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APPLICATION AUX RADARS DE TECHNIQUES par Jean MEVEL Professeur ** SP#,CIFIQUES DU SONAR* R~SUMt~. - - L'auteur s'est donn~ pour but de montrer comment des techniques initialement d~velopp6es pour le sonar peavent contribuer d r~soudre des probl~mes du radar. II traite pour cela de l'utilisation des votes prd- [orm6es duns la ddlection lointaine et rapide des satellites et engins balistiques et duns la surveillance de I'espace adrien proche et de l'exploitation du thdor~me du fiItre adapt~ d N entr~es pour l'dlimination de brouilleurs poncluels. PLAN. - - I : Utilisaffon des votes pr~orm~es 1. Introduction ; 2. Probabilit~ g~omdtrique d'inlerception el probabilit6 de ddtection; 3. Principe d'un radar d probabilitd g6om~lrique totale d'interception; 4. Pro]el d'uu radar pour d~tection tointaine des satellites; 5. Radar pour surveillance de I'espace a~rien proche. II : Possibilit~s ~ventuelles d'~limination de brouilleurs 1. Introduction; 2. Rappel du th~ordme du filtre adapt~ d N entrdes ; 3. Conception d'un appareiltage d'dlimination des brouilIcurs; 4. Conclusion : possibilit~s pratiques d'un 6liminateur de brouilleur. Bibliographie (7 r~f.). I. UTILISATION DES VOIES PRI~FORMI~ES 1. Introduction. Le radar et le sonar actif utilisent tous deux le principe d'~cho, mats l'~norme difference des c~l~rit6s du son et dcs ondes 61ectromagn~tiques fait que les techniques utilis~es sont essentiellement distinctes. Bieu que les milieux de propagation soient infiniment plus complexes dans le cas du sonar, la difference essentielle entre les deux probl~mes semble 6tre la cadence d'arriv~e de l'information ou tout au moths calla d'interrogation qui, trSs tente duns le cas du sonar, est surabondautc pour le radar classique. Or deux probl~mes au moins se heurtent darts la d~tection radar h la trop faible cadence d'informa- tion : la d~tection lointaine des satellites et engins balistiques et la surveillance de l'espace a~rien proche, lorsqu'uue extreme discretion est de rigueur. La d~teclion lointaine et rapide des satellites et engins balistiques pose l'un des problemes techniques les plus difliciles qui soient [1, chapitrc 32], ~tant donn~ la valeur ~lev6e des vitesses pouvant atteindre 10 kin/s, la faible section efficace radar et la n~cessit5 impS- rative de faire la distinction entre engin et leurres. Les solutions actuelles : dispositif interf~romdtrique h ondes continues, radar h pointage m~canique, radar balayage ~lectronique, ne r~solvent pus complS- tement le probl~me parce que la probabilit~ g~o- m~trique d'interceptiou de l'objectif par le faisceau radar que nous allons dSfinir est trop faible. I1 faut doric r~soudre un difficile prohl~me de jeu pour obtenir une probabilit~ convenable d'interception au cours d'une surveillance prolong~e. Bien qua les distances soient tr6s diff~rcntes, la surveillance de l'espace adrien prochc dans des condi- tions de discretion extr6me pr~sente h peu pros les m~mes difficult6s que le probl~me pr~c6dent. Pour fixer les idles, on peut consid~rer l'exemple du sous- marin d~sireux avant d%merger de s'assurer de l'absence d'avions proches (c'est-h-dire dans un rayon de 100 h 200 km). La premiere information est demand~e h l'6coute passive des ~missions radar, mais elle est insuffisaute, l'avion pouvant lui-m~me observer le silence radar et compter sur des dispositifs passifs (boule sonore, magn~tom~tre ou r~cepteur radio- m6trique) pour d~tecter le sous-marin. Nous d~sirons montrer ici, sans toutefois nous int6- resser ~ l'aspect reconnaissance des formes, comment une technique classique du sonar de veille, celle des faisceaux pr~form~s, permet d'envisager la solution des deux probl~mes. 2. Probabilitb g~om~trique d'interception et probabilit~ de d~tection. I1 importe de bien distinguer ces deux notions qui sont essentiellement diff~rentes. Soit un a~rien radar situ~ au point O (Fig. 1) et visant darts la direc- 0 ~ - ' 0 ' Fro. 1 . - Angle solide d'un faisceau d'antenne radar. tion 00'. Dans le cas du radar de recherche, le gain suivant l'axe 00' est toujours maximal, soil Gm Si * Cet article a fait l'objet d'une conf6rence au troisi6me colloque du traitement du signal, Nice 1971. ** A l'Universit6 de Rennes I, Laboratoire de Radio61ectricit~, Rennes-Beaulieu. 141 -- 5

