FR2890749A1 - Dispositif de mesure de la periode d'un signal et son application a un systeme de brouillage - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif permettant la mesure de la période d'un signal de durée limitée.L'utilisation d'un circuit de corrélation (12) conjointement avec un circuit d'estimation (13) évaluant la position des valeurs moyennes de la fonction d'autocorrélation du signal appliqué à l'entrée du dispositif permet d'obtenir une mesure de la période de ce signal avec une précision croissante avc le temps de calcul.Elle s'applique à tous les dispositifs nécessitant la connaissance de la période et donc de la fréquence d'un signal noyé dans du bruit, comme par exemple un brouilleur.

Description

La présente invention concerne un dispositif de mesure de la période d'un

signal recueilli sous une forme électrique, elle concerne également une application à un système de brouillage où la connaissance de la période du signal reçu est nécessaire.

Le dispositif de mesure suivant l'invention est particulièrement conçu pour fonctionner en présence de bruits, favorisant son utilisation dans des applications où les limitations en temps et en volume des calculs imposées aux systèmes qui le comprennent sont très contraignantes.

Différentes méthodes de mesure de la période d'un signal développées par l'art antérieur, ont conduit à des réalisations qui ne sont pas toujours compatibles avec les exigences de rapidité de mesure (constante de temps des systèmes de mesure du type bouclé) ou de volume de calculs utilisés (dispositif de filtrage à haute résolution) de certains matériels comme par exemple les systèmes de brouillage; parmi ceux-ci, les systèmes de brouillage destinés à perturber les mesures angulaires effectuées par des radars dont le lobe principal du diagramme de rayonnement est animé d'un mouvement de rotation uniforme par rapport à l'axe mécanique de l'antenne, consti- tuent des exemples types.

Les systèmes de brouillage spécialement conçus pour ces radars, plus connus sous le nom de radar à scanning, selon la terminologie anglosaxonne, doivent en effet mesurer le plus rapidement possible et avec le maximum de précision la période de rotation du lobe principal de rayonnement afin d'organiser le brouillage. Celui-ci est d'autant plus efficace que l'acquisition de la mesure s'effectue rapidement, de façon à pouvoir, par des mesures successives, suivre avec un retard le plus court possible les éventuelles modifications de la période de rotation du radar à scanning visant à déjouer précisément le système de brouillage.

Cependant, cette acquisition rapide ne doit pas s'effectuer au prix d'un accroissement du volume de matériel nécessaire à l'exécution des calculs liés à la mesure.

Le dispositif de mesure selon l'invention, par un procédé de mesure du type direct, permet de réduire la durée de la mesure de la période du signal, tout en limitant fortement le volume des calculs à effectuer.

L'application particulière à un système de brouillage décrite dans la suite n'est pas limitative; le dispositif selon l'invention peut s'appliquer également dans tous les matériels nécessitant une détermination de la période d'un signal dans des intervalles de temps très court.

La mesure de la fréquence d'un signal périodique, selon l'art antérieur, peut être effectuée de plusieurs façons distinctes: - une première façon consiste en l'utilisation d'un banc de filtres dont la résolution est liée à la précision recherchée de la mesure; cette façon conduit à un matériel important dès que l'on veut couvrir simultanément tout le domaine de la mesure. Par exemple, dans le cas de la mesure de la fréquence de modulation d'un radar à scanning, dans une bande s'étendant de 20 à 300 hertz avec une précision de l'ordre de 1 %, entraînant une résolution d'un filtre de 0,2 à 3 hertz, il faut compter plusieurs secondes pour effectuer la mesure et un nombre de 100 à 150 filtres décalés en fréquence.

- une seconde façon de l'art antérieur consiste en une comparaison continue entre la mesure du signal et son estimé. Cette méthode de mesure est difficilement compatible avec l'acquisition rapide de la mesure de la période du signal en raison du retard important qu'elle introduit. Ce retard est dû au temps d'accrochage de la boucle, généralement élevé, lorsqu'il s'agit d'une mesure de période, donc de fréquence.

D'autres solutions enfin, liées aux propriétés de l'analyse spectrale du signal ont été envisagées par l'art antérieur; mais ces méthodes, en particulier par auto-corrélation directe du signal, nécessitent un volume de calculs élevé.

La présente invention vise à assurer une mesure de la période d'un signal dans un temps très court en échappant aux inconvénients cités.

Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif de mesure de la période d'un signal comporte un circuit de comparaison recevant le signal S(t) dont on cherche à mesurer la période, directement et par l'intermédiaire d'un circuit d'intégration calculant la valeur moyenne S(t) de ce signal, ce circuit de comparaison délivrant le signal Q(t) défini par: Q(t) = 1 si s(t) > S(t) Q(t) = - 1 si S(t) S(t) un circuit de corrélation calculant la fonction d'autocorrélation du signal Q(t) pour différentes valeurs de retard TR appliquées au circuit de corrélation, un circuit d'estimation recevant le signal correspondant à la fonction d'autocorrélation et modifiant le retard TR en fonction de la valeur de ce signal d'autocorrélation de façon à déterminer les valeurs de ce retard TR annulant la fonction d'autocorrélation, et pour chacune de celles-ci l'estimée de la période du signal Q(t) donc du signal S(t).

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparat-ont dans la description qui suit, d'un exemple de réalisation montré à l'aide des figures qui représentent: - la figure la, un exemple de signal de durée T dont on désire mesurer la période; - la figure lb, les fonctions d'autocorrélation CT1 et CT2 du signal de la figure la pour une durée du signal de référence infinie et de durée T; - la figure lc, la fonction d'autocorrélation du signal Q(t) de la figure la avec le signal de référence de durée infinie et de durée 2 - la figure 2a, un exemple du signal S(t) appliqué au dispositif selon l'invention; - la figure 2b, un exemple de quantification du signal de la figure 2a; - la figure 3,le diagramme général du dispositif selon l'invention; - la figure 4, un exemple de réalisation du circuit de comparaison; - la figure 5, un exemple de réalisation du circuit de corrélation; - la figure 6, un exemple de réalisation du circuit d'estimation; - la figure 7, un schéma montrant les calculs effectués par le circuit d'estimation.

Le procédé de mesure de la période d'un signal sur lequel s'appuie le dispositif selon l'invention, consiste en une mesure directe de la période de ce signal. Le temps de détermination de la période de ce signal comprend un temps de mise en mémoire du signal étudié dont la valeur est imposée par la précision finale de la mesure et un temps de calcul qui peut être rendu faible par rapport au temps de mise en mémoire, même si on utilise des calculateurs à faible capacité semblables à ceux que l'on peut rencontrer sur du matériel comme par exemple ceux du type aéroporté, et ceci en raison du faible volume de calculs nécessaire à la mesure effectuée par le dispositif selon l'invention.

Le procédé de mesure direct de la période d'un signal mis en oeuvre dans le dispositif selon l'invention, consiste à évaluer le nombre de demipériodes écoulées entre deux passages par la valeur nulle de la fonction d'autocorrélation d'une représentation simplifiée du signal étudié. Cette représentation simplifiée permet de transformer les multiplications nécessaires au calcul de la fonction d'autocorrélation d'un signal, en des opérations logiques simples. La fonction d'autocorrélation pseudopériodique d'un signal périodique limité dans le temps est selon l'invention, rendue périodique sur une durée T/2 égale à la moitié de la durée du signal mis en mémoire. Cette précaution, indispensable pour l'obtention de la précision importante recherchée pour une mesure directe de la période du signal, à partir de la période de sa fonction d'autocorrélation, réduit le temps utile de calcul à la moitié de la durée du signal.

La figure la montre un exemple de signal de forme rectangulaire et de durée T. Les figures lb et 1c montrent, en fonction du retard TR, des exemples de la fonction d'autocorrélationC(TR) obtenus à partir du signal de la figure la; la courbe en pointillés CT1 de la figure lb montre la fonction d'autocorrélation obtenue sur une durée d'intégration égale à T pour un signal semblable à celui de la figure la mais supposé de durée infinie; la courbe d'autocorrélation CT2 sur cette même figure lb, en traits pleins montre la fonction d'autocorrélation obtenue par intégration sur un temps de durée T pour un signal semblable à celui de la figure la mais d'une durée égale à T. La courbe en pointillés CT3 de la figure le représente la fonction d'autocorrélation obtenue par intégration sur une durée T/2, pour un signal semblable à celui de la figure la supposé de durée infinie; la courbe en trait plein CT4 de cette même figure le correspond à la fonction d'autocorrélation correspondant à une intégration de durée T/2 pour un signal semblable à celui de la figure la de durée T. Pour ces différentes courbes des figures lb et le correspondant à lautocorrélation du signal de la figure la, avec le même signal pris comme référence et dont la durée diffère pour les courbes CTl, CT2, CT3 et CT4, on voit que la courbe en traits pleins, correspondant à la fonction d'autocorrélation pseudo-périodique, obtenue par une intégration de durée T/2 d'un signal de référence de durée T, coihcide pendant un intervalle de temps 2 avec la fonction d'autocorrélation obtenue par une intégration de durée T/2 pour un signal supposé de durée infinie semblable à celui de la figure la. L'autocorrélation sur une durée finie d'un signal de durée infinie est de même période que le signal ayant servi à déterminer la fonction d'autocorrélation; cette limitation pour la fonction d'autocorrélation à une intégration de durée T/2 pour un signal de durée T, permet d'obtenir, pendant un temps égal à 2, une mesure directe de la période du signal testé en mesurant simplement la période du signal d'autocorrélation durant cet intervalle de temps de durée 2. Le dispositif selon l'invention utilise cettre propriété de coihcidence entre la période du signal S(t) et la période du signal d'autocorrélation C(TR) pendant un intervalle de temps 2. Ainsi, si Q(t) représente le signal dont on veut calculer la période, le circuit de corrélation selon l'invention effectue l'opération: C(TR) =

