Dispositivo de detección de señales de impulsos con sensibilidad mejorada.

Dispositivo para radar secundario de detección de señales de impulsos no moduladas en fase o de secuencias de impulsos con una frecuencia determinada,

que comprende al menos un amplificador (11) que recibe una señal de radiofrecuencia y que restituye al menos una primera señal (RSSI) representativa de la envolvente de la señal de entrada, y una segunda señal normalizada, caracterizado porque comprende un módulo (50) de estimación de la estabilidad de la fase que comprende unos medios (31) de estimación de la fase de la señal de radiofrecuencia que mide la fase de dicha segunda señal normalizada con respecto a una señal periódica de referencia, restituyendo dichos medios (31) de estimación una información de fase de la señal, unos medios (32) de análisis para evaluar la estabilidad temporal de la fase, estando dichos medios (32) de análisis configurados para evaluar las variaciones de la fase en una ventana temporal determinada aguas arriba de un instante dado.

Dispositivo de detección de señales de impulsos con sensibilidad mejorada La presente invención se refiere a un dispositivo de detección de señales de impulsos con sensibilidad mejorada. Esta se puede aplicar de manera más particular al campo de los sistemas de radares secundarios, en particular utilizados en los sistemas de detección y de identificación de aeronaves, y de manera más precisa las cadenas de detección utilizadas en estos sistemas. De manera más general, la presente invención se aplica a las cadenas de recepción de señales de impulsos o de secuencias de impulsos no modulados en fase.

Los radares secundarios, comúnmente designados por las siglas SSR que corresponden a la terminología inglesa de "Secondar y Surveillance Radar" se utilizan ampliamente en el campo de la detección de blancos aéreos. Los radares secundarios equipan tradicionalmente las plataformas terrestres fijas, y están a menudo acoplados a los radares primarios. Los radares secundarios también pueden equipar las plataformas terrestres o aéreas móviles. Los radares secundarios también se pueden designar con las siglas IFF, que corresponden a la terminología inglesa de "Identification Friend or Foe", o identificación de amigos o de enemigos. La IFF, inicialmente diseñada para la discriminación entre blancos amigos o enemigos, está ahora disponible en una multitud de formas, utilizadas en particular en la aeronáutica civil, para la detección de aeronaves equipadas con transpondedores. Los transpondedores con los que están equipadas las aeronaves emiten unas señales de forma espontánea de manera periódica, o como respuesta a unas señales de interrogación específicas emitidas por unos radares secundarios o interrogadores. Los radares secundarios o interrogadores captan las señales emitías por los transpondedores. Una especificidad de las señales emitidas por los transpondedores, denominados SIF por el acrónimo que corresponde a la terminología inglesa "Selective Identification Feature", es que estos se presentan en forma de trenes de impulsos, no modulados en fase. Se emite un cierto número de impulsos, habitualmente delimitados por dos impulsos denominados de "delimitación" previstos para ello, comúnmente designados por el término inglés "brackets": la ausencia o la presencia de impulsos en unos mensajes con una duración determinada, constituye una palabra lógica que contiene algunas informaciones específicas de la aeronave, tales como su identificación, su altitud, etc. Por ejemplo, se puede citar el modo A, en el cual el transpondedor de una aeronave transmite un código de identificación SSR, permitiendo el código en particular asociar, en un sistema de seguimiento de radar, la identificación de una aeronave a una trama de radar. También se puede citar el modo C, en el cual se añade una información de altitud, pudiendo la información por ejemplo mostrarse en una pantalla de control de un centro de control del tráfico aéreo, en asociación con la trama radar correspondiente a la aeronave. En la mayoría de los modos considerados, un transpondedor emite un mensaje compuesto por una secuencia definida por una multitud de impulsos, emitiéndose los impulsos en una frecuencia característica no modulada. La cadena de detección del radar secundario realiza entonces una decodificación de las palabras que le llegan en esta forma, detectando la ausencia o la presencia de unos impulsos comprendidos entre los impulsos de tipo ""brackets", que delimitan las palabras.