Application aux radars de techniques spécifiques du sonar

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APPLICATION AUX RADARS DE TECHNIQUES

par

Jean MEVEL

Professeur **

S P # , C I F I Q U E S D U S O N A R *

R~SUMt~. - - L'auteur s'est donn~ pour but de montrer comment des techniques initialement d~velopp6es pour le sonar peavent contribuer d r~soudre des probl~mes du radar. II traite pour cela de l'utilisation des votes prd- [orm6es duns la ddlection lointaine et rapide des satellites et engins balistiques et duns la surveillance de I'espace adrien proche et de l'exploitation du thdor~me du fiItre adapt~ d N entr~es pour l'dlimination de brouilleurs

poncluels.

PLAN. - - �9 I : Ut i l i sa f fon d e s vo t e s p r ~ o r m ~ e s 1. Introduction ; 2. Probabilit~ g~omdtrique d'inlerception el probabilit6 de ddtection; 3. Principe d'un radar d probabilitd g6om~lrique totale d'interception; 4. Pro]el d'uu radar pour d~tection tointaine des satellites; 5. Radar pour surveillance de I'espace a~rien proche. �9 II : Possibil i t~s ~ventuelles d'~limination de b r o u i l l e u r s 1. Introduction; 2. Rappel du th~ordme du filtre adapt~ d N entrdes ; 3. Conception d'un appareiltage d'dlimination des brouilIcurs; 4. Conclusion :

possibilit~s pratiques d'un 6liminateur de brouilleur. Bibliographie (7 r~f.).

I. U T I L I S A T I O N DES VOIES PRI~FORMI~ES

1. Introduct ion .

Le radar et le sonar actif u t i l i sent tous deux le principe d'~cho, mats l '~norme difference des c~l~rit6s

du son et dcs ondes 61ectromagn~tiques fait que les

techniques utilis~es sont essentiel lement distinctes. Bieu que les mil ieux de propagat ion soient inf in iment plus complexes dans le cas du sonar, la difference

essentielle entre les deux probl~mes semble 6tre la cadence d'arriv~e de l ' in format ion ou tou t au moths calla d ' in te r rogat ion qui, trSs tente duns le cas du sonar, est surabondautc pour le radar classique.

Or deux probl~mes au moins se heur ten t darts la d~tection radar h la trop faible cadence d ' informa- t ion : la d~tection lointaine des satellites et engins balist iques et la surveillance de l 'espace a~rien proche, lorsqu 'uue extreme discretion est de rigueur.

La d~teclion lointaine et rapide des satellites et engins balistiques pose l ' un des problemes techniques les plus difliciles qui soient [1, chapitrc 32], ~tant donn~ la valeur ~lev6e des vitesses pouvan t a t te indre 10 kin/s, la faible section efficace radar et la n~cessit5 impS- rat ive de faire la dis t inct ion entre engin et leurres. Les solutions actuelles : dispositif interf~romdtrique h ondes continues, radar h pointage m~canique, radar

balayage ~lectronique, ne r~solvent pus complS- t emen t le probl~me parce que la probabil i t~ g~o- m~trique d ' in tercept iou de l 'object if par le faisceau

radar que nous allons dSfinir est trop faible. I1 faut

doric r~soudre un difficile prohl~me de jeu pour obteni r

une probabil i t~ convenable d ' in te rcept ion au cours

d 'une surveillance prolong~e.