I

Q(t) R(t-TR) dt

T

où la fonction R(t) est telle que: < t T/2 R(t) = Q(t) si 0 R(t) = O si T/2 < t < T La mesure directe de la période du signal introduit un retard T de l'ordre de 2 fois la durée 2 de la fonction d'autocorrélation utilisée. Ce temps 2 correspond sensiblement à la constante de temps utilisée dans un dispositif de l'art antérieur pour la réalisation d'un système bouclé. Ce type de boucle de mesure de la période d'un signal nécessite généralement des temps d'accrochage de l'ordre de 5 à 10 fois la constante de temps, surtout si l'on désire une précision importante.

Suivant l'invention, on cherche à limiter, dans le cas d'une mesure directe, le retard de mesure, ce qui permet dans le cas d'utilisation du dispositif dans un système de brouillage, d'obtenir un brouillage plus rapide et plus efficace par exemple, d'un radar de poursuite du type à scanning.

La figure 2a montre un exemple d'un signal S(t) dont on cherche à déterminer la période. Afin d'éviter une fonction d'autocorrélation correspondant à un temps d'intégration élevé du signal direct S(t), le dispositif suivant l'invention utilise une représentation simplifiée de ce signal S(t) dont on cherche à déterminer la période. Le dispositif selon l'invention utilise la représentation simplifiée du signal S(t) montrée à la figure 2b. Le signal Q(t) correspondant à cette représentation simplifiée du signal S(t) est obtenu de la manière suivante: - la fonction Q(t) est égale à +1 si le signal S(t) est supérieur à - S t - la fonction Q(t) est égale à -1 si le signal S(t) est inférieur à S t.

La figure 3 montre le diagramme général du dispositif selon l'invention permettant l'extraire la période du signal S(t) à partir de sa représentation simplifiée Q(t).

Il comporte monté en série à partir de son entrée E, un circuit de codageéchantillonnage 18, un circuit mémoire 17, un circuit de comparaison 10 délivrant le signal Q(t), un circuit de corrélation 12 calculant pour un retard TR donné la valeur de la fonction d'autocorrélation du signal Q(t) sur une durée limitée à T avec ce même signal Q(t) pris comme signal de référence de durée limitée à T/2, un circuit d'estimation 13 délivrant la période estimée de la fonction d'autocorrélation du signal Q(t). Le circuit d'estimation 13 commande également le circuit de corrélation 12 en permettant de calculer la valeur TR du retard appliqué aux circuits de corrélation 12 pour effectuer la fonction d'autocorrélation du signal Q(t) . Un circuit d'intégration 11 est connecté, d'une part au circuit de comparaison 10 et d'autre part à la sortie du circuit mémoire 17.

Un échantillon du signal S(t), de durée T appliqué à l'entrée E du dispositif selon l'invention, est prélevé par le circuit de codage et d'échantillonnage 18. Le nombre d'échantillons compris dans l'intervalle de temps de longueur T dépend de la précision que l'on désire obtenir sur la fonction Q(t) correspondant à la représentation simplifiée du signal S(t) : chaque échantillon est converti en un mot binaire permettant un stockage simple des valeurs de ces échantillons dans le circuit mémoire 17; en outre un codage des amplitudes des échantillons du signal S(t) sous forme binaire, permet un traitement numérisé dans la suite du dispositif selon l'invention, d'où une simplification des circuits et un gain de temps appréciable. Le circuit de comparaison 10 reçoit ainsi successivement les échantillons du signal S(t) pendant un intervalle de temps égal à T. Le circuit d'intégration 11 calcule la valeur moyenne S(t) servant de niveau de référence au circuit de comparaison 10 pour déterminer la fonction Q(t) telle que si S(t) S(t) la fonction Q(t) est égale à +1; si S(t) est < S(t) la fonction Q(t) est égale à -1. On obtient donc à la sortie du circuit de comparaison 10 un signal Q(t) correspondant à une représentation simplifiée du signal S(t) de durée T conforme à l'exemple montré à la figure 2b. Sur cette figure 2b, S(t) est supposé nul. Le signal Q(t) est appliqué au circuit de corrélation 12 par l'intermédiaire d'une borne 14. Dans un premier temps le circuit de corrélation 12 calcule la fonction d'autocorrélation C(TR) avec un retard TR - 0; la fonction d'autocorrélation C(0), est alors appliquée au circuit d'estimation 13. Le circuit d'estimation 13 incrémente le retard pour lequel la fonction d'autocorrélation vient d'être calculée, d'une valeur A TR prédéterminée. Ces incrémentations successives s'arrêtent lorsque la fonction d'autocorrélation C(TR) change de signe pour la première fois. La valeur TR = n ATR, avec n entier, ainsi déterminée correspond à la première estimation du premier passage de cette fonction d'autocorrélation par sa valeur moyenne. A partir de cette valeur, le circuit d'estimation 13 détermine alors une première estimation de la période P du signal d'autocorrélation et donc de la période que l'on cherche à déterminer, et transmet par l'intermédiaire d'une borne 16 aux circuits de corrélation 12 une valeur corrigée TR du retard permettant d'affiner la mesure de la période du signal Q(t), donc du signal S(t), par l'intermédiaire de la valeur de la fonction d'autocorrélation C(TR). La boucle ainsi formée entre le circuit de corrélation 12 et le circuit d'estimation 13, entraihe une convergence des valeurs des retards TR appliqués au circuit 12, vers la valeur T/2 permettant d'obtenir une valeur de la période du signal S(t) par l'intermédiaire de celle du signal Q(t), dont la précision augmente avec le nombre de circulations dans la boucle. Dans la suite de la description on appellera P la valeur estimée de la période du signal S(t).

