FR2932896A1

FR2932896A1 - Aerial target e.g. airborne radar, detecting device for protecting e.g. airplane, has antennae with reception modules connected to reception channels, and antenna beam formed through digital beam formation from signals received via modules

Info

Publication number: FR2932896A1
Application number: FR0803526A
Authority: FR
Inventors: Stephane Kemkemian; Myriam Nouvel
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2009-12-25
Anticipated expiration: 2028-06-24
Also published as: FR2932896B1

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de détection de cibles dans l'espace, notamment pour la protection d'aéronefs contre des menaces aériennes. Le de détection de cibles aériennes équipant un aéronef, il comporte au moins : - des moyens d'émission de signaux hyperfréquence ; - des moyens de réception de signaux réfléchis par une cible ; - des moyens de calcul ; - une pluralité d'antennes disposées autour de l'aéronef et couplées aux moyens d'émission et de réception, chaque antenne étant composée d'au moins un module pour l'émission couvrant un domaine angulaire donné et alimenté par les moyens d'émission et d'au moins deux modules pour la réception reliés aux moyens de réception, le faisceau d'antenne à la réception étant formé par formation de faisceau par le calcul (FFC) par les moyens de calcul à partir des signaux (811, S12, S21, S22) reçus par chaque module de réception.The present invention relates to a device for detecting targets in space, in particular for the protection of aircraft against aerial threats. The detection of air targets equipping an aircraft, it comprises at least: - means of transmitting microwave signals; means for receiving signals reflected by a target; - calculation means; a plurality of antennas arranged around the aircraft and coupled to the transmitting and receiving means, each antenna being composed of at least one transmission module covering a given angular range and powered by the transmitting means and at least two receiving modules connected to the receiving means, the receiving antenna beam being formed by calculation (FFC) beam calculation by the computing means from the signals (811, S12, S21, S22) received by each receiving module.

Description

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DISPOSITIF DE DETECTION DE CIBLES DANS L'ESPACE, NOTAMMENT POUR LA PROTECTION D'AERONEFS CONTRE DES MENACES AERIENNES DEVICE FOR DETECTING TARGETS IN THE SPACE, IN PARTICULAR FOR THE PROTECTION OF AIRCRAFT AGAINST AIR THREATS

La présente invention concerne un dispositif de détection de cibles dans l'espace, notamment pour la protection d'aéronefs contre des menaces aériennes. The present invention relates to a device for detecting targets in space, in particular for the protection of aircraft against aerial threats.

