Procedimiento de vigilancia por radar y de adquisición de señales de radar.

Procedimiento de vigilancia mediante un radar denominado radar 1 equipado:



- con una estructura de antena;

- con unos medios de emisión de una señal S1 de pulsos en una banda de frecuencia centrada en una frecuencia F1 por medio de un oscilador local, según un periodo de repetición centrado en un periodo Tr1 de recurrencia y con una anchura T1 de pulso;

- con unos medios de recepción de señales mediante dicha estructura de antena en una banda ΔF de frecuencia;

- con una unidad de tratamiento de las señales recibidas en un conjunto de N casillas distancia,

caracterizado porque al emitirse unas señales recibidas por otro radar denominado radar 2 en una banda de frecuencia centrada en un frecuencia F2 tal que F2-F1 ≤ ΔF, según un periodo de repetición centrado en un periodo Tr2 y con una anchura T2 de pulso, siendo las señales emitidas por el radar 1 y el radar 2 asíncronas, este comprende las siguientes etapas realizadas por dicha unidad de tratamiento para garantizar una función ESM:

- A) sometimiento de la frecuencia F1 a la frecuencia F2, midiendo la potencia recibida integrada en el conjunto de las N casillas distancia y en varias recurrencias,

- B) determinación del periodo Tr2 y de T2 y sometimiento del periodo centrado en Tr1 a un periodo centrado en Tr2 siendo Tr1 ≥ k.Tr2 o Tr1 ≥ Tr2/k, siendo k un entero positivo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/052376.

Solicitante: THALES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 45 rue de Villiers 92200 Neuilly-sur-Seine FRANCIA.

Inventor/es: CORNIC, PASCAL, Jahan,Daniel, GARREC,PATRICK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01S13/90 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01S LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION; DETERMINACION DE LA DISTANCIA O DE LA VELOCIDAD MEDIANTE EL USO DE ONDAS DE RADIO; LOCALIZACION O DETECCION DE PRESENCIA MEDIANTE EL USO DE LA REFLEXION O RERRADIACION DE ONDAS DE RADIO; DISPOSICIONES ANALOGAS QUE UTILIZAN OTRAS ONDAS.G01S 13/00 Sistemas que utilizan la reflexión o la rerradiación de ondas de radio, p. ej. sistemas de radar; Sistemas análogos que utilizan la reflexión o la rerradiación de ondas cuya naturaleza o longitud de onda sea irrelevante o no especificada. › que utilizan técnicas de apertura sintética.
  • G01S7/02 G01S […] › G01S 7/00 Detalles de sistemas según los grupos G01S 13/00, G01S 15/00, G01S 17/00. › de sistemas según el grupo G01S 13/00.
  • G01S7/36 G01S 7/00 […] › Medios contra interferencias perturbadoras ("anti-jamming").

PDF original: ES-2540901_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento de vigilancia por radar y de adquisición de señales de radar El campo de la invención es el de las cargas útiles instaladas a bordo para misiones de observación y de vigilancia aire-tierra o aire-mar, en particular los radares para aeronaves de pequeño y mediano tamaño, para los cuales el volumen, la masa y el coste están muy limitados.

Desde un punto de vista físico-operativo, una función radar tiene como objetivo detectar y localizar los objetos materiales situados en un entorno, más o menos lejano, de un portador. Entre estos objetos están evidentemente las plataformas o los vehículos que se encuentran en este entorno. Este punto de vista se puede complementar con visiones del entorno según otras áreas de objetos físicos. Entre estos, está las emisiones de radar procedentes de otras plataformas. Una función de las medidas de apoyo electrónico (MAE) o "ESM" siglas de la expresión anglosajona "Electronic Support Measure", tiene justamente como objetivo interesarse en estos objetos de emisión de radar. El interés es al menos doble ya que, por una parte, una visión según diferentes áreas garantiza una percepción consolidada del entorno, a la vez más fiable y más robusta y, por otra, la diversidad de las características de las emisiones de radar ha hecho que una función ESM presente una capacidad de identificación no cooperativa bastante notable ("NCTR: Non Cooperative Target Recognition") .

A menudo resulta interesante complementar una o varias funciones radar con una función ESM para una mejor percepción de la escena observada. La utilización conjunta de las técnicas de radar y ESM está en efecto adaptada para proporcionar informaciones que hay que clasificar, e incluso identificar un blanco cuando este está equipado con un radar de emisión.

Habitualmente, las funciones radar y ESM se obtienen integrando en el portador diferentes equipos que no tienen estrictamente ningún elemento material común, que funcionan en unos rangos de frecuencia bastante diferentes. Cada equipo tiene sus propios dispositivos, ya sean de antena, de recepción o de emisión, y de tratamiento, lo que aumenta el volumen, la masa y el coste del conjunto. Por otra parte, esta estructura hace muy complicada la integración en el portador y presenta siempre problemas de compatibilidad electromagnética entre las funciones radar y la función ESM, ya que esta última se hace, por principio, para recibir las emisiones de los radares.