Bien qua les distances soient tr6s diff~rcntes, la surveillance de l'espace adrien prochc dans des condi- tions de discretion extr6me pr~sente h peu pros les m~mes difficult6s que le probl~me pr~c6dent. Pour

fixer les idles, on peut consid~rer l 'exemple du sous- mar in d~sireux a va n t d%merger de s 'assurer de

l 'absence d 'avions proches (c'est-h-dire dans un r ayon

de 100 h 200 km). La premiere informat ion est demand~e h l '6coute passive des ~missions radar, mais

elle est insuffisaute, l ' av ion pouvan t lui-m~me observer le silence radar et compter sur des dispositifs passifs

(boule sonore, magn~tom~tre ou r~cepteur radio- m6trique) pour d~tecter le sous-marin.

Nous d~sirons mont re r ici, sans toutefois nous int6- resser ~ l 'aspect reconnaissance des formes, comment une technique classique du sonar de veille, celle des faisceaux pr~form~s, permet d 'envisager la solution

des deux probl~mes.

2. Probabilitb g~om~trique d' intercept ion et probabilit~ de d~tect ion.

I1 importe de bien dist inguer ces deux notions qui sont essentiel lement diff~rentes. Soit un a~rien radar situ~ au point O (Fig. 1) et v isant darts la direc-

0 ~ - ' 0 '

Fro. 1 . - Angle solide d'un faisceau d'antenne radar.

t ion 0 0 ' . Dans le cas du radar de recherche, le gain

su ivan t l 'axe 0 0 ' est toujours maximal , soil Gm �9 Si

* Cet article a fait l'objet d'une conf6rence au troisi6me colloque du traitement du signal, Nice 1971. ** A l'Universit6 de Rennes I, Laboratoire de Radio61ectricit~, Rennes-Beaulieu.

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2/6 j . M E V E L [ANNALES DES T~I.~(2OMMUNICATIONS

l 'on s '6car te de l ' axe , le gain diminue et si A est un fac teur mul t ip l i ca t i f cons t an t a rb i t r a i r e inf6rieur h 1, le lieu des direct ions co r re spondan t au gain G = A Gm est un c6ne de sommet O en tou ran t OO' . Soit (o l ' angle solide de ce c6ne. Pour une ~mission un ique et une cible ponctuel le , la probabilit~ g~om~trique d'interception est le r a p p o r t de l ' angle solide co du c6ne, h l ' angle solide ~ dans lequel on sai t a priori que peu t se t rouve r la cible. Dans le cas d ' un r a d a r au sol surve i l l an t t ou t l ' espace pa r exemple, on a

= 27: e t la p robabi l i t6 g6om6trique d ' i n t e rcep t ion sera co[2 T:.

Pour qu 'une cible puisse $tre ddtect~e au cours d'un balayage, il f au t 4v idemment que le faisceau de rayons 6mis pa r le r a d a r la rencontre . I1 faut de plus que la puissance qu 'e l le r e tourne au r a d a r soit suff isante ; ceci pc rme t de ddfinir selon les m6thodes classiques [1, chap. 2] la p robab i l i t6 de ddtec t ion une fois que l 'on a choisi le cri t6re de d6cision ent re prdsence et absence de signal.

Les deux not ions sont done essent ie l lement diff6- rentes et compl6menta i res . I1 est possible de concevoir des disposi t i fs od la probabi l i t6 g6om6trique d ' iu te r - cept ion es t 6gale h I pour un seul ba layage , mais en aucun cas la p robab i l i t~ de d6tect ion ne peu t s~ changer en cer t i tude . D 'a i l lenrs pour un ba layage unique, les deux processus 6 tan t ind6pendants , la probabi l i t6 to ta le de ddtec t ion cst le p rodu i t des deux]

a b

t o u t po in t de cet espace. Pour fixer les id6es, nous supposerons qu 'un r a d a r situ6 au sol a pour miss ion de survei l ler t ou t l ' espace a6rien au-dessus du p lan hor izonta l .