Sin embargo, la detección puede a veces ser delicada, en particular cuando los blancos son lejanos y/o cuando la señal está muy alterada por el ruido. En estos casos, la relación señal-ruido puede ser muy baja, y puede requerir una muy baja sensibilidad de detección, necesitando de este modo la implementación de unos medios perfeccionados con el objetivo de permitir una detección de blancos que cumplan con las exigencias normativas. Además, la diversidad de los blancos, más o menos alejados del radar secundario, impone a las cadenas de detección que cubran una gran dinámica de entrada, tradicionalmente de entre -22 dBm y -84 dBm.

De entre las soluciones técnicas conocidas del estado de la técnica, una técnica especialmente ventajosa consiste en utilizar un amplificador logarítmico, capaz de cubrir una gran dinámica de entrada, y de explotar una salida del amplificador logarítmico, denominada salida RSSI o también salida "vídeo", designando las siglas RSSI la expresión inglesa "Received Signal Strength Intensity" o intensidad de la potencia de la señal recibida. La salida RSSI restituye de este modo una señal de tipo envolvente, representativa del nivel de recepción. La salida RSSI del amplificador logarítmico está entonces conectada a un convertidor analógico-digital de alta resolución para un tratamiento digital de los datos.

El documento EP 0 560 658 describe un procedimiento y un dispositivo de detección de mezclas de impulsos recibidos por un radar secundario, que opera mediante un análisis de fase. El análisis de fase realizado por el dispositivo descrito en el documento D1, consiste en estimar la distancia de fase entre la señal suministrada por el canal suma de una cadena de recepción de un radar secundario que comprende una antena de recepción mono impulso y la señal proporcionada por el canal diferencia de esta.

El documento WO 2010/139502 describe un proceso de control de fase en el caso de recepción de interrogaciones/respuestas en modo S que busca verificar la coherencia de fase entre varios impulsos de interrogación /respuesta.

Un objetivo de la presente invención es resolver al menos los inconvenientes mencionados con anterioridad, proponiendo un dispositivo de detección de señales de impulsos con una sensibilidad mejorada, que permite detectar unas señales de impulso que presentan una baja relación señal-ruido.

Una ventaja de la invención es que se puede implementar en los dispositivos ya conocidos de detección de señales de impulsos.

Otra ventaja de la invención es que al tratarse la invención de unas señales no moduladas, se puede reducir la banda pasante de la señal específicamente para el tratamiento implementado por el dispositivo del que es objeto la invención.

Para ello, la invención tiene por objeto un dispositivo para radar secundario de detección de señales de impulsos no moduladas en fase o de secuencias de impulsos con una frecuencia determinada, que comprende al menos un amplificador que recibe una señal de radiofrecuencia, y que restituye al menos una primera señal representativa de la envolvente de la señal de entrada, y una segunda señal normalizada, caracterizado porque consta de un módulo de estimación de la estabilidad de la fase que comprende unos medios de estimación de la fase de la señal de radiofrecuencia que mide la fase de dicha segunda señal normalizada con respecto a una señal periódica de referencia, restituyendo dichos medios de estimación una información de fase de la señal, unos medios de análisis para evaluar la estabilidad temporal de la fase, estando dichos medios de análisis configurados para evaluar las variaciones de la fase en una ventana temporal determinada aguas arriba de un instante dado.

Los medios están configurados, por ejemplo, para evaluar las variaciones de la fase en una ventana temporal determinada aguas arriba de un instante dado con respecto a un patrón de referencia definido, detectándose la presencia de un impulso característico si la fase es estable de acuerdo con unos criterios determinados. En una forma de realización de la invención, el dispositivo de detección se puede caracterizar porque el amplificador es un amplificador logarítmico.

