même fréquence et dans des mêmes conditions d'incidence mais en chambre vide (c'est-à-dire en absence de la cible, resp. de l'étalon de calibration), le coefficient de rétrodiffusion normalisé est donné par : At each frequency, the (complex) backscattering coefficient of the target is determined from the transmitted signal and the received signal. Advantageously, the backscattering coefficient of the target is normalized by means of a calibration operation. More precisely, if s (f) and e (f) are used, the backscattering coefficients measured for the target and for a calibration standard (usually a sphere) located in the same position and s 0 (f) and e 0 (f) the backscattering coefficients measured at the same frequency and at the same incidence conditions, but in an empty chamber (that is, in the absence of the target or the calibration standard), the coefficient standardized backscatter is given by:
e(f ) - e0 (f) ' où e (f ) est le coefficient de rétrodiffusion théorique de l'étalon à la fréquence / dans les mêmes conditions d'incidence précitées. L'homme du métier comprendra que l'opération de calibration permet de s'affranchir de la fonction de transfert du système de mesure. e (f) - e 0 (f) ' where e (f) is the theoretical backscattering coefficient of the standard at the same frequency / under the same incidence conditions. Those skilled in the art will understand that the calibration operation makes it possible to dispense with the transfer function of the measurement system.
On effectue ensuite la transformée de Fourier inverse (IFFT) du coefficient de rétrodiffusion, avantageusement normalisé par (1), pour obtenir la réponse impulsionnelle de la cible. On conçoit en effet que si la bande de fréquence d'intérêt est choisie suffisamment large, la réponse temporelle peut être assimilée à la réponse impulsionnelle. L'étape d'acquisition 210 est répétée pour g configurations spatiales distinctes du couple cible-antenne au sein de la chambre anéchoïque. Les configurations spatiales du couple cible-antenne de mesure peuvent différer de plusieurs manières. The inverse Fourier transform (IFFT) of the backscattering coefficient, advantageously normalized by (1), is then performed to obtain the impulse response of the target. It is conceivable that if the frequency band of interest is chosen sufficiently wide, the time response can be likened to the impulse response. The acquisition step 210 is repeated for g distinct spatial configurations of the target-antenna torque within the anechoic chamber. The spatial configurations of the target torque-measurement antenna may differ in several ways.
Tout d'abord, l'attitude de l'antenne de mesure par rapport à la cible ainsi que la distance entre celles-ci peuvent être invariantes, l'ensemble cible-antenne de mesure faisant alors l'objet d'opérations de translation et/ou de rotation dans un référentiel attaché à la chambre anéchoïque.  Firstly, the attitude of the measurement antenna with respect to the target and the distance between them can be invariant, the target-measurement antenna assembly being then translated and / or rotation in a frame attached to the anechoic chamber.
Selon une deuxième variante, alternative ou cumulative avec la première variante, on pourra faire varier la distance entre la cible et l'antenne de mesure de sorte à modifier les conditions selon lesquelles les échos parasites perturbent le signal utile. Les variations de distance seront choisies faibles de sorte qu'il n'y aura pas lieu de compenser le module en fonction de la distance. Cette variante ne sera mise en œuvre que dans des conditions de champ lointain (ondes planes), c'est-à-dire au moyen d'un réflecteur (base compacte) convertissant les ondes sphériques émises par l'antenne en ondes planes.  According to a second variant, alternative or cumulative with the first variant, it will be possible to vary the distance between the target and the measurement antenna so as to modify the conditions according to which the echoes disturb the useful signal. The distance variations will be chosen low so that there will be no need to compensate the module depending on the distance. This variant will be implemented only in far-field conditions (plane waves), that is to say by means of a reflector (compact base) converting the spherical waves emitted by the antenna into plane waves.
Selon une troisième variante, alternative ou cumulative avec les précédentes, on pourra modifier l'attitude de l'antenne de mesure par rapport à la cible, par exemple en dépointant très légèrement l'antenne/cible, de manière à obtenir différentes configurations spatiales. On veillera toutefois à ne pas modifier sensiblement la partie de la cible illuminée par l'antenne, autrement dit conserver les mêmes points contributeurs.  According to a third variant, alternative or cumulative with the previous ones, it will be possible to modify the attitude of the measurement antenna with respect to the target, for example by very slightly offsetting the antenna / target, so as to obtain different spatial configurations. However, care should be taken not to significantly change the portion of the target illuminated by the antenna, ie keep the same contributing points.