Parce qu ' i l s ' ag i t d ' expose r le pr incipe d 'une m6thode et non de r6aliser un appare i l lage op t imal , nous supposerons que cet te survei l lance est effectu6e

l ' a ide d ' un pe t i t nombre d ' appa re i l s sp6cialis6s chacun dans un domaine l imit4 d'616vation (Fig. 2 a). Une telle sdpara t ion pour ra i t pa r exemple ut i l iser t rois cat6gories d 'angles d 'd ldvat ion , co r re spondan t aux d iagrammes de 3 adriens diff6rents.

Si nous nous int6ressons h la zone (1), on peu t concevoir un a6rien, const i tu6 d 'un r ideau cyl indr ique de dip61es (Fig. 2 b) d ' axe ver t ica l , s t ruc ture tou t h fa i t analogue/~ celle d 'une base acoust ique pour sonar panoramique [3]. En fai t , chaque rang6e comprendra i t un asscz grand nombre de dip61es 616mentaires avec une exc i ta t ion convenable p e r m e t t a n t de faconner le lobe de r a y o n n e m e n t dans le p lan ver t ica l (Fig. 2 c).

Pour ob ten i r nne d iscr imina t ion angula i re et main- ten i r l ' i l lumina t ion g6om6trique to ta le , il f au t ut i l iser u a pr inc ipe de pr6format ion des voies qui consiste :

- - h l '6mission, h exci ter les dip61es en phase , - - h la r6cept ion, h combiner les rang6es de dip61es

avec des coefficients de pond6ra t ion convenables pour ob ten i r des fa isceaux angulai res de forme op t imale en gisement (Fig. 2 d).

d FIG. 2. - - Principe d'un radar ~ faisceau pr6form6.

a) rdalisation de ]a couverture totale; b) aSrien ; c) diagramme de rayonnement dans le plan vertical; d) diagramme de rayonnement dans le plan horizontal.

probabi l i t6s d6finies ci-dessus. Au cours d ' u n e obse rva t ion prolong6e, la p roba-

bil i t6 g6om6tr ique d ' i a t e r c e p t i o n croi t su ivan t une loi en g6n6ral for t complexe, qui d6pend de la forme du faisceau, de son m o u v e m e n t (il peu t ~tre fixc comme dans les interf6rom6tres) et de la loi p robab le du m o u v e m e n t de l ' ob jec t i f . Mais le t emps d 'obser- r a t i o n croi t e t la p robab i l i t6 de d6tcct ion var ie avcc le t emps parce qu 'en g6n6ral la d is tance R de l 'ob jec t i f au r ada r se modif ie ainsi que le r a p p o r t s igna l /bru i t qui en d6pend en R -4.

3. Principe d 'un radar k probabilit6 g4om4- trique totale d' intercept ion.

La ce r t i tude gdom6tr ique d ' i n t e rcep t ion nous impose d ' i l luminer h chaque impuls ion tou t r e space h sur- veil ler et de recevoir ensui te l '6nergie p r o v e n a n t de

La figure 3 repr6sente un sch6ma possible de r6ali- sat ion.

La base cyl indr ique d ' axe ver t ica l compor te n ran- g6es de p dip61es. Chaque rang6e est t ra i t6e comme un ensemble, le nombre et la loi d ' e xc i t a t i ou des dip61es 6 tant d6termin6es pour ob ten i r le d i ag ramme ver t ica l de r a y o n n e m e n t souhait6. A l '6mission, un 6met teur unique (ou un pi lo te unique a t t a q u a n t un 6rage de puissance par t i cu l ie r h chaque groupe de dip61es) a t t aque en phase t o u s l e s dip61es pa r l ' in te r - m6diaire d ' un c o m m u t a t e u r TR.

A la r6ception, apr6s t r anspos i t ion de fr6quence, les s ignaux de chaque rang6e de dip61es a t t a q u e n t un pr6ampl i f ica teur don t la sort ie a l imente un dispo- sitif de division de puissance avec pond6ra t ion . La voie de rang i fourni t ainsi l sorties, la puissance dans la sort ie de rang ] 6 tau t 6gale h la puissance d 'en t r6e mult ipl i6e pa r un coefficient cons tan t a l j .