Les systèmes radar existant de protection contre les missiles, appelés généralement MWS selon l'expression anglo-saxonne Missile Warning System , travaillent habituellement en bande L. Ils équipent notamment des avions ou des drones. Ils doivent permettre de protéger un domaine 1 o angulaire autour d'un avion défini par un angle solide dépendant de la cinématique du missile adverse. Le domaine angulaire est compris typiquement entre -40° à +10° en élévation et parcourt 360° en azimut. Ces systèmes de protection sont généralement constitués de 4 à 6 antennes fixes chacune dédiée à la protection de 1/4 à 1/6 du domaine. Les antennes 15 n'effectuent pas de balayage de faisceau, en particulier pour des raisons de coût, d'encombrement mécanique et de fiabilité. Chaque antenne occupe un espace d'environ 20 centimètres de diamètre sur un avion à protéger. L'antenne peut néanmoins être circulaire ou d'une autre forme, par exemple rectangulaire 20 Pour des raisons de congestion spectrale de plus en plus importante, en particulier dans la bande L, on envisage d'augmenter la fréquence de fonctionnement de ces systèmes tout en conservant des performances identiques aux systèmes actuels. La bande S pourrait être utilisée pour atteindre ces performances. Cependant, l'équation radar montre que ce 25 changement de fréquence entraîne des pertes au niveau du bilan énergétique, notamment si l'on s'astreint à conserver le même nombre d'antennes qu'en bande L. L'équation radar, donnant la portée maximale de détection R, est la suivante : 30 Gr:G,?22a(À)T / L (1 où PE est la puissance émise, GE et GR sont respectivement les gains à l'émission et à la réception, a, est la longueur d'onde, 6(2) est la surface équivalent radar (SER) cible, fonction de la longueur d'onde, Test la période de répétition des scans ou scrutations, L représente les pertes 5 hyperfréquences. Le produit GEGR et T/L sont indépendants de la bande fréquence,- à condition toutefois de ne pas modifier la couverture angulaire des antennes, et a.2a(X) dépendent de la bande de fréquence. En bande S, la taille des antennes doit être réduite afin de conserver la 10 même couverture qu'en bande L, le gain d'antenne restant alors constant. La puissance émise étant fixe, les gains d'antennes restant constants et la période T restant également constante pour des raisons de réactivité, une partie de gain est perdue sur le bilan radar à cause du changement de fréquence. Ainsi, 7.2 dB théoriques peuvent être perdus sur le bilan radar à 15 la suite de ce changement de fréquence, qui est divisé par un facteur 2.3 dans le cas du passage de la bande L à la bande S. Il y a donc un besoin de conserver des performances identiques en terme de détection par passage d'une bande de fréquence à une autre, en rattrapant tout ou partie de cette perte de 7.2 dB sur le bilan énergétique d'un radar. 20 Un but de l'invention est notamment de permettre d'augmenter la fréquence de fonctionnement d'un radar tout en conservant une couverture angulaire donnée sans augmenter la puissance émise. A cet effet l'invention a pour objet un dispositif de détection de cibles aériennes équipant un aéronef, 25 caractérisé en ce qu'il comporte au moins : des moyens d'émission de signaux hyperfréquence ; des moyens de réception de signaux réfléchis par une cible ; des moyens de calcul ; une pluralité d'antennes disposées autour de l'aéronef et couplées 30 aux moyens d'émission et de réception, chaque antenne étant composée d'au moins un module pour l'émission couvrant un domaine angulaire donné et alimenté par les moyens d'émission et d'au moins deux modules pour la réception reliés aux moyens de réception, le faisceau d'antenne à la réception étant formé par formation de 35 faisceau par le calcul (FFC) par les moyens de calcul à partir des signaux reçus par chaque module de réception. 15 3 Une antenne comportant un nombre n de modules pour l'émission (21, 22) , elle comporte par exemple un nombre 2n de modules (23, 24, 25, 26) pourla réception. Le dispositif comporte par exemple des moyens de traitement des signaux 5 reçus pour localiser la cible, les moyens de traitement, de calcul de formation de faisceaux et la source hyperfréquence étant centralisés dans un radar. The existing missile protection radar systems, generally called MWS according to the Anglo-Saxon term Missile Warning System, usually work in L-band. They equip aircraft or drones in particular. They must make it possible to protect an angular area around a plane defined by a solid angle depending on the kinematics of the opposing missile. The angular range is typically between -40 ° to + 10 ° in elevation and travels 360 ° in azimuth. These protection systems generally consist of 4 to 6 fixed antennas each dedicated to the protection of 1/4 to 1/6 of the domain. Antennas 15 do not perform beam scanning, particularly for reasons of cost, mechanical size and reliability. Each antenna occupies a space of about 20 centimeters in diameter on a plane to protect. The antenna may nevertheless be circular or of another form, for example rectangular. For reasons of increasing spectral congestion, particularly in the L-band, it is envisaged to increase the operating frequency of these systems. maintaining the same performance as the current systems. The S band could be used to achieve these performances. However, the radar equation shows that this frequency change causes losses in the energy balance, especially if one is forced to keep the same number of antennas as in the L band. The radar equation, giving the maximum detection range R is as follows: 30 Gr: G,? 22a (A) T / L (1 where PE is the transmitted power, GE and GR are respectively the gains at transmission and at reception, a , is the wavelength, 6 (2) is the radar equivalent surface (SER) target, wavelength function, Test the repetition period of the scans or scans, L represents the microwave losses 5. The product GEGR and T / L are independent of the frequency band, - provided however that the angular coverage of the antennas is not modified, and a.2a (X) depends on the frequency band, in S-band the antenna size must be reduced. in order to maintain the same coverage as in the L-band, the antenna gain then remaining constant. emitted being fixed, the antennas gains remaining constant and the period T remaining also constant for reasons of responsiveness, a part of gain is lost on the radar balance because of the change of frequency. Thus, 7.2 theoretical dB can be lost on the radar balance as a result of this frequency change, which is divided by a factor of 2.3 in the case of the transition from the L-band to the S-band. There is therefore a need for maintain identical performance in terms of detection by passing from one frequency band to another, by catching all or part of this loss of 7.2 dB on the energy balance of a radar. An object of the invention is in particular to make it possible to increase the frequency of operation of a radar while maintaining a given angular coverage without increasing the transmitted power. To this end, the subject of the invention is a device for detecting aerial targets fitted to an aircraft, characterized in that it comprises at least: means for transmitting microwave signals; means for receiving signals reflected by a target; calculating means; a plurality of antennas arranged around the aircraft and coupled to the transmitting and receiving means, each antenna being composed of at least one transmission module covering a given angular range and powered by the transmitting means and at least two receiving modules connected to the receiving means, the receiving antenna beam being formed by computation beam calculation (FFC) by the computing means from the signals received by each module reception. 3 An antenna having a number n of modules for transmission (21, 22), it comprises for example a number 2n of modules (23, 24, 25, 26) for reception. The device comprises, for example, signal processing means 5 received to locate the target, the processing means, beamforming calculating means and the microwave source being centralized in a radar.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent : la figure 1, un exemple de réalisation d'une antenne dans un système de protection selon l'art antérieur ; la figure 2, un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention ; la figure 3, un exemple d'un ensemble de faisceaux, représentés par leurs vecteurs directeurs, ces faisceaux étant calculés par FFC utilisé dans un dispositif selon l'invention ; la figure 4, une présentation des faisceaux dans un plan du cosinus directeur. Other features and advantages of the invention will become apparent with the aid of the following description made with reference to appended drawings which represent: FIG. 1, an exemplary embodiment of an antenna in a protection system according to the art previous; Figure 2, an exemplary embodiment of a device according to the invention; FIG. 3, an example of a set of beams, represented by their direction vectors, these beams being calculated by FFC used in a device according to the invention; Figure 4, a presentation of the beams in a director cosine plane.