Tradicionalmente, si la aeronave debe estar equipada con una función radar y con una función ESM, la cobertura ESM está garantizada por unas antenas de banda ultra ancha y de pequeña ganancia dispuestas en la piel de la aeronave de tal modo que cubren 360º, mientras que la función radar se realiza por medio de una estructura específica de antena, que puede funcionar con barrido mecánico o con barrido electrónico. El documento FR 2884929 describe un procedimiento de localización pasiva de blanco utilizando la antena de radar en el modo de recepción pasiva y asignando esta antena pasiva al receptor de guerra electrónica. También existen otras posibilidades implementando una red de antenas cuyo elemento radiante es de banda ultra ancha, asociadas a un gran número de canales de emisión-recepción.

En los portadores de pequeño tamaño, las limitaciones de integración y de coste pueden impedir la implantación de dichas funciones.

Por consiguiente, sigue existiendo hoy en día la necesidad de un sistema que satisfaga simultáneamente al conjunto de las exigencias ya mencionadas, en términos de funciones radar y ESM, de su compatibilidad electromagnética, de volumen, de masa y de coste limitados.

La invención se basa en la aplicación de varios principios combinados:

- utilizar la directividad angular de la antena de radar empleada como base, para favorecer la detección de al menos una emisión de radar diferente de la dada en una escena cargada; -realizar una estimación de los parámetros del tren de pulsos de la emisión de radar de interés, a la vez en la frecuencia portadora, la frecuencia de repetición y la anchura de los pulsos, para someter la forma de onda del radar (nuestra función) a la forma de onda de la emisión del radar de interés; -utilizar la resolución distancia de la función de radar para aislar temporalmente la emisión de al menos un radar de interés, por medio de un correlacionador específico; -utilizar la resolución frecuencial y la agilidad de frecuencia de la función radar para aislar las señales recibidas de la emisión de al menos un radar de interés; -construir en la recepción un filtro adaptado para un tren de pulsos de la emisión de al menos un radar de interés; -someter la sincronización y la duración de la recurrencia radar al o a los radares detectados.

De manera más precisa, la invención tiene por objeto un procedimiento de vigilancia mediante un radar denominado radar 1 equipado:

- con una estructura de antena con una directividad angular, por ejemplo, inferior a 10º;

- con unos medios de emisión de una señal S1 de pulsos en una banda de frecuencia centrada en una frecuencia F1 por medio de un oscilador local, según un periodo de repetición centrado en un periodo Tr1 de recurrencia y con una anchura T1 de pulso;

- con unos medios de recepción de señales mediante dicha estructura de antena en una banda F de frecuencia; -con una unidad de tratamiento de las señales recibidas en un conjunto de N casillas distancia.

Este se caracteriza principalmente porque al emitirse unas señales recibidas por otro radar denominado radar 2 en una banda de frecuencia centrada en un frecuencia F2 tal que F2-F1 F, según un periodo de repetición centrado en un periodo Tr2 y con una anchura T2 de pulso, siendo las señales emitidas por el radar 1 y el radar 2 asíncronas, este comprende las siguientes etapas realizadas por dicha unidad de tratamiento, para garantizar una función ESM:

- A) sometimiento de la frecuencia F1 a la frecuencia F2, midiendo la potencia recibida integrada en el conjunto de las N casillas distancia y en varias recurrencias, -B) determinación del periodo Tr2 y de T2 y sometimiento del periodo centrado en Tr1 a un periodo centrado en Tr2 siendo Tr1 un múltiplo de Tr2 (Tr1 = k.Tr2 siendo k un entero positivo) o un submúltiplo de Tr2 (Tr1 = Tr2/k, siendo k un entero positivo) .

Este procedimiento permite utilizar la electrónica del radar para realizar, además, funciones radar, una función ESM en una banda limitada alrededor de la frecuencia de funcionamiento del radar, sin aumentar de forma significativa el volumen, la masa, el consumo, ni el coste del equipo.

Otra ventaja de la solución propuesta es que optimiza el porcentaje de utilización de la electrónica instalada a bordo, pudiendo realizarse las funciones radar y ESM de forma simultánea y sin tiempos muertos, con el mismo equipo.

Esta también permite el análisis preciso de los pulsos de un radar, para su clasificación o su identificación.

Según una característica de la invención, el sometimiento de F1 a F2 se realiza fuera de la emisión del radar 1 y comprende una subetapa que consiste en hacer que varíe la frecuencia del oscilador local hasta obtener un máximo de potencia de la señal recibida, fijándose la frecuencia del oscilador local en el valor que corresponde a este máximo de potencia.

Según otra característica de la invención, la determinación de Tr2 y de T2 se basa en la autocorrelación temporal de la amplitud de la señal recibida realizada en un tiempo superior a un umbral predeterminado.

De preferencia, al estar la señal S1 emitida por el radar 1 sincronizada por una señal de sincronización, la autocorrelación se sincroniza por esta señal de sincronización.