Les s ignaux de rang ] t r a v e r s e n t un filtre, l igne fi

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t. 27, n os 3-4, 1972]

Lignes de Commu- dipales tateurs

TR

T E C H N I Q U E S SONAR APPLIQU]~ES AU RADAR

Pr6am- Diviseurs et hmplifi- Sommes Traite- M~oi- M61angeurs plifica- pond6rateurs Filtres cateurs lin~aires merit du " signal res

teurs r - - - 3 t.. ~ r ~ r.. ~ Vole J - 1

Extraction

3/6

Voie J

Voie J + 1

Visualisation

<2)

H Vers oscillateur Ioca I

Vers fimetteut

B

!

FIG. 3. - - T r a i t e m e n t d u s i g n a l d a n s u n r a d a r h f a i s e e a u p r 6 f o r m 6 .

re tard en g6n6ral, se r6duisant ~ un d6phaseur si l 'on travail le en bande 6troite, dont le r61e est de com- penser le retard dfl fi la g~orn6trie de la base pour la

r6ception d 'ondes planes p rovenan t de la direction de la ]e voie pr6form6e.

Ensui te t o u s l e s s ignaux pond6r6s de rang ] sont regroup6s par sommation, formant ainsi la voie ].

En prat ique, on n 'u t i l i sera i t p robab lement q u ' u n

nombre limite de rang6es de dip61es pour former les voies, mais il est toujours possible de consid6rer que la sommat ion s '6tend h toutes les valeurs de i ( i < 1 < n ) en p renan t 6gaux ~ z6ro un certain nombre des a~j.

La sortie de la voie pr6form6e est ensuite raise en

m6moire et trait6e dans un extracteur , qui pr6sente sur un meuble de visual isat ion la position des 6chos. De tr6s nombreuses var iantes sont possibles, par cxemple l ' in terpola t ion monopuls6e entre voies, ou encore l '6mission directive pe rme t t an t de surveiller avec plus de cert i tude nn secteur pr6f6rentiel.

4. P r o j e t d ' u n r a d a r p o u r d 6 t e c t i o n l o i n t a i n e d e s s a t e l l i t e s .

Afin de pr6ciser les condit ions d 'u t i l i sa t ion prat ique

de la m6thode propos6e, nous avons calcul6 darts deux cas particuliers la distance h laquelle une cible de 1 m 2

produira i t un rappor t s ignal /brui t 6gal h l 'uni t6.

P r e m i e r e version.

Les caract~ristiques recherch6es sont : couverture basse, angles d'616vation de 0 h 10 ~ Cette donn6e

fixe le gain de l 'a6rien d'~mission par rappor t au rad ia teur isotrope, soit 11,5.

L 'a6rien de r6ception est d6termin6 par la precision angulaire cherch6e. Nous prendrons 96 faisceaux pr6- form6s avec recoupement h 3 dB des faisceaux adja- cents, soit un gain de 552.

Pour obtenir une bonne surface efficace de r6cep- t ion, nous prenons comme longueur d 'onde ;~ = 0,7 cm (432 MHz). La bande passante du r6cepteur est fix6e

100 kHz, ce qui correspond h u n pouvoir de r6so- tut ion de 10 ~s (1,5 km).

La dur6e d ' impuls ion est de 3 000 ~s (zone morte de 450 kin) et le r6cepteur utilise un facteur de compres-

sion de 300, ce qui correspond h 1 200 m W de puis-

sance cr6te. Le facteur de bru i t est de 10 dB. Pt Ge Gr~,2(~

Dans ces conditions, la relat ion R 4 -- 1,07 B N F o

off les grandeurs sont 6valu6es :

--- P t , puissance de crete en w a t t s ;

- - G e , gain de l 'a6rien ~ l '6mission ;

- - Gr, gain de l 'a6rien /~ la r6ception ;

- - ;% longueur d 'onde en centim~tres ;

- - ~, section efficace du radar en m~tres carr6s;

- - B, largeur de bande en h e r t z ;

- - N F o , facteur de bru i t

donne R en miles naut iques soit :

R : 830 k i l o m ~ t r e s

Deuxi~me version.

Elle diff~re de la premiere par la r6duct ion de la zone de surveil lance en 616vation ~ 50, la longueur

d 'onde de 2 m~tres et le facteur de b ru i t ramen6

- - 1 4 3 - -

4/6 J. MEVEL [ANNALES DES TI~LI~COMMUNICATIONS

7 dB. La port~e est alors :

R = 2 350 kilom~tres

Remarques.