Dans les trois variantes précédentes, la position et/ou l'orientation de l'antenne de mesure peu(ven)t être modifiée(s) pour obtenir les configurations spatiales requises. Alternativement, pour des raisons d'efficacité et de gain de temps, on pourra recourir à une pluralité d'antennes de mesure disposées selon les positions et/ou les orientations requises. Dans le cas d'une mesure de SER bistatique, on pourra de manière similaire recourir à une pluralité d'antennes d'illumination et/ou d'antennes de mesure.  In the three previous variants, the position and / or the orientation of the measuring antenna can be modified to obtain the required spatial configurations. Alternatively, for reasons of efficiency and time saving, it will be possible to use a plurality of measurement antennas arranged according to the positions and / or orientations required. In the case of a bistatic SER measurement, it will also be possible to use a plurality of illumination antennas and / or measurement antennas.
On acquiert ainsi, pour chaque configuration spatiale, une réponse impulsionnelle de la cible sous la forme d'une séquence de valeurs complexes.  Thus, for each spatial configuration, an impulse response of the target is acquired in the form of a sequence of complex values.
On désignera dans la suite par Sq (ti ) , i = l, ..., N la séquence temporelle de valeurs complexes acquises pour la q lème configuration spatiale, q = \, ..., Q . A l'étape 220, on effectue optionnellement un recalage temporel des Q réponses impulsionnelles obtenues à l'étape 210. Par exemple, si les réponses impulsionnelles ont été acquises pour des distances différentes de la cible, ou bien si la position de la cible et/ou de l'antenne n'est connue qu'avec un intervalle d'incertitude donné, il est possible de compenser les différences de temps de propagation aller-retour antenne-cible par un décalage temporel. Ce recalage vise à aligner les fronts montants des parties utiles des réponses impulsionnelles obtenues à l'étape 210. A cette fin, on pourra déterminer dans chacune des réponses impulsionnelles l'instant le plus précoce pour lequel le gradient du module franchit un seuil prédéterminé. In the following, we will denote by S q (t i ), i = 1, ..., N the time sequence of complex values acquired for the q th spatial configuration, q = \, ..., Q. In step 220, the Q impulse responses obtained in step 210 are optionally time-shifted. For example, if the impulse responses have been acquired for different distances from the target, or if the position of the target and / or the antenna is known only with a given uncertainty interval, it is possible to compensate the differences in antenna-to-target round trip delay by a time shift. This registration aims to align the rising edges of the useful parts of the impulse responses obtained in step 210. For this purpose, it will be possible to determine in each of the impulse responses the earliest instant for which the module gradient crosses a predetermined threshold.
A l'étape 230, on construit une réponse synthétique i = 1,..., N , de la cible à partir des réponses impulsionnelles {S (t; ) ,i = 1,...,N} , q = \,..., Q , ayant éventuellement fait l'objet d'un recalage temporel à l'étape 220. Cette réponse synthétique est obtenue en sélectionnant à chaque instant tt l'échantillon S (tt ) dont le module est le moins élevé. Plus précisément : In step 230, a synthetic response i = 1, ..., N, of the target is constructed from the impulse responses {S (t ; ), i = 1, ..., N}, q = \ , ..., Q, possibly having been time-adjusted at step 220. This synthetic response is obtained by selecting at each instant t t the sample S (t t ) whose module is the least high. More precisely :
s {tt ) = Wtt) fc = arg min (|s? (i,. )|) , i = \,..., N (2) s {tt) = Wt t ) fc = arg min (| s ? (i ,.) |), i = \, ..., N (2)
q=l,-,Q  q = l, -, Q
La réponse synthétique = 1,..., N présente une forte réjection des multi- trajets, même pour un nombre de configurations Q relativement faible. L'efficacité de la réjection est basée sur la constatation que les trajets conduisent quasi-systématiquement à une augmentation du module de la réponse temporelle de la cible. Plus précisément, la superposition d'un signal utile issu d'un premier point contributeur de la cible, s'étant propagé en ligne directe, avec un écho parasite, issu d'un second point contributeur et ayant subi au moins une réflexion, a une probabilité négligeable de réduire le module du signal utile. En effet, pour que la présence de l'écho parasite réduise le module du signal utile, il faudrait à la fois que la longueur du multi-trajet précité soit égale à la longueur du trajet direct (du premier contributeur) et que le signal de l'écho parasite soit en opposition de phase avec celui