Esta determinación de Tr2 y de T2 se realiza de manera ventajosa fuera de la emisión de S1.

Según una forma de realización de la invención, al estar la señal emitida por el radar 1 sincronizada por una señal de sincronización, esta señal de sincronización está adaptada para que las señales del radar 2 se reciban en una ventana temporal determinada en función de esta señal de sincronización.

De este modo, esto permite limitar las molestias que ocasionan los pulsos de otro radar que emite en otro lugar, limitando estas molestias a un intervalo de tiempo reducido.

En algunos casos se hace de tal modo que, constando cada recurrencia del periodo de repetición de unas casillas distancia temporales, algunas casillas distancia predeterminadas se asignen a la recepción de ecos generados por los pulsos emitidos por el radar 1.

Las etapas A) y B) se pueden realizar de forma secuencial en unos intervalos de tiempo predeterminados,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de vigilancia mediante un radar denominado radar 1 equipado:

- con una estructura de antena; -con unos medios de emisión de una señal S1 de pulsos en una banda de frecuencia centrada en una frecuencia F1 por medio de un oscilador local, según un periodo de repetición centrado en un periodo Tr1 de recurrencia y con una anchura T1 de pulso; -con unos medios de recepción de señales mediante dicha estructura de antena en una banda F de frecuencia; -con una unidad de tratamiento de las señales recibidas en un conjunto de N casillas distancia, caracterizado porque al emitirse unas señales recibidas por otro radar denominado radar 2 en una banda de frecuencia centrada en un frecuencia F2 tal que F2-F1 F, según un periodo de repetición centrado en un periodo Tr2 y con una anchura T2 de pulso, siendo las señales emitidas por el radar 1 y el radar 2 asíncronas, este comprende las siguientes etapas realizadas por dicha unidad de tratamiento para garantizar una función ESM:

- A) sometimiento de la frecuencia F1 a la frecuencia F2, midiendo la potencia recibida integrada en el conjunto de las N casillas distancia y en varias recurrencias, -B) determinación del periodo Tr2 y de T2 y sometimiento del periodo centrado en Tr1 a un periodo centrado en Tr2 siendo Tr1 = k.Tr2 o Tr1 = Tr2/k, siendo k un entero positivo.

2. Procedimiento de vigilancia mediante un radar según la reivindicación anterior, caracterizado porque el sometimiento de F1 a F2 se realiza fuera de la emisión del radar 1 y comprende una subetapa que consiste en hacer que varíe la frecuencia del oscilador local hasta obtener un máximo de potencia de la señal recibida, fijándose la frecuencia del oscilador local en el valor que corresponde a este máximo de potencia.

3. Procedimiento de vigilancia mediante un radar según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la determinación de Tr2 y de T2 se basa en la autocorrelación temporal de la amplitud de la señal recibida llevada a cabo en un tiempo superior a un umbral predeterminado.

4. Procedimiento de vigilancia mediante un radar según la reivindicación anterior, caracterizado porque al estar la señal emitida por el radar 1 sincronizada por una señal de sincronización, la autocorrelación es sincronizado por esta señal de sincronización.

5. Procedimiento de vigilancia mediante un radar según una de las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado porque esta determinación de Tr2 es realizada fuera de la emisión de S1.

6. Procedimiento de vigilancia mediante un radar según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al estar la señal emitida por el radar 1 sincronizada por una señal de sincronización, esta señal de sincronización está adaptada para que las señales del radar 2 sean recibidas en una ventana temporal determinada en función de esta señal de sincronización.

7. Procedimiento de vigilancia mediante un radar según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al constar cada recurrencia del periodo de repetición de unas casillas distancia temporales, algunas casillas distancia son asignadas a la recepción de ecos generados por los pulsos emitidos por el radar 1.

8. Procedimiento de vigilancia mediante un radar según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las etapas A) y B) se realizan de forma secuencial según unos intervalos de tiempo predeterminados.

9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque las etapas A) y B) se activan como consecuencia de la detección de un asincronismo de la señal recibida con respecto a la señal emitida por el radar 1 o de la detección de una potencia de señal que supera un umbral predeterminado.

10. Procedimiento de vigilancia mediante un radar según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el radar 1 está sucesivamente en un modo emisión y en un modo recepción sin emisión.

11. Procedimiento de vigilancia mediante un radar según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la antena del radar 1 gira en acimut.

12. Procedimiento de vigilancia mediante un radar según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al emitirse unas señales recibidas por otros radares denominados radar 3, radar 4, radar n respectivamente asociados a las frecuencias F3 siendo F3-F1 F, F4 siendo F4-F1 F, ..., Fn siendo Fn-F1 F en los periodos Tr3, Tr4, , Trn de repetición y en las anchuras T3, T4, ..., Tn de pulso, siendo las señales emitidas por el radar 1 y el radar 3, el radar 4 , ... el radar n asíncronas, este comprende las etapas A) y B) secuencialmente realizadas para F3, Tr3, T3, a continuación F4, Tr4, T4, a continuación ....Fn, Trn, Fn.

 

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