La figure 1 illustre un exemple d'antenne 1 d'un systèrne selon l'art antérieur, fonctionnant notamment en bande L. Un tel système comporte plusieurs antennes de ce type, 4 à 6 par exemple, comme indiqué précédemment. Ces antennes sont disposées pour assurer la couverture angulaire souhaitée, c'est-à-dire 360° en azimut et 50° en élévation par exemple. Ainsi, l'antenne 1 de la figure 1, contenue par exemple dans un disque 2 de 20 centimètres de diamètre environ, assure l'émission et la réception et couvre un domaine angulaire définit par un angle eAZ sensiblement égal à 90° en azimut et par un angle 0EL sensiblement égal à 50° en élévation. Elle est ~o reliée par une liaison 3 à une source hyperfréquence. Un tel système ne permet pas de répondre au problème lié à la congestion spectrale de plus en plus importante dans les applications de protection contre des missiles notamment. FIG. 1 illustrates an example of antenna 1 of a system according to the prior art, operating in particular in L-band. Such a system comprises several antennas of this type, for example 4 to 6, as indicated previously. These antennas are arranged to provide the desired angular coverage, that is to say 360 ° in azimuth and 50 ° in elevation, for example. Thus, the antenna 1 of FIG. 1, contained for example in a disk 2 approximately 20 centimeters in diameter, provides transmission and reception and covers an angular range defined by an angle eAZ substantially equal to 90 ° in azimuth and by an angle 0EL substantially equal to 50 ° in elevation. It is ~ o connected by a link 3 to a microwave source. Such a system does not make it possible to respond to the problem related to the increasing spectral congestion in missile protection applications in particular.