du signal utile. Or, lorsque la cible est purement passive, sa surface n'introduit pas de modulation spatiale de la phase du signal réfléchi. Il en résulte que la réalisation de cette double condition est hautement improbable. La présence d'un écho parasite se traduit quasiment toujours par une augmentation du module de la réponse impulsionnelle. Dès lors, le fait de choisir l'échantillon de réponse temporelle présentant le plus faible module (ou la plus faible intensité) permet de réduire de manière significative l'influence des multi-trajets. The synthetic response = 1,..., N has a strong multipath rejection, even for a relatively small number of Q configurations. The effectiveness of the rejection is based on the observation that the paths almost always lead to an increase in the module of the target's temporal response. More precisely, the superposition of a useful signal coming from a first contributor point of the target, having propagated in a direct line, with a parasitic echo, coming from a second contributor point and having undergone at least one reflection, has a negligible probability of reducing the modulus of the useful signal. In fact, in order for the presence of the parasitic echo to reduce the modulus of the useful signal, it would be necessary at the same time that the length of the aforementioned multi-path be equal to the length of the direct path (of the first contributor) and that the signal of the parasitic echo is in phase opposition with that of the useful signal. When the target is purely passive, its surface does not introduce spatial modulation of the phase of the reflected signal. As a result, achieving this dual condition is highly unlikely. The presence of a parasitic echo almost always results in an increase in the modulus of the impulse response. Therefore, choosing the time response sample with the lowest (or lowest intensity) module significantly reduces the influence of the multipaths.
L'homme du métier comprendra que la réponse synthétique i = l,..., N de la cible est composée des meilleures portions, au sens du plus fort taux de réjection des multi-trajets, de toutes les réponses impulsionnelles, acquises dans les Q configurations spatiales. Des contributeurs utiles de la cible peuvent par conséquent apparaître alors qu'ils auraient été masqués voire n'auraient pas été identifiés comme appartenant à la cible, si les méthodes de caractérisation de l'état de la technique avaient été seulement appliquées.  Those skilled in the art will understand that the synthetic response i = 1,..., N of the target is composed of the best portions, in the sense of the highest rejection rate of the multipaths, of all the impulse responses, acquired in the Q spatial configurations. Useful contributors of the target may therefore appear even though they would have been masked or even not identified as belonging to the target, if the prior art characterization methods had only been applied.
Il convient de noter que l'expression (2) peut conduire à des discontinuités de phase dans la réponse synthétique (signal complexe). En présence de telles discontinuités, on pourra effectuer en 240 un post-traitement du signal synthétique de manière à rétablir la continuité de la phase, par exemple au moyen d'une correction de phase et/ou d'une interpolation de la phase autour de la discontinuité de phase.  It should be noted that expression (2) can lead to phase discontinuities in the synthetic response (complex signal). In the presence of such discontinuities, it will be possible to perform a post-processing of the synthetic signal in 240 so as to restore the continuity of the phase, for example by means of a phase correction and / or an interpolation of the phase around phase discontinuity.
Optionnellement, la réponse synthétique pourra faire ensuite l'objet d'un fenêtrage temporel en 250 afin d'éliminer les échos parasites lointains (autrement dit ceux ne se superposant pas avec le signal utile), c'est-à-dire arrivant avec plus d'un retard prédéterminé par rapport au début du signal utile.  Optionally, the synthetic response can then be time-winded into 250 to eliminate far-off clutter (ie, those that do not overlap with the wanted signal), that is, arriving with more a predetermined delay with respect to the beginning of the useful signal.
Enfin, à l'étape 260, la surface équivalente radar est déterminée dans la bande d'intérêt en effectuant une transformée de Fourier du signal synthétique obtenu à l'étape 230, éventuellement corrigée en 240 et temporellement fenêtrée en 250.  Finally, in step 260, the radar cross section is determined in the band of interest by performing a Fourier transform of the synthetic signal obtained in step 230, possibly corrected at 240 and temporally windowed at 250.