La figure 4 montre un exemple du circuit de comparaison 10 et du circuit d'intégration 11.

Le circuit de comparaison 10 proprement dit, comporte un comparateur 20 recevant d'une part le signal S(t) directement et d'autre part la,valeur moyenne S(t) de ce même signal par l'intermédiaire du circuit d'intégration 11. La sortie de ce comparateur 20 est connectée à un circuit de soustraction 22 directement et par l'intermédiaire d'un circuit d'inversion 21.

La figure 5 représente un exemple de réalisation du circuit de corrélation 12. Il comporte un comparateur d'égalité 31 connecté à la borne 14 correspondant à la sortie du circuit de comparaison 10 directement et par l'intermédiaire d'un circuit de retard 30. La sortie de ce comparateur d'égalité 31 est connecté à un circuit de soustraction 33 directement et par l'intermédiaire d'un circuit inverseur 32. Un circuit d'intégration 34 est d'une part connecté à la sortie du circuit de soustraction 33 et d'autre part à un circuit 36 déterminant l'intervalle d'intégration par l'intermédiaire d'un circuit de retard 35. Les deux circuits de retard 30 et 35 sont connectés à une borne 16 elle- même connectée au circuit d'estimation 13. Le signal recueilli sur cette borne 16 permet de commander la valeur des circuits 30 et 35 qui est identique pour ces deux circuits. Le circuit 36 déterminant l'intervalle d'intégration du circuit 34, délivre une fonction unité pendant un intervalle de temps égal à 2; l'intervalle d'intégration correspond ainsi à une sommation allant de l'instant t = TR à l'instant t = TR + 2. La sortie de ce circuit d'intégration 34 est connectée au circuit d'estimation 13 par l'intermédiaire d'une borne 15; on note C(TR) le signal issu de ce circuit d'intégration 34 et correspondant à la fonction d'autocorrélation de la fonction Q(t) pour un retard de valeur TR.