15 La figure 2 illustre un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention. Plus particulièrement, la figure 2 présente un élément d'un dispositif selon l'invention. II s'agit d'une antenne pouvant être comme l'antenne de la figure 1, placée tout autour d'un avion pour la protection antimissile. Avantageusement l'invention, fonctionnant en bande S par exemple, utilise le 20 même encombrement qu'une solution en bande L selon l'art antérieur. Les composants de l'élément de la figure 2 sont situés dans un même emplacement, en revanche un certain nombre d'éléments du type de celui de la figure 2 sont placés tout autour de l'avion pour garantir la couverture. Ainsi un même disque 2, d'environ 20 centimètres de diamètre, contient au 25 moins un module d'émission 21, 22 et plusieurs modules de réception 23, 24, 25, 26, par exemple 2 à n modules de réception. Dans le mode de réalisation présenté en figure 2, le disque 2 contient deux modules d'émission 21, 22 et quatre modules de réception 23, 24, 25, 26. Dans l'antenne de la figure 2, la partie émission 21, 22 est séparée de la 30 partie réception 23, 24, 25, 26. Pour une même surface d'encombrement 2, la couverture angulaire à la réception est la même que dans le cas précédent illustré par la figure 1, grâce à une formation de faisceau par le calcul effectuée sur les modules de réception 23, 24, 25, 26. En effet, avantageusement, la formation de faisceau par le calcul (FFC) est utilisée pour former simultanément un nombre important de faisceaux à la réception permettant notamment : de couvrir un large domaine angulaire ; d'obtenir un gain d'antenne le plus important possible. FIG. 2 illustrates an exemplary embodiment of a device according to the invention. More particularly, Figure 2 shows an element of a device according to the invention. It is an antenna that can be like the antenna of Figure 1, placed all around an aircraft for missile protection. Advantageously, the invention, operating in S-band for example, uses the same bulk as an L-band solution according to the prior art. The components of the element of Figure 2 are located in the same location, however a number of elements of the type of Figure 2 are placed around the aircraft to ensure coverage. Thus, the same disk 2, approximately 20 centimeters in diameter, contains at least one transmission module 21, 22 and several reception modules 23, 24, 25, 26, for example 2 to n reception modules. In the embodiment shown in FIG. 2, the disk 2 contains two transmission modules 21, 22 and four reception modules 23, 24, 25, 26. In the antenna of FIG. 2, the transmission part 21, 22 it is separated from the receiving part 23, 24, 25, 26. For the same space area 2, the angular coverage on reception is the same as in the previous case illustrated in FIG. 1, thanks to beam formation. by the calculation carried out on the reception modules 23, 24, 25, 26. In fact, advantageously, the beamforming by calculation (FFC) is used to simultaneously form a large number of beams at the reception, in particular allowing: to cover a wide angular domain; to obtain the largest antenna gain possible.

Les modules d'émission 21, 22 peuvent être à faible directivité. Les modules de réception ne sont pas directifs en azimut. Ils couvrent en effet chacun le même domaine que le faisceau à l'émission. L'étroitesse du faisceau est obtenue par calcul après FFC. La couverture angulaire du dispositif, via la FFC, est toujours sensiblement égale à 50° en élévation et à 360° en azimut, pourvu que l'on dispose suffisant d'antennes du type de celle de la figure 2 autour de l'avion. Une unité d'émission et de réception 20 est par exernple située à proximité de chaque antenne. Cette unité comporte des circuits classiques d'émission et de réception. En particulier elle comporte par exemple un amplificateur de puissance 211, 221 associé à chaque module d'émission 21, 22, chaque amplificateur fournissant l'onde hyperfréquence à émettre. Un seul amplificateur de puissance pourrait cependant alimenter plusieurs modules d'émission, le choix du nombre d'amplificateur dépendant notamment des possibilités en puissance de ces derniers. The transmission modules 21, 22 may be of low directivity. Receiving modules are not directional in azimuth. In fact, they cover the same domain as the beam on transmission. The narrowness of the beam is obtained by calculation after FFC. The angular coverage of the device, via the FFC, is always substantially equal to 50 ° in elevation and 360 ° in azimuth, provided that there are sufficient antennas of the type of that of Figure 2 around the aircraft. A transmitting and receiving unit 20 is for example located near each antenna. This unit comprises conventional transmission and reception circuits. In particular, it comprises, for example, a power amplifier 211, 221 associated with each transmission module 21, 22, each amplifier supplying the microwave to be transmitted. A single power amplifier could, however, supply several transmission modules, the choice of the number of amplifier depending in particular power capabilities of the latter.