Pour ce faire, on calcule, pour chaque fréquence / de la FFT, la SER de la cible à la fréquence / au moyen de :  To do this, we calculate, for each frequency / of the FFT, the SER of the target at the frequency / by means of:
a(/) = 101og |i(/)| (3) où s(f) est la valeur prise par la transformée de Fourier du signal synthétique à la fréquence / . La Fig. 3 illustre le traitement de la réponse impulsionnelle d'une cible dans la méthode de caractérisation de la Fig. 2. a (/) = 101og | i (/) | (3) where s (f) is the value taken by the Fourier transform of the synthetic signal at the frequency /. Fig. 3 illustrates the processing of the impulse response of a target in the characterization method of FIG. 2.
Dans la partie supérieure de la figure, on a représenté le module d'une première et d'une seconde réponses impulsionnelles de la cible,
Figure imgf000014_0001
, acquises au moyen de l'antenne de mesure. On a distingué en 310 le signal utile présent dans ces réponses et en 320, 330 les échos parasites respectivement présents dans la première et dans la seconde configuration spatiale. L'écart entre ces échos parasites a été représenté par des doubles flèches. Dans la partie basse de la figure, on a représenté le module du signal synthétique, tel que défini par l'expression (2). On remarque que la contribution des multi-trajets y est réduite par rapport aux réponses temporelles mesurées. La méthode de moyennage des réponses temporelles connue de l'art antérieur aurait conduit au mieux à une courbe intermédiaire entre les courbes 320 et 330 et donc à un taux de réjection inférieur des m ulti-trajets. En outre, en prenant à chaque instant le minimum du module des échos parasites, on arrive à mieux déterminer l'instant tK auquel se termine le signal utile et donc le fenêtrage temporel est plus efficace. Dans le cas présent, la fenêtre temporelle pour éliminer les échos parasites lointains a été représentée en 350. In the upper part of the figure, there is shown the module of a first and a second impulse response of the target,
Figure imgf000014_0001
, acquired by means of the measuring antenna. The useful signal present in these responses has been distinguished at 310 and the parasitic echoes respectively present in the first and in the second spatial configuration in 320, 330. The difference between these echoes was represented by double arrows. In the lower part of the figure, there is shown the module of the synthetic signal, as defined by the expression (2). We note that the contribution of the multipath is reduced compared to the measured temporal responses. The method of averaging the time responses known from the prior art would have led at best to an intermediate curve between the curves 320 and 330 and therefore to a lower rejection rate of the m ulti-paths. Moreover, by taking the minimum of the clutter module at any time, we can better determine the time t K at which the useful signal ends and thus the temporal windowing is more efficient. In this case, the time window for eliminating far-back echoes has been represented at 350.
Bien que l'invention ait été présentée dans le cas de la détermination de la SER monostatique d'une cible, l'homme du métier comprendra sans peine qu'elle s'applique également au cas de la détermination d'une SER bistatique, à ceci près que les configurations spatiales à prendre en considération pour l'acquisition des réponses temporelles sont celles de l'ensemble antenne d'illumination - cible - antenne de mesure en lieu et place de celles du couple antenne de mesure -cible.  Although the invention has been presented in the case of the determination of the monostatic SER of a target, the skilled person will readily understand that it also applies to the case of the determination of a bistatic SER, to this is because the spatial configurations to be taken into consideration for the acquisition of the temporal responses are those of the illumination antenna - target - measurement antenna assembly instead of those of the target antenna - target pair.
Enfin, la présente invention s'applique également à la caractérisation électromagnétique d'une antenne dans une bande de fréquence d'intérêt. Lorsqu'il s'agira de mesurer son diagramme de rayonnement en réception, l'antenne à caractériser sera illuminée par une onde émise par une antenne d'émission, et l'amplitude complexe du signal reçu par l'antenne à caractériser sera acquise pour différentes configurations spatiales du couple antenne d'émission - antenne à caractériser au sein de la chambre anéchoïque. La réponse impulsionnelle relative à une configuration spatiale sera obtenue à partir d'une transformée de Fourier inverse de l'amplitude complexe du signal reçu, dans la configuration spatiale en question, aux différentes fréquences de la bande d'intérêt. Finally, the present invention also applies to the electromagnetic characterization of an antenna in a frequency band of interest. When it comes to measuring its reception radiation pattern, the antenna to be characterized will be illuminated by a wave emitted by a transmitting antenna, and the complex amplitude of the signal received by the antenna to be characterized will be acquired for different spatial configurations of the transmission antenna - antenna couple to be characterized within the anechoic chamber. The impulse response relating to a spatial configuration will be obtained from a Fourier transform inverse of the complex amplitude of the signal received, in the spatial configuration in question, at the different frequencies of the band of interest.