- - C e s r~sultats correspondent h un balayage

unique. Avec une rdcurrence de 20 Hz et une inte- gration, on am~liorerait sensiblement les r~sultats.

- - L a puissance moyenne d'~mission correspon- dante, 2,4 roW, est considerable, mais ne se heurte pas h des difficult~s technologiques graves. Cet ordre

de grandeur est voisin de celui utilis~ dans les sta-

tions courantes de surveil lance antimissiles. - - L a r~alisation de l 'ensemble de rdception est

complexe, mais comporte un grand nombre d'~l~ments identiques just iciables des techniques de micro- circuits ou de circuits hybrides, ce qui simplifie le probl~me.

- - Les techniques de voies pr~form~es sont ut i- lis~es couramment en radar, mais sous une forme tr~s simplifiSe, entre autres :

a) dans les radars d 'a l t im~tr ie ~ faisceaux dtag~s,

par exemple : le radar Palmier (*) ; b) dans les dispositifs d '~coute de contremesures

pour goniom~trie instantan~e. Darts tous les dispositifs d~crits darts la l i t t~rature,

la formation de voies s'effectue par ut i l isat ion de

plusieurs points sources dans le plan focal d ' un miroir, ou par emploi dc plusieurs cornets ou radiateurs directifs fouc t ionnan t individuel lement .

Les radars h rSseaux d~crits jusqu 'h present ont pour bu t de former un ou plusieurs faisceaux destines

h suivre des objectifs, mais ne semblent pas util iser le principe des voles pr~form~es.

- - L'effet Doppler a t t e in t au plus 13 kHz pour un engin de vitesse radiale 10 kin/s, c 'est pourquoi nous

pouvons le n~gliger dans ce projet.

5. Radar pour survei l lance de l 'espace a~rien proche.

Les principes que nous venons d'exposer res tent valables ; les longueurs d 'onde utilis~es seraient voi- sines de 5 ou 3 centim~tres, afin de r~duire au maxi- mum l ' encombrement des a~riens. Le m~me probl~me se pose : n~cessit~ de compenser l '~largissement du diagramme d'6mission par une augmenta t ion consi-

ddrable de la puissance par rappor t au radar clas- sique. I1 ne semble pas que ceci pr~sente de diffi-

cul t ,s t echn iques insurmontables .

II. POSSIBILITIES ]~VENTUELLES D'I~LIMINATION DE B R O U I L L E U R S

t emeut individuel du signal est la possibilitd d'~li- miner dans certains cas les brouilleurs ponctuels [4, 5, 6]. Ce syst~me a ~t~ exp~riment~ dans le cas du sonar [7] ; nous ~tudions br i~vement darts ce qui suit les possibilit~s d 'appl ica t ion au radar.

2. Rappel du th6orSme du filtre adapt6 h N entr6es [8].

Soit un syst~me de N capteurs (Fig. 4) dont chacun

re~oit :

- - un signal S(t) certain et r~el de spectre S(v), - - des s ignaux parasites se t r adu i san t au niveau

des capteurs par N bruits al~atoires s ta t ionnaires et

FIG. 4. - - Sch6ma du liltre adapt6 h n entr6es.

s t a t ionna i rement corral,s, repr~sent~s par la matr ice colonne B(t) ayan t pour matr ice de densit~s spectrales d ' intercorr~lat ion yB(V). Le syst~me opt imal pour la d6tection du signal dans le brui t , lorsque le t r a i t emen t s'effectue par filtrage individuel h la sortie de chaque

capteur et addi t ion des signaux, est d~fini par la

relat ion : h(v) = k e-J2~vto S~(V)'~" BI(v) ,

darts laquelle :

k est un coefficient constant ,

s(v) est la matr ice colonne des N s ignaux sur les

entr~es,

st(v) la transpos~e conjugu~e de s(v),

h(v) est la matr ice ligne des N filtres.

Cette expression est valable si la matrice est

r~guli~re.