Le fonctionnement de ce circuit de comparaison 10 et de ce circuit de corrélation 12 est le suivant: - la sortie E' du circuit mémoire 17 reçoit des signaux correspondant aux échantillons successifs du signal S(t) appliqués à l'entrée du dispositif pendant une durée égale à T. Ces échantillons sont appliqués successivement à l'entrée E', soit sous forme d'une tension analogique, soit sous forme d'un signal numérique formé par exemple de mots binaires. Le circuit d'intégration 11 détermine la valeur moyenne de l'amplitude de ces échantillons. On note S(t) cette valeur moyenne calculée sur un temps d'intégration suffisamment long prédéterminé par ce circuit d'intégration 11. Le circuit de comparaison 20 reçoit alors, d'une part la valeur moyenne S(t) issue du circuit d'intégration 11 et d'autre part les échantillons successifs du signal S(t). Le circuit de comparaison 20 délivre une impulsion unité si l'inégalité S(t) > S(t) est vérifiée. Le circuit d'inversion 21 délivre au circuit de soustraction 22 le complément des signaux logiques issus du circuit de comparaison 20. Ainsi, sur les entrées du circuit de soustraction 22 on obtient, d'une part par la liaison directe entre les circuits de comparaison et ce circuit de soustraction des signaux logiques égaux à 0 ou +1, et d'autre part sur la seconde entrée du circuit de soustraction 22 le signal complémentaire de ce signal direct issu du circuit de comparaison 20. Le résultat de la soustraction effectuée par le circuit de soustraction 22, correspond à la fonction Q(t) dont un exemple a été montré à la figure 2b. Ce signal Q(t) qui apparaît sur la borne 14 de sortie du circuit de comparaison 10, est appliqué à l'entrée du circuit de corrélation 12. Le comparateur d'égalité 31 (figure 5) reçoit donc d'une part directement le signal Q(t) issu de la borne 14, et d'autre part ce même signal Q(t) par l'intermédiaire d'un circuit de retard 30 introduisant un retard TR prédéterminé, par un signal issu d'une borne de commande 16. Si l'égalité des signaux est vérifiée, le comparateur d'égalité 31 délivre un signal unité. De la même façon que pour le circuit de comparaison 10, ce signal I(t) issu du comparateur d'égalité 31 est appliqué à un circuit de soustraction 33 d'une part directement et d'autre part par l'intermédiaire d'un circuit d'inversion 32, calculant le complémentaire du signal I(t) issu du circuit comparateur d'égalité 31. On obtient alors à la sortie du circuit de soustraction 33 un signal égal à +1 si les deux signaux Q(t) et Q(t - TR) sont identiques, et -1 s'ils sont différents. Le circuit 34 d'intégration effectue la sommation des signaux issus du circuit de soustraction 33 sur un intervalle de temps de durée 2 déterminé par le circuit de commande 36, cet intervalle d'intégration commençant à l'instant t = TR déterminé par le circuit de retard 35 introduisant un retard TR commandé par un signal issu du circuit 36. On obtient ainsi à la borne 15 de sortie du circuit d'intégration 34 la sommation des signaux issus du circuit de soustraction 33 sur un intervalle de temps de largeur 2 et commençant à l'instant t = TR. Ce signal noté C(TR), correspond à la fonction d'autocorrélation du signal Q(t) issu de la borne 14 d'entrée du circuit de corrélation 12. Le signal S(t) d'entrée, étant constitué d'échantillons dont le nombre total correspond à un intervalle de temps de durée T, le circuit 36 de commande du circuit d'intégration 34, est une horloge qui fournit un signal constitué d'impulsions rectangulaires de durée T/2 et de période T. Le retard TR introduit par le circuit de retard 35 permet de limiter l'intégration à la période de temps TR C t TR + y. Cette limitation de la durée du temps d'autocorrélation permet d'obtenir une fonction d'autocorrélation C(TR) périodique sur une durée 2 comme le montre la figure le relatif à un signal Q(t) de forme rectangulaire et de période T/2. La période de cette fonction d'autocorrélation est donc sur cet intervalle de temps de longueur 2 égale à celle du signal à mesurer.

En effectuant une estimation P de la période sur la fonction d'autocorrélation, on bénéficie du gain en rapport signal/bruit apporté par cette autocorrélation. L'estimation de la période P est réalisée par le circuit d'estimation 13. Celle-ci est obtenue par comptage du nombre n de demi-périodes écoulées entre le premier instant de passage à zéro to (1) et l'instant de passage à zéro de rang n+1 de la fonction d'autocorrélation: t (n+1)-t (1) P(n-1)=2( n ).

Le circuit d'estimation 13 a donc pour fonction de déterminer la position des zéros successifs de la fonction d'autocorrélation C(TR) calculée par le circuit de corrélation 12. Un exemple de réalisation de ce circuit d'estimation 13 est montré à la figure 6.

Il comporte un premier circuit de calcul 48, connecté à la sortie du circuit de corrélation 12 par l'intermédiaire d'un interrupteur commandé 47 à double sortie. Ce premier circuit de calcul 48 est également connecté à un second circuit de calcul 54 et à une mémoire 49 dans laquelle est stockée la valeur limite que peut prendre TR. La commande de l'interrupteur 47 à double sortie est directement effectuée par le circuit de calcul 48. Le second circuit de calcul 54 est connecté à l'interrupteur commandé 47 par l'intermédiaire d'un troi- sième circuit de calcul 50. La sortie du troisième circuit de calcul 50, ainsi que la sortie du premier circuit de calcul 48, sont connectées à un quatrième circuit de calcul 43. La borne S de sortie du circuit d'estimation 13 est connectée au second circuit de calcul 54 par l'intermédiaire d'un interrupteur commandé 52 et d'un circuit mémoire 53 montés en série. Un circuit d'addition 41 et un circuit de soustraction 42 ont chacun une de leurs entrées connectée au quatrième circuit de calcul 43 et leur seconde entrée connectée au deuxième circuit de calcul 54. La sortie du circuit d'addition 41 et la sortie du circuit de soustraction 42 sont connectées à un circuit multiplexeur 40 dont la commande est connectée au quatrième circuit de calcul 43. La sortie de ce circuit multiplexeur 40 est connectée à la borne 16 de commande du circuit de corrélation 12 déterminant le retard TR de la fonction de corrélation C(TR). La sortie de ce multiplexeur 40 est également connectée à la première entrée d'un circuit de comparaison 44, la seconde entrée de ce circuit de comparaison 44 étant connectée à un circuit de mémoire 45. La sortie de ce circuit de comparaison 44 commande l'interrupteur 52. L'ensemble des interrupteurs commandés 47 et 52 ainsi que le multiplexeur 40 peuvent être réalisés à titre d'exemple non limitatif à l'aide de circuits logiques par exemple du type porte "ET".