La puissance fournie par chaque amplificateur est par exemple de l'ordre d'une centaine de Watts. Ces amplificateurs peuvent être réalisés à partir d'éléments semi-conducteurs tels que des transistors de puissance à effet de champs. Un ensemble 201 de canaux de réception sont associés aux modules de réception, un canal étant associé à chaque module. Ces canaux sont par exemple de type numérique, de sorte que l'ensemble 201 comporte par ailleurs les circuits d'échantillonnage et de conversion analogique-numérique, ainsi que les filtres classiques associés. Ces filtres sont analogiques ou numériques en fonction de leur situation par rapport aux circuits de conversion analogique-numérique. L'ensemble 201 peut comporter par ailleurs de amplificateurs faible bruit pour amplifier les signaux reçus. Une liaison 27 relie les amplificateurs de puissance à une source hyperfréquence centralisée. Deux solutions sont possibles. Dans une première solution, le générateur de signal est central et une liaison 27 par câble coaxial,fibre optique ou tout autre type de liaison de type filaire véhicule le signal hyperfréquence de bas niveau vers l'antenne, plus particulièrement vers les amplificateurs. Dans une autre solution, l'antenne dispose de son propre générateur hyperfréquence et seuls des signaux de synchronisation sont véhiculés par câble ou fibre optique ou tout autre type de liaison de type filaire. Une possibilité de synchronisation par des moyens radioélectriques sans connexion physique est aussi enviseageable. De même, la sortie de l'ensemble de canaux de réception numériques est reliée via un bus de liaison bidirectionnel 28 à une unité centrale comportant des moyens de traitement. Cette unité effectue notamment les calculs de la ~o FFC. Ces moyens de traitement, comme la source hyperfréquence peuvent être centralisés et commun à toutes les antennes et unités d'émission/réception 20 du dispositif selon l'invention. Ils peuvent être notamment inclus dans un radar ayant d'autres fonctions ou missions que la seule protection anti-missiles. Plusieurs modes de réalisation du bus de 15 liaison numérique peuvent être envisagés. Cette liaison numérique 28 peut notamment être de type filaire ou de type sans fil. Enfin une ligne d'alimentation électrique 29 fournit l'énergie électrique nécessaire aux circuits de l'unité d'émission et de réception 20 depuis une source d'énergie qui peut être centralisée elle aussi. 20 Dans l'exemple de la figure 2, l'unité d'émission et de réception 20 comporte deux amplificateurs de puissance 211, 221 et quatre canaux de réception en relation avec le nombre de modules d'émission et de réception de l'antenne. Le fait de placer les fonctions hyperfréquence d'émission et de réception, localisées dans l'unité 20, au plus près des modules 21, 22, 23, 24, 25, 26 de 25 l'antenne permet de réduire les pertes inhérentes aux liaisons entre les antennes et les fonctions hyperfréquence dans le bilan énergétique global du dispositif. Les modules d'émission et de réception peuvent être réalisés classiquement sous forme d'éléments rayonnant, que l'on pourra encore appeler patch 30 par la suite. The power supplied by each amplifier is for example of the order of a hundred Watts. These amplifiers can be made from semiconductor elements such as field effect power transistors. A set 201 of reception channels are associated with the reception modules, a channel being associated with each module. These channels are for example of the digital type, so that the assembly 201 also includes the sampling and analog-digital conversion circuits, as well as the associated conventional filters. These filters are analog or digital depending on their situation with respect to analog-to-digital conversion circuits. The assembly 201 may furthermore comprise low-noise amplifiers for amplifying the received signals. A link 27 connects the power amplifiers to a centralized microwave source. Two solutions are possible. In a first solution, the signal generator is central and a connection 27 by coaxial cable, optical fiber or any other type of wired link conveys the low-level microwave signal to the antenna, more particularly to the amplifiers. In another solution, the antenna has its own microwave generator and only synchronization signals are conveyed by cable or optical fiber or any other type of wired type connection. A possibility of synchronization by radio means without physical connection is also conceivable. Similarly, the output of the set of digital reception channels is connected via a bidirectional link bus 28 to a central unit comprising processing means. This unit performs in particular the calculations of the ~ o FFC. These processing means, such as the microwave source, can be centralized and common to all the antennas and transmit / receive units 20 of the device according to the invention. They may be included in a radar with other functions or missions than the only missile protection. Several embodiments of the digital link bus can be envisaged. This digital link 28 may in particular be of the wired or wireless type. Finally, a power supply line 29 supplies the electrical energy required for the circuits of the transmitting and receiving unit 20 from a power source which can also be centralized. In the example of FIG. 2, the transmission and reception unit 20 comprises two power amplifiers 211, 221 and four reception channels in relation to the number of transmit and receive modules of the antenna. . Placing the microwave transmission and reception functions, located in the unit 20, as close as possible to the modules 21, 22, 23, 24, 25, 26 of the antenna makes it possible to reduce the losses inherent in the links. between the antennas and the microwave functions in the overall energy balance of the device. The transmission and reception modules can be conventionally produced as radiating elements, which may be called patch 30 thereafter.