Cas particulier : la matr ice est irr~guli~re. Dans le cas off les brui ts sont issus de p brouil leurs

ponctuels (p ~ N), la matr ice yB(V) n 'es t pas r6gu- liSre sur le domaine des fr6quences trait~es et on ne peut appl iquer le th6orbme du filtre adaptS. Par contre on mon t r e [4, 5, 6] qu ' i l est possible de d~ter-

miner un filtrage ~liminateur du bru i t dans ce domaine d~fini par une matrice ligne de filtrage g(~), tel que :

g(,) Vs(~) = 0 .

1. Introduct ion .

L'une des caract~ristiques les plus int~ressantes des syst~mes d'a~riens compor tan t N capteurs avec trai-

(*) Thomson-csF.

3. Concept ion d'un apparei l lage d ' 6 1 i m i n a - t i o n des brouil leurs.

A . - Dans le cas g6n6ral (bruits s ta t ionnaires , mais d 'origine quelconque), il est possible, en u t i l i san t

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t. 27, n ~ 3-4, 1972] T E C I t N I Q U E S S O N A R APPLIQUI~ES AU R A D A R 5 / 6

le th~or~me du filtre adapt6, de d~terminer la struc- ture de h(v) opt imal isant le rappor t s ignal/bruit .

B. On suppose m a i n t e n a n t que les brouilleurs

ponctuels sont tels qu'ils cr~ent au niveau des adriens

des tensions al6atoires trSs sup~rieures au niveau des

signaux, ce qui est le cas dans l 'u t i l i sa t ion normale

des brouil leurs de barrage. On peut alors admett re

que le b ru i t propre des r~cepteurs et le brui t a mb i a n t

de na ture omnidirect ionnelle sont n6gligeables et

r~duire le probl~me /~ la seule 61imination des brouil-

leurs (en nombre p < N), ce qui ~limine en part iculier

toute r~f~renee au signal.

L 'op~rat ion comporte :

l '~eoute passive des bruits pour d6terminer les B~(t),

- - l '~valuat ion des intercorr~lations :

~B(T)IIj [ = E [Bt(I) Bj(t -- "0],

- - l a t ransformat ion de Fourier qui donne les

densit6s spectrales d ' intercorr6Iat ion : y~(v)l~. I ,

- - la r6solution de l '6quat ion g(v) ~B (v) = 0,

- - enfin la formation des filtres gi(v).

Cette op6ration dolt s'effectuer pendan t les ins tants

off l 'on salt qu ' aucun signal n 'es t pr6sent, sous peine

de conduire h l '6 l iminat ion simultan6e des bruits et

des s ignaux qui sont trait6s sur le m~me pied. Elle

est simplifi6e si, comme il est de rbgle en radar, les

s ignaux sont ~ bande 6troite, puisque les g(v) devien-

nen t alors des g(vo), soit un d6phasage et une att6-

nuat ion .

Remarquons que le radar ~ fr6quence al~atoire

n '6ehappe pas h la c lass i fcat ion bande 6troite, seule-

m e n t ta fr~quenee t ransmise ~o varie d 'une impulsion

l 'autre .

Toute la difficult~ provient de la n~cessit6 de

r6soudre le probl6me en un temps court. Si O est

l ' i n s t an t d'~mission, T o la fin de r6ception des signaux,

il faut que la mesure, le ealcul et le r~glage des filtres

s 'effeetuent dans l ' in terval le de temps, I To, Tll avec T~ < T p~riode de r6currenee, T~ in s t an t quelconque

eompris entre T oe t T. Ceei semble rendre le proedd~

t eehn iquement tr~s diffieile, s inon irr~alisable. La

figure 5 donne le proeessus seh6matique de l '~labora- t ion des filtres.

C. - - Si l 'on admet par hypotkgse que tes brouil- leurs n ' ex i s ten t qu 'en peti t nombre, qu'i ls sont situ~s

l ' inf ini et suffisamment s~par~s en direction et que

le n iveau de brui t qu'i ls produisent est tr~s sup~rieur

au niveau des signaux, il parai t possible de les ~eouter en permanence ~ l 'aide d ' u n goniom~tre ins tan tan5 (Fig. 6), muni d ' u n seuil tel qu' i l ne re~oive pas les

s ignaux utiles. On peut alors d~duire en permanence

les valeurs des brui ts produits par chaeun de ees brouil leurs sur les entr6es i, ] et te rminer le ealeul.