Le fonctionnement de ce circuit d'estimation 13 est le suivant: à chaque transmission au circuit mémoire 17 du signal S(t) échantillonné pendant un intervalle de temps T, un signal d'initialisation au premier circuit de calcul 48 est fait par une horloge non représentée ici. Ce signal d'initialisation a pour conséquence, d'une part le positionnement de l'interrupteur 47 de façon que seul le premier circuit de calcul 48 soit connecté au circuitde corrélation 12, et d'autre part la mise à zéro du signal de retard TR appliqué à la borne de commande 16 du circuit de corrélation 12 par l'intermédiaire du quatrième circuit de calcul 43, du circuit d'addition 41 ou de soustraction 42 et du multiplexeur 40. Cette transmission du signal correspondant au retard TR à partir du premier circuit de calcul 48, se fait sans problème du fait que le troisième circuit de calcul 50 commandant les circuits de soustraction 42, le circuit d'addition 41 et le quatrième circuit de calcul 43, n'est pas connecté au circuit de corrélation 12. Ainsi, quelle que soit par exemple la position du multiplexeur 40, le signal de retard TR passera identiquement et sans modification, soit par l'intermédiaire du circuit d'addition 41 soit par l'intermédiaire du circuit de soustraction 42.

Dans un premier temps, le premier circuit de calcul 48 reçoit ainsi du circuit de corrélation 12 le signal correspondant à la valeur de la fonction d'autocorrélation C(TR) pour une valeur de retard TR = O. Le premier circuit de calcul 48 effectue un test afin de savoir si la fonction d'autocorrélation est positive; si la réponse à ce test est affirmative le premier circuit de calcul 48 délivre alors au circuit de corrélation 12, comme décrit précédemment, un signal de retard défini par la relation de récurrence: m TRm = TRm l + 2 TR ou m représente le rang du signal de retard non nul délivré par le premier circuit de calcul 48. Lorsque la réponse au test devient négative, le premier circuit de calcul 48, délivre d'une part un signal de commande à l'interrupteur 47 permettant d'isoler ce premier circuit de calcul 48, et de connecter la sortie du circuit de corrélation 12 au troisième circuit de calcul 50, et d'autre part un signal to (1) au second circuit de calcul 54 défini par: to(i) = TRm-1 1 + C(TRm-1) - C(2TRm-1) en appliquant successivement au circuit de corrélation 12 un retard égal à 2. TRm-1 et à TRm-l' cette dernière valeur du retard restant appliquée au circuit de corrélation 12 par l'intermédiaire du quatrième circuit de calcul 43, du circuit d'addition 41 ou du circuit de soustraction 42, et du circuit multiplexeur 40.

Ce second circuit de calcul 54 détermine alors la première estimation P (1) de la période du signal Q(t) et donc du signal S(t) appliqué à l'entrée E du dispositif selon l'invention à l'aide de la relation:

A

P(1) = 4 to(1) le signal correspondant à cette estimation de la période du signal S(t) est transmis ensuite au circuit mémoire 53 par l'intermédiaire de l'interrupteur commandé 52. Celui-ci réinitialisera le dispositif de mesure si le retard TR appliqué au circuit de corrélation 12 est supérieur au temps 2. Ce test est effectué par le circuit de comparaison 44 connecté au circuit mémoire 45 dans lequel est stocké par exemple sous forme demots binaires, la valeur de -.Dans un deuxième temps la , C(TRm-1) boucle comportant le second, le troisième et le quatrième circuits de calcul 54, 50 et 43 délivre respectivement au circuit d'addition 41 et au circuit de soustraction 42 un signal de correction de la valeur TRm_1 du retard appliqué au circuit de corrélation 12 et correspondant à l'estimation du premier zéro de la fonction d'autocorrélation égale à :

A

to(1)/2 le multiplexeur 40 reçoit ainsi sur ses entrées, les signaux correspondant au retard T'R(1) et T"R(1) définis par: - T IR(I) = to(2) to(1)/2 T"R(1) = to(2) + t o(1)/2

OU

ô(2) = 3 to(1) ces deux valeurs de retard sont successivement appliquées au circuit de corrélation 12 par l'intermédiaire d'un signal de commande issu du quatrième circuit de calcul 43. Le circuit de corrélation 12 délivre donc successivement au troisième circuit de calcul 50 par l'intermédiaire de l'interrupteur commandé 47, les deux valeurs de la fonction d'autocorré lation correspondant aux retards T'R(1) et T"R(1).