En una forma de realización de la invención, el dispositivo de detección de señales se puede caracterizar porque los medios de estimación de la fase de la señal de radiofrecuencia los implementa un módulo de pretratamiento que transpone la señal normalizada en banda de base, descomponiendo un demodulador la señal normalizada en componentes en fase y en cuadratura, filtrándose las componentes con unos filtros de paso bajo con unas frecuencias de corte superiores a la frecuencia determinada de las secuencias de impulsos, determinando un módulo de estimación de fase por tanto el valor de la fase de la señal de radiofrecuencia igual al arco-tangente de la relación entre las componentes en cuadratura y en fase arctan (Q/I) , evaluando un módulo de análisis la estabilidad de la fase durante una ventana temporal de duración determinada.

En una forma de realización de la invención, el dispositivo de detección de señales se puede caracterizar porque el módulo de pretratamiento, el demodulador, los filtros de paso bajo, el módulo de... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para radar secundario de detección de señales de impulsos no moduladas en fase o de secuencias de impulsos con una frecuencia determinada, que comprende al menos un amplificador (11) que recibe una señal de radiofrecuencia y que restituye al menos una primera señal (RSSI) representativa de la envolvente de la señal de entrada, y una segunda señal normalizada, caracterizado porque comprende un módulo (50) de estimación de la estabilidad de la fase que comprende unos medios (31) de estimación de la fase de la señal de radiofrecuencia que mide la fase de dicha segunda señal normalizada con respecto a una señal periódica de referencia, restituyendo dichos medios (31) de estimación una información de fase de la señal, unos medios (32) de análisis para evaluar la estabilidad temporal de la fase, estando dichos medios (32) de análisis configurados para evaluar las variaciones de la fase en una ventana temporal determinada aguas arriba de un instante dado.

2. Dispositivo de detección de señales de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios están configurados para evaluar las variaciones de la fase en una ventana temporal determinada aguas arriba de un instante dado con respecto a un patrón de referencia.

3. Dispositivo de detección de señales de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el amplificador (11) es un amplificador logarítmico.

4. Dispositivo de detección de señales de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de estimación de la fase de la señal de radiofrecuencia son implementados por un módulo (30) de pre-procesamiento que transpone la señal normalizada en banda de base, descomponiendo un demodulador (301) la señal normalizada en componentes en fase (I) y en cuadratura (Q) , filtrándose las componentes con unos filtros (302, 303) de paso bajo con unas frecuencias de corte superiores a la frecuencia determinada de las secuencias de impulsos, determinando un módulo (31) de estimación de fase por tanto el valor de la fase de la señal de radiofrecuencia igual al arco-tangente de la relación entre las componentes de cuadratura y en fase arctan (Q/I) , evaluando un módulo (32) de análisis la estabilidad de la fase durante una ventana temporal de duración determinada.

5. Dispositivo de detección de señales de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el módulo (30) de pre-procesamiento, el demodulador (301) , los filtros (302, 303) de paso bajo, el módulo (31) de estimación de fase y el módulo (32) de análisis realizan procesamientos digitales, tras la conversión de las señales analógicas mediante un convertidor (21) analógico-digital.

6. Dispositivo de detección de señales de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el módulo (32) de análisis evalúa la estabilidad de la fase, contando el número (H) de muestras, de entre una multitud de muestras de la señal de fase aguas arriba de una muestra en un instante tn de fase 0, cuya fase k está comprendida en un patrón de referencia definido por un valor umbral determinado () en torno a la fase 0.

7. Dispositivo de detección de señales de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, que comprende un módulo (12) de detección que realiza la detección de impulsos característicos a partir de la primera señal (RSSI) restituida por el amplificador (11) , caracterizado porque el módulo (50) de estimación de la fase confirma la presencia de un impulso detectado por el módulo (12) de detección si la fase es estable, o invalida la presencia de un impulso detectado en caso contrario.