[~j (t)

I Multiplication

YB ('r)(i i) ~ TransformatiOnde Fourier

Filtre programmable

Filtre programmable

Resolution de I'~quation matricielle

I YR(v) /i J),t Filtrage

] fr6quentiel Programme d'~mission '~ vo

FIG. 5. --Appareillage autoadaptatif d'61imination des brouilleurs.

l xtr cteur BK 1 OK I r oeS

bruits sur les capteurs

FIG. 6. - - D~termination simplifi6e des filtres ~liminateurs de brouilleurs.

4 . C o n c l u s i o n : p o s s i b i l i t ~ s p r a t i q u e s d ' u n

~ l i m i n a t e u r d e b r o u i l l e u r .

Selon les (rares) renseignements publi6s [9] concer-

n a n t le probl~me des contremesures, il appara i t que deux types de brouilleurs sont utilis6s :

1) les brouilleurs de barrage produisant un b ru i t en g6n~ral blanc de grande puissance h large bande ;

2) les brouilleurs h d~ception produisan t de faux ~chos. Ils peuven t 6tre actifs (recopie du signal re~u avec un retard variable) ou passifs (leurres varies tels que Chaf[s : bandelettes).

Le proc~d~ que nous venons d ' ind iquer suppose essentiel lement que le brouil leur est du type 1) : il

est en effet inapplicable au type 2), puisqu ' i l postule la s ta t ionnar i t~ de B(t).

I1 est p ra t iquemen t impossible, vu la raret~ des indicat ions relev~es dans la l i t t~rature, de savoir si les brouilleurs de barrage sont toujours utilis~s, si d ' au t re pa r t leur temps de stationnarild est suflisant pour qu'i ls se pr~tent h l '~l iminat ion par les proc6d~s pr~sent~s dans eet article. Toutefois, la possibilit6 d 'appl ica t ion parai t int~ressante.

Manuscrit rer le 2 novembre 1971.

BIBLIOGRAPHIE

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6/6 J . M E V E L [ANNALI~S DES TEL]SCOMMUNICATIONS

[2] MARCUM (J. I.). A statistical theory of detection by pulsed radar and mathematical appendix (Thdorie statistique de la ddtection par radar h impulsions et appendice mathdmatique). I.I{.E. Trans., IT, U. S. A. (avrit 1960), 6, n ~ 2, pp. 59-144.

[3] GUIESSE (L.), SABATHE (P.). Acoustique sous-marine. Dunod, Paris (196~), p. 165.

[/~] MERMOZ (H.). Directivitd et trai tement optimal d'antenne. Colloque national sur le Traitement du

signal et ses applications, Nice 5-10 mai 1969, t. I. Thomson-CSF, Cagnes, pp. 331-353.

[5] MERMOZ (H.). Elimination des brouilleurs par traite- ment optimal d'antenne. Ann. Tdldcommunic., Fr. (juil.-aofit i969), 24, n ~ 7-8, pp. 282~

[6] MER~OZ (H.). Essai de synth~se sur les antennes de ddtection optimales et adaptatives. Ann. Tdldcommunic., Fr. (juil.-aofit 1970), 25, n ~ 7-8, pp. 269-280.

[7] LEVASSEUR (G.), LE DILY (C.). Rdalisation d'un syst~me expdrimental de compensation d'intercorrd- lation. Colloque national sur le Traitement du signal et ses applications, Nice 5-10 mai 1969, t. I. Thomson- CSF, Cagnes, pp. 355-373.

[8] MERMOZ (H.). Filtrage adapt~ et utilisation optimale d'une antenne. Cours d'dtd OTAN, Marine nationale sur le Traitement du signal, Grenoble 1~-26 sept. 196~.

[9] SCHLESX•GER (R. J.). Principles of electronic warfare (Principes de guerre dlectronique). Prentice Hall (1961), 213 p.

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