A ce point de fonctionnement, le circuit d'estimation 13 ne fait plus intervenir le premier circuit de calcul 48. Si 1 représente le rang de l'estimation de la période P (1) du signal S(t) par le second circuit de calcul 54, le troisième circuit de calcul 50 effectue les calculs: T'R(R) C(T'R(Q)) - T'R(t. C(T"R(Q) t (1) = o C(T'R(D) - C(T"R(b) le quatrième circuit de calcul 43 effectue: P+i to(i+1) = to(b. 2-1 et le second circuit de calcul 54: A 'Q TR = P(0/4 et P( = to(f) . 24-1 les circuits d'addition 41 et de soustraction 42 déterminent les 30 nouvelles valeurs de T'R(f+1) et T"R(Q+1) 10 T'R(f+l) = to(e+1) + d 'ETR/2 T''Rg1) = to(f+1) - A'QTR/2 la boucle est alors refermée par l'intermédiaire du circuit de corrélation 12, Ces opérations vont ainsi se répéter autant de fois que le circuit de comparaison 44 le permet, compte tenu de la valeur du temps 2 contenu dans le circuit mémoire 45. Ainsi, le premier circuit de calcul 48 ne sert qu'à la détermination de la première valeur estimée de la

A

période du signal S(t) ; ensuite les mesures successives de la période P 10 du signal S(t) s'effectuent à l'aide du second, du troisième et du quatrième circuit de calcul.

Cet ensemble des trois circuits de calcul 50, 54 et 43, permet ainsi, par l'intermédiaire du circuit d'addition 41, du circuit de soustraction 42 et du circuit de corrélation 12 d'obtenir des mesures sucessives de plus en plus précises de la période P du signal S(t) appliqué à l'entrée du dispositif selon l'invention. Des expériences ont montré que pour f > 3, les valeurs obtenues pour la mesure de la période du signal S(t) ont une précision meilleure que 1 %. On peut ainsi dans une variante du dispositif selon l'invention envisager une réduction du temps T/2 mémorisé dans le circuit mémoire 45 de façon que l'interrupteur 52 ne laisse passer au circuit mémoire 53 que les trois premières valeurs estimées de la période issue du second circuit de calcul 54. Dans le circuit d'estimation 13 défini comme précédemment, la synchronisation entre ce circuit d'estimation 13 et le circuit de corrélation 12 n'est pas représentée. En particulier la commande de départ de l'horloge du circuit 36 appartenant au circuit de corrélation 12 peut se faire à partir du circuit multiplexeur 40. L'ensemble des quatre circuits de calcul du circuit d'estimation 13, 48, 50, 54 et 43 sont de façon préférentielle mais non limitative constitués de circuits de calcul du type micropro- censeur équipés des circuits périphériques permettant leur bon fonctionnement. En pratique, ces quatre circuits de calcul 48, 50, 54 et 43 effectuant des opérations simples, un seul et unique circuit du type microprocesseur muni de ces circuits périphériques sera nécessaire pour réaliser l'ensemble du circuit d'estimation 13.

La figure 7 montre un exemple de la fonction d'autocorrélation C(TR) sur laquelle ont été figurées les positions des valeurs calculées par les quatre circuits de calcul du circuit d'estimation 13. La courbe en trait plein CT5 représente la fonction d'autocorrélation telle qu'elle devrait être si le signal S(t) ne comportait pas de bruit. La courbe en pointillés CT6 de cette même figure 7 représente la fonction d'autocorrélation réelle telle qu'elle est mesurée par rapport au signal S(t) superposé à du bruit. Sur cette figure 7 ont été représentéesles valeurs calculées par le circuit d'estimation 13 pour les deux premières valeurs de retard TR notées ici to(1) et to(2) annulant la fonction d'autocorrélation C(TR). L'ensemble de ces valeurs a été défini précédemment.

Un tel dispositif de mesure de la période d'un signal peut être avantageusement utilisé dans des systèmes de brouillage montés sur des mobiles. En effet, ces dispositifs de brouillage sont conçus de façon à pouvoir émettre des ondes dont les caractéristiques dépendent des caractéristiques de l'onde émise par le radar cherchant à détecter le mobile porteur du dispositif de brouillage. Il est donc important pour ce dispositif de brouillage, de connaître avec précision, les caractéristiques du signal émis par le radar. Dans le cas d'un radar à scanning, une des caractéristiques les plus importantes, correspond à la modulation introduite par la rotation du lobe principal de rayonnement autour de l'axe mécanique de l'antenne. Un système de brouillage comportant un dispositif de mesure de la période d'un signal comme décrit précédemment permettra donc pendant un temps très bref, de déterminer avec précision la valeur de la période de rotation du lobe principal du diagramme de rayonnement autour de l'axe mécanique de l'antenne et donc d'améliorer la qualité de l'onde émise par le brouilleur. Cette mesure de la période sera renouvelée à un rythme continu, de façon à tenir compte des dérives possibles de la vitesse de rotation du lobe principal de rayonnement par rapport à l'axe de l'antenne du radar. Ceci conduit donc à répéter périodiquement l'ensemble du traitement décrit précédemment. Ce rythme de reproduction se fera avec une période supérieure ou égale au temps total nécessaire pour effectuer l'ensemble des calculs à l'aide des différents circuits du dispositif selon l'invention.