La figure 3 illustre sous forme vectorielle un exemple d'ensemble de faisceaux formés numériquement à partir des quatre modules de réception de la figure 2. Les patchs de réception 23, 24, 25, 26 sont représenté dans un plan O, Y, Z, le point O étant au milieu des quatre modules, ces derniers étant placés deux par deux et en carré, et contigus par exemple. A titre d'exemple, la figure 3 présente une solution à 5 faisceaux représentés par leurs vecteurs directeurs 31, 32, 33, 34, 35. Le vecteur directeur 31 du premier faisceau est colinéaire avec l'axe X du repère O, X, Y, Z. Chaque voie de réception reçoit un signal S. Ainsi, en partant du premier patch 23 placé dans un quart de plan 30 et recevant un signal S11, les patches 25, 26, 24 disposés à la suite selon le sens trigonométrique reçoivent respectivement les signaux S21, S22, et S12. Ces amplitudes sont numérisées to et un vecteur Vs des voies de réception numériques est ainsi obtenu : 'S '\ VS = S'' (2) S,, S Les signaux ai sont des valeurs complexes comportant une amplitude et une phase, correspondant à l'amplitude et à la phase du signal reçu. FIG. 3 illustrates in vector form an example of a set of beams formed numerically from the four reception modules of FIG. 2. The reception patches 23, 24, 25, 26 are represented in a plane O, Y, Z, the point O being in the middle of the four modules, the latter being placed two by two and square, and contiguous for example. By way of example, FIG. 3 shows a solution with 5 beams represented by their director vectors 31, 32, 33, 34, 35. The directing vector 31 of the first beam is collinear with the X axis of the reference O, X, Y, Z. Each receiving channel receives an S signal. Thus, starting from the first patch 23 placed in a quarter of a plane 30 and receiving a signal S11, the patches 25, 26, 24 arranged subsequently in the trigonometric direction receive respectively the signals S21, S22, and S12. These amplitudes are digitized to and a vector Vs of the digital reception channels is thus obtained: ## EQU1 ## The signals a1 are complex values comprising an amplitude and a phase, corresponding to amplitude and phase of the received signal.

15 Le figure 4 illustre les cinq faisceaux relatifs à la figure 3 par une vue en coupe dans un plan du cosinus directeur défini par les axe u, v défini par : - u = sin(y)cos(6) v = sin(8) 20 où yy, 8 représentent respectivement l'angle entre le vecteur directeur 33 du troisième faisceau et l'axe X et l'angle entre le vecteur directeur 35 du FIG. 4 illustrates the five beams relating to FIG. 3 by a sectional view in a plane of the directional cosine defined by the axis u, v defined by: u = sin (y) cos (6) v = sin (8) Where yy, 8 respectively represent the angle between the steering vector 33 of the third beam and the X axis and the angle between the steering vector 35 of the

cinquième faisceau et l'axe X. Le premier faisceau 41 est placé au milieu des quatre autres faisceaux 42, 43, 44, 45. 25 Dans le cas de quatre sous-réseaux rayonnants, composés dans l'exemple de la figure 2 des quatre patch rayonnant 23, 24, 25, 26 à la réception, le principe de formation de faisceau par le calcul (FFC) est donné par la relation suivante, donnant l'équation permettant le calcul du faisceau d'ordre k : Sä Faisceau(k) = [Wä (k) W,, (k) W21 (k) W22 (k)]. S12 J Vecteur poids pour le kiéme faisceau S21 Sä The first beam 41 is placed in the middle of the four other beams 42, 43, 44, 45. In the case of four radiating subarrays, composed in the example of FIG. radiating patch 23, 24, 25, 26 at the receiving end, the principle of beamforming by calculation (FFC) is given by the following relation, giving the equation allowing the computation of the beam of order k: Sä Beam (k ) = [W (k) W ,, (k) W21 (k) W22 (k)]. S12 J Vector weight for the kieme beam S21 Sä