Inversement, lorsqu'il s'agira de mesurer son diagramme de rayonnement en émission, le signal émis par l'antenne à caractériser sera acquis par une antenne de mesure à une pluralité de fréquences dans une bande d'intérêt, ce pour différentes configurations spatiales du couple antenne à caractériser-antenne de mesure au sein de la chambre anéchoïque.  Conversely, when it is a question of measuring its emission radiation pattern, the signal emitted by the antenna to be characterized will be acquired by a measurement antenna at a plurality of frequencies in a band of interest, for different spatial configurations. of the antenna pair to characterize-measuring antenna within the anechoic chamber.

Claims

REVENDICATIONS
1. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible, dans laquelle ladite cible est placée au sein d'une chambre anéchoïque et illuminée par une onde électromagnétique à une pluralité de fréquences au sein d'une bande de fréquence d'intérêt, dans laquelle on mesure un coefficient de rétrodiffusion de la cible auxdites fréquences à partir de l'onde reçue par une antenne de mesure auxdites fréquences, on effectue une transformée de Fourier inverse du coefficient de rétrodiffusion de la cible pour acquérir une réponse impulsionnelle de la cible (210) pendant un intervalle de temps, l'acquisition de la réponse impulsionnelle étant répétée (215) pour une pluralité de configurations spatiales distinctes d'au moins l'ensemble cible - antenne de mesure au sein de la chambre anéchoïque, de manière à acquérir une pluralité ( Q ) de réponses impulsionnelles de la cible correspondant chacune à une configuration spatiale distincte, caractérisée en ce que : A method of electromagnetic characterization of a target, wherein said target is placed within an anechoic chamber and illuminated by an electromagnetic wave at a plurality of frequencies within a frequency band of interest, wherein measuring a backscattering coefficient of the target at said frequencies from the wave received by a measuring antenna at said frequencies, performing an inverse Fourier transform of the backscattering coefficient of the target to acquire an impulse response of the target (210) during a time interval, the acquisition of the impulse response being repeated (215) for a plurality of spatial configurations distinct from at least the target-measurement antenna assembly within the anechoic chamber, so as to acquire a plurality (Q) impulse responses of the target each corresponding to a distinct spatial configuration, characterized in that than :
a) on construit (230) une réponse synthétique de la cible en sélectionnant en chaque instant dudit intervalle la valeur de la réponse impulsionnelle de plus faible module parmi les valeurs desdites réponses impulsionnelles en cet instant, la réponse synthétique étant constituée des valeurs ainsi sélectionnées ;  a) constructing (230) a synthetic response of the target by selecting at each instant of said interval the value of the lower modulus impulse response among the values of said impulse responses at this time, the synthetic response consisting of the values thus selected;
b) on détermine (260) la surface équivalente radar de la cible dans la bande de fréquence d'intérêt, à partir d'une transformée de Fourier (250) de ladite réponse synthétique de la cible.  b) determining (260) the radar intercept surface of the target in the frequency band of interest, from a Fourier transform (250) of said synthetic response of the target.
2. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible selon la revendication 1, caractérisée en ce que le coefficient de rétrodiffusion de la cible à chaque fréquence / est normalisé au moyen d'une étape de calibration par : Electromagnetic characterization method of a target according to claim 1, characterized in that the backscattering coefficient of the target at each frequency / is normalized by means of a calibration step by:
s(f) s0 (f) s (f) s 0 (f)
e(f) -e0 (f) où s(f) et e(f) sont les coefficients de rétrodiffusion mesurés à la fréquence / respectivement pour la cible et pour un étalon de calibration située à la même position dans la chambre anéchoïque dans de mêmes conditions d'incidence, où s0 (f ) et e0 (f ) sont les coefficients de rétrodiffusion mesurés à cette fréquence respectivement en absence de la cible et de l'étalon de calibration dans ces mêmes conditions d'incidence, e (f) étant le coefficient de rétrodiffusion théorique de l'étalon de calibration à la fréquence / et dans lesdites mêmes conditions d'incidence. e (f) -e 0 (f) where s (f) and e (f) are the backscattering coefficients measured at the frequency / respectively for the target and for a calibration standard located at the same position in the anechoic chamber under the same incidence conditions, where s 0 (f) and e 0 (f) are the backscattering coefficients measured at this frequency respectively in the absence of the target and of the calibration standard under these same incidence conditions, e (f) being the theoretical backscattering coefficient of the calibration standard at the frequency / and in the same incidence conditions.
3. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que, préalablement à l'étape (a), les réponses impulsionnelles de la cible sont recalées temporellement pour compenser des retards de l'onde reçue par l'antenne de mesure dans les différentes configurations spatiales. 3. A method for electromagnetic characterization of a target according to claim 1 or 2, characterized in that, prior to step (a), the impulse responses of the target are time-shifted to compensate for delays of the wave received by the measuring antenna in the different spatial configurations.
4. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, préalablement à l'étape (b), on corrige les discontinuités de phase de la réponse synthétique de la cible par des opérations d'interpolation autour desdites discontinuités de phase. 4. Method of electromagnetic characterization of a target according to one of the preceding claims, characterized in that, prior to step (b), the phase discontinuities of the synthetic response of the target are corrected by operations of FIG. interpolation around said phase discontinuities.
5. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, préalablement à l'étape (b), on effectue un fenêtrage temporel de la réponse synthétique de la cible. 5. A method of electromagnetic characterization of a target according to one of claims 1 to 4, characterized in that, prior to step (b), a temporal windowing of the synthetic response of the target is performed.
6. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'onde électromagnétique d'illumination de la cible est émise par l'antenne de mesure, la surface équivalente radar de la cible déterminée à l'étape (b) étant sa SER monostatique. 6. method for electromagnetic characterization of a target according to one of the preceding claims, characterized in that the electromagnetic wave of illumination of the target is emitted by the measuring antenna, the radar equivalent surface of the target determined at step (b) being its monostatic SER.
7. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'onde électromagnétique d'illumination de la cible est émise par une antenne distincte de l'antenne de mesure, la surface équivalente radar de la cible déterminée à l'étape (b) étant sa SER bistatique. 7. A method of electromagnetic characterization of a target according to one of claims 1 to 5, characterized in that the electromagnetic wave of illumination of the target is emitted by an antenna separate from the measuring antenna, the target radar surface area determined in step (b) being its bistatic SER.
8. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une antenne, dans laquelle l'antenne à caractériser est placée au sein d'une chambre anéchoïque et illuminée par une onde électromagnétique, à une pluralité de fréquences au sein d'une bande de fréquence d'intérêt, dans laquelle on mesure auxdites fréquences l'amplitude complexe du signal reçu , on effectue une transformée de Fourier inverse de l'amplitude complexe pour acquérir une réponse impulsionnelle de l'antenne à caractériser pendant un intervalle de temps, l'acquisition de la réponse impulsionnelle étant répétée pour une pluralité de configurations spatiales distinctes d'au moins l'ensemble antenne d'émission - antenne à caractériser au sein de la chambre anéchoïque, de manière à acquérir une pluralité ( Q ) de réponses impulsionnelles de l'antenne à caractériser correspondant chacune à une configuration spatiale distincte, caractérisée en ce que : 8. Method of electromagnetic characterization of an antenna, in which the antenna to be characterized is placed within an anechoic chamber and illuminated by an electromagnetic wave, at a plurality of frequencies within a frequency band of interest in which the complex amplitude of the received signal is measured at said frequencies, an inverse Fourier transform of the complex amplitude is performed to acquire an impulse response of the antenna to be characterized during a time interval, the acquisition of the response impulse signal being repeated for a plurality of distinct spatial configurations of at least the transmitting antenna-antenna assembly to be characterized within the anechoic chamber, so as to acquire a plurality (Q) of impulse responses of the antenna to be characterized each corresponding to a distinct spatial configuration, characterized in that:
a) on construit une réponse synthétique de l'antenne à caractériser en sélectionnant en chaque instant dudit intervalle la valeur de la réponse impulsionnelle de plus faible module parmi ladite pluralité de réponses temporelles en cet instant, la réponse synthétique étant constituée des valeurs ainsi sélectionnées ;  a) constructing a synthetic response of the antenna to be characterized by selecting at each instant of said interval the value of the lower modulus impulse response from said plurality of temporal responses at this time, the synthetic response consisting of the values thus selected;
b) on détermine le diagramme de rayonnement en réception de l'antenne à caractériser dans la bande de fréquence d'intérêt, à partir d'une transformée de Fourier de ladite réponse synthétique de l'antenne.  b) determining the radiation pattern in reception of the antenna to be characterized in the frequency band of interest, from a Fourier transform of said synthetic response of the antenna.
9. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une antenne dans laquelle l'antenne à caractériser est placée au sein d'une chambre anéchoïque et émet une onde électromagnétique à une pluralité de fréquences au sein d'une bande de fréquence d'intérêt, dans laquelle on mesure auxdites fréquences l'amplitude complexe du signal reçu par une antenne de mesure, on effectue une transformée de Fourier inverse de l'amplitude complexe pour acquérir une réponse impulsionnelle de l'antenne à caractériser pendant un intervalle de temps, l'acquisition de la réponse impulsionnelle étant répétée pour une pluralité de configurations spatiales distinctes d'au moins l'ensemble antenne à caractériser - antenne de mesure au sein de la chambre anéchoïque, de manière à acquérir une pluralité ( Q ) de réponses impulsionnelles de l'antenne à caractériser correspondant chacune à une configuration spatiale distincte caractérisée en ce que : An electromagnetic characterization method of an antenna in which the antenna to be characterized is placed within an anechoic chamber and emits an electromagnetic wave at a plurality of frequencies within a frequency band of interest, wherein the complex amplitude of the signal received by a measuring antenna is measured at said frequencies, an inverse Fourier transform of the complex amplitude is performed to acquire an impulse response of the antenna to be characterized during a time interval, the acquisition of impulse response being repeated for a plurality of distinct spatial configurations of at least the antenna assembly to be characterized - measuring antenna within the anechoic chamber, so as to acquire a plurality (Q) of impulse responses of the antenna to be characterized corresponding each to a distinct spatial configuration characterized in that:
a) on construit une réponse synthétique de l'antenne à caractériser en sélectionnant en chaque instant dudit intervalle la valeur de la réponse impulsionnelle de plus faible module parmi ladite pluralité de réponses impulsionnelles en cet instant, la réponse synthétique étant constituée des valeurs ainsi sélectionnées ;  a) constructing a synthetic response of the antenna to be characterized by selecting at each instant of said interval the value of the lower modulus impulse response of said plurality of impulse responses at this time, the synthetic response consisting of the values thus selected;
b) on détermine un diagramme de rayonnement en émission de l'antenne à caractériser dans la bande de fréquence d'intérêt, à partir d'une transformée de Fourier de ladite réponse synthétique de l'antenne.  b) determining an emission radiation pattern of the antenna to be characterized in the frequency band of interest, from a Fourier transform of said synthetic response of the antenna.
10. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une antenne selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que, préalablement à l'étape (a), les réponses impulsionnelles sont recalées temporellement pour compenser des retards de l'onde reçue dans les différentes configurations spatiales. 10. A method of electromagnetic characterization of an antenna according to claim 8 or 9, characterized in that, prior to step (a), the impulse responses are time-adjusted to compensate for delays of the wave received in the different configurations. space.
11. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une antenne selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que, préalablement à l'étape (b), on corrige les discontinuités de phase de la réponse synthétique de l'antenne à caractériser par des opérations d'interpolation de phase autour desdites discontinuités de phase. 11. An electromagnetic characterization method of an antenna according to one of claims 8 to 10, characterized in that, prior to step (b), the phase discontinuities of the synthetic response of the antenna to be characterized are corrected. by phase interpolation operations around said phase discontinuities.
12. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une antenne selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisée en ce que, préalablement à l'étape (b), on effectue un fenêtrage temporel de la réponse synthétique de l'antenne à caractériser. 12. A method of electromagnetic characterization of an antenna according to one of claims 8 to 11, characterized in that, prior to step (b), is carried out a time windowing of the synthetic response of the antenna to be characterized.
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LARSSON C ET AL: "Measuring the extinction cross section", 3RD EUROPEAN CONFERENCE ON ANTENNAS AND PROPAGATION. EUCAP 2009 , 23-27 MARCH 2009 - BERLIN, GERMANY, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 23 March 2009 (2009-03-23), pages 3633 - 3636, XP031470552, ISBN: 978-1-4244-4753-4 *

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