Worldlex Wiki La technique de comparaison de phase monopulse est utilisée dans les applications radiofréquences (RF), telles que le radar et la radiogoniométrie, pour estimer avec précision la direction d'arrivée d'un signal à partir de la différence de phase mesurée sur deux antennes (ou plus) séparées , ou plus typiquement à partir des centres de phase décalés d'un réseau d'antennes. La technique de comparaison de phase monopulse diffère de la technique de comparaison d'amplitude monopulse en ce que la première utilise des centres de phase décalés avec une direction de faisceau commune, tandis que la seconde utilise un centre de phase commun et des directions de faisceau décalées .
En monopulse à comparaison de phase, un réseau est généralement subdivisé en sous-réseaux, formant ainsi un canal de « somme » et un canal de « différence » (ou « del »). Pour un réseau linéaire, chaque sous-réseau correspond à la moitié des éléments, divisés en deux. Pour un réseau planaire, ces sous-réseaux correspondent aux quatre quadrants du réseau, chacun contenant un quart des éléments. Dans un réseau linéaire, la somme des signaux de chaque sous-réseau forme le canal de « somme », et leur soustraction forme le canal de « différence ». Le rapport monopulse est obtenu en divisant la partie imaginaire du canal de différence par la partie réelle du canal de somme. Ce rapport fournit un signal d'erreur indiquant avec une grande précision l'angle réel de la cible par rapport au centre du faisceau. Pour un réseau planaire, un canal de somme est formé en additionnant les sorties des quatre quadrants, tandis que deux canaux de déviation sont formés : un pour la dimension d’élévation et un pour la dimension d’azimut orthogonale. Deux rapports de monopulse sont formés, comme pour un réseau linéaire, chacun indiquant l’angle de déviation dans une dimension par rapport au centre du faisceau.
Il existe certaines idées fausses courantes concernant la comparaison de phase en mode monopulse. Premièrement, un seul faisceau est formé. Le traitement monopulse s'effectue entièrement avec le signal reçu dans le collecteur d'antennes et le réseau de formation de faisceau. Pour plus de clarté, considérons une seule dimension, comme celle d'un réseau linéaire : le signal est reçu par le réseau et sommé sur deux sous-réseaux dont les centres de phase sont décalés. Le canal somme est obtenu en additionnant simplement les sorties de ces deux sous-réseaux, et le résultat est exactement le même que si l'ensemble du réseau était sommé en une seule étape. Le canal de soustraction est obtenu en soustrayant simplement ces mêmes sorties de sous-réseaux. Deuxièmement, la comparaison de phase en mode monopulse n'effectue pas techniquement une comparaison de phase, mais divise simplement le canal de soustraction par le canal somme pour obtenir un rapport dans lequel l'information angulaire est codée. La démonstration mathématique suivante devrait expliquer ce principe.
Mathématiques
Modèle de somme
Nous pouvons définir le diagramme de faisceau ( facteur de réseau ) d'un
Modèle de différence
Développons maintenant le motif de « différence » ou « del » monopulse en divisant le réseau en deux moitiés égales appelées sous-réseaux. Nous aurions tout aussi bien pu obtenir le motif de somme en déterminant d'abord le motif de chaque sous-réseau individuellement, puis en additionnant ces deux résultats. En pratique, c'est d'ailleurs ce qui se fait. Il appartient au lecteur de démontrer que
Noter que
Si l'on suppose que la matrice de poids est également à symétrie conjuguée (une bonne hypothèse), alors
et le diagramme de faisceau somme peut être réécrit comme :
Le motif de différence ou « del » peut facilement être déduit du motif de somme simplement en inversant le signe des pondérations pour la seconde moitié du tableau :
En supposant à nouveau que
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Rapport monopulse
Le rapport monopulse est formé comme suit :
On constate que, dans la bande passante à -3 dB du système, le rapport de monopulse est quasi linéaire. De fait, pour de nombreux systèmes, une approximation linéaire est suffisante. On remarque également que ce rapport est continu dans la bande passante entre les zéros du faisceau, mais présente des asymptotes aux points d'annulation. Par conséquent, le rapport de monopulse n'est précis que pour mesurer l'angle de déviation d'une cible située dans le lobe principal du système. Cependant, les cibles détectées en périphérie du système, si elles ne sont pas prises en compte, produiront des résultats erronés.
Concept d'opérations
Avant d'effectuer un traitement monopulse, un système doit d'abord détecter une cible, ce qu'il fait normalement à l'aide du canal de sommation. Toutes les mesures typiques d'un système non monopulse sont réalisées à l'aide de ce canal, par exemple la distance, l'effet Doppler et l'angle. Cependant, la mesure de l'angle est limitée car la cible peut se trouver n'importe où dans la largeur du faisceau de sommation ; le système ne peut donc que supposer que la direction du faisceau correspond à l'angle réel de la cible. En réalité, bien sûr, l'angle réel de la cible et l'angle de pointage du faisceau seront différents.
Par conséquent, un processeur monopulse fonctionne en détectant et en mesurant d'abord le signal cible sur le canal de somme. Ensuite, uniquement pour les cibles détectées, il mesure le même signal sur le canal de suppression, en divisant la partie imaginaire de ce résultat par la partie réelle du canal de somme, puis en convertissant ce rapport en un angle de déviation à l'aide des relations suivantes :
et
Cet angle de déviation, positif ou négatif, est ajouté à l'angle de pointage du faisceau pour obtenir une estimation plus précise de l'angle de relèvement réel de la cible. Bien entendu, si le réseau est bidimensionnel, comme un réseau planaire, il comporte deux canaux de déviation, l'un pour l'élévation et l'autre pour l'azimut, et donc deux rapports de monopulse.