On a ainsi décrit un dispositif de mesure de la période d'un signal et son application à un système de brouillage.

Claims (1)

16 REVENDICATIONS

1. Dispositif de mesure de la période d'un signal, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de comparaison (10) recevant le signal S(t) dont on cherche à mesurer la période, directement et par l'intermédiaire d'un circuit d'intégration (11) calculant la valeur moyenne S(t) du signal S(t) ce circuit de comparaison (10) délivrant le signal Q(t) défini par: Q(t) = 1 si S(t) > S(t) Q(t) = 1 si s(t) S(t) un circuit de corrélation (12) calculant la fonction d'autocorrélation du signal Q(t) pour différentes valeurs de retard TR appliquées au circuit de corrélation, un circuit d'estimation recevant le signal C(TR) correspondant à la fonction d'autocorrélation et modifiant le retard TR en fonction de la valeur de ce signal C(TR) de façon à déterminer les valeurs de ce retard TR annulant la fonction d'autocorrélation, et pour chacune de celles-ci l'estimée de la période du signal Q(t) donc du signal S(t).

2. Dispositif de mesure de la période' d'un signal selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal S(t) a une durée limitée de valeur T prédéterminée par un circuit d'échantillonnage et de codage (18) connecté entre la borne d'entrée du dispositif et le circuit de corrélation (12), ce circuit de corrélation (12) effectuant lautocorrélation C(TR) du signal Q(t) défini par:

T

C(TR) _ Q(t) R(t-TR) dt ou R(t) = Q(t) si 0 < t < T/2 R(t) = 0 si T/2 < t < T 3. Dispositif de mesure de la période d'un signal selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de comparaison (10) comporte un comparateur (20) recevant le signal S(t) et le signal S(t), un circuit de soustraction (22) connecté à la sortie du comparateur (20) d'une part directement et d'autre part par l'intermédiaire d'un circuit inverseur (21) délivrant le complément du signal binaire qu'il reçoit.

4. Dispositif de mesure de la période d'un signal selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le circuit de corrélation (12) comporte un circuit de comparaison d'égalité (31) recevant le signal Q(t) directement et par l'intermédiaire d'un circuit de retard (30), un circuit de soustraction (33) connecté à la sortie du circuit de comparaison d'égalité (31) directement et par l'intermédiaire d'un circuit inverseur (32), un circuit d'intégration (34) connecté à la sortie du circuit de soustraction (33) et à un circuit (36) de commande délivrant un signal unité pendant un intervalle de temps de durée 2 par l'intermédiaire d'un second circuit de retard (35), ces deux circuits de retard (30) et (35) étant commandés simultanément par un signal issu du circuit d'estimation (13) de telle façon que ces deux circuits de retard (30) et (35) introduisent un même retard de valeur TR.

5. Dispositif de mesure de la période d'un signal selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'estimation (13) comporte un ensemble de circuits de calcul (48, 50, 54 et 43) délivrant un signal P(i) d'estimation de la période du signal testé, ou i représente le rang de l'estimation considérée, qui est d'autant meilleure que i est grand, ce signal P(i) étant défini par: t (i+2) - t (1) ou t 0(i) représente l'instant estimé du ième passage par la valeur moyenne de la fonction C(TR) d'autocorrélation.

6. Dispositif de mesure de la période d'un signal selon la revendication 1, caractérisé en ce que le retard calculé par le circuit d'estimation (13) et appliqué au circuit d'estimation (12) pour l'estimation de la période de rang i du signal S(t) testé est donné par la formule de récurrence: TR(i) = TR(i-1) + TO. 21 où T0 est une valeur prédéterminée contenu dans un circuit mémoire (49).

7. Dispositif de mesure de la période d'un signal selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de TO est choisie comprise entre le quart de la période minimale du signal appliqué à l'entrée (E) du dispositif et le temps de corrélation du bruit superposé à ce signal S(t) dont on veut mesurer la période.

8. Système de brouillage, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif 35 de mesure de la période d'un signal selon l'une quelconque des

revendications précédentes.

P(i)=2 0 0 i+1