Vecteur des voies récepteurs numériques Cette relation montre que le k'éme faisceau, Faisceau (k), est obtenu par le produit scalaire du vecteur Vs et d'un vecteur de poids Vw correspondant à 5 ce kième faisceau : 'Wä (k) Wi2 (k) W2, (k) jW,2 (k)) Le tableau suivant donne les composantes du vecteur poids Vw pour les cinq 10 faisceaux des figures précédentes : Faisceau n° 1 2 3 4 5 7r Wä = expj 4 7r Wä = expj 4 Wä = expj 4 Wä = expj 4 Wä = 1 -1t R 1I ùlf Vecteur w 2 = 1 W, =expj 4 W,, W;, W,, =expj 4 Poids W _ 1 =expj 4 = expj 4 21 W_,=expj- W21=expjùn W,,=:expjù~ W,,=eXp- yÿ,2= 4 4 4 .l 4 Wä=expj ! Wä=expj4 W,_=expj 4 =expj L'exemple de réalisation selon l'invention illustré par la figure 2 et les figures suivantes montre, qu'après avoir séparé les fonctions d'émission et de 15 réception, l'invention utilise avantageusement le principe de formation de faisceau par le calcul pour former simultanément un nombre important de faisceaux à la réception permettant : de couvrir un large domaine angulaire ; d'obtenir un gain d'antenne plus important. Vector of Digital Receiving Channels This relation shows that the k'th beam, Beam (k), is obtained by the scalar product of the vector Vs and a vector of weight Vw corresponding to this kth beam: 'Wä (k) Wi2 (k) W2, (k) jW, 2 (k)) The following table gives the components of the weight vector Vw for the five beams of the preceding figures: Beam n ° 1 2 3 4 5 7r Wä = expj 4 7r Wä = expj 4 Wä = expj 4 Wä = expj 4 Wä = 1 -1t R 1I ùlf Vector w 2 = 1 W, = expj 4 W ,, W ;, W ,, = expj 4 Weight W _ 1 = expj 4 = expj 4 21 W _, = exp_-W21 = expjn W ,, =: expju ~ W ,, = eXp-y, 2 = 4 4 4. The exemplary embodiment according to the invention illustrated by FIG. 2 and the following figures shows that after having separated the transmission and reception functions, the invention uses advantageously the principle of beamforming by computing to simultaneously form a large number of beams on reception to: cover a wide angular range; to obtain a larger antenna gain.

(3) (4) L'exemple précédent comporte cinq faisceaux. Néanmoins, une infinité de faisceaux peut être utilisée dans la limite de la puissance de calcul disponible. L'invention présente notamment comme avantage d'augmenter le bilan radar avec un coût réduit et une bonne fiabilité, en particulier par rapport à d'autres solutions qui auraient recours à des antennes de type antennes à balayage électronique passives ou active qui coûtent très cher. L'invention permet ainsi de façon économique et fiable d'augmenter la fréquence de fonctionnement d'un radar équipé d'un système de protection anti-missiles tout en conservant une couverture angulaire donnée sans augmenter la puissance émise et donc à consommation électrique constante. L'invention s'applique notamment pour des radars aéroportés qui peuvent être équipés d'un dispositif tel que décrit précédemment, ou associé à celui-ci. Le radar aéroporté peut être porté par tous types d'aéronefs, par exemple des avions, des hélicoptères ou des drones. Le dispositif permet la protection contre des missiles ou tous autres types de menaces aériennes par leur détection dans la zone angulaire couverte par le dispositif. Une fois la détection effectuée, le radar et l'aéronef peuvent répliquer, soit par évitement, soit par contre-attaque. Dans le cas de drones, un dispositif selon l'invention permet d'assurer la fonction voir et éviter appelée encore Sense & Avoid dans la terminologie anglo-saxonne, cette fonction équipant essentiellement les drones. (3) (4) The previous example has five beams. Nevertheless, an infinity of beams can be used within the limits of the computing power available. The invention has the particular advantage of increasing the radar balance at a reduced cost and a good reliability, particularly compared to other solutions that would use passive or active electronic scanning antenna antennas which are very expensive . The invention thus makes it possible economically and reliably to increase the frequency of operation of a radar equipped with a missile protection system while maintaining a given angular coverage without increasing the transmitted power and therefore constant power consumption. The invention is particularly applicable to airborne radars that can be equipped with a device as described above, or associated therewith. The airborne radar can be carried by all types of aircraft, for example planes, helicopters or drones. The device allows protection against missiles or any other types of airborne threats by their detection in the angular area covered by the device. Once the detection is done, the radar and the aircraft can replicate, either by avoidance or by counter-attack. In the case of drones, a device according to the invention makes it possible to ensure the see and avoid function, also called Sense & Avoid in the English terminology, this function essentially equipping the drones.

Claims

REVENDICATIONS1. Device for detecting aerial targets fitted to an aircraft, characterized in that it comprises at least: means for transmitting microwave signals (211, 221); receiving means (201) for signals reflected by a target; Computing means; a plurality of antennas (2) arranged around the aircraft and coupled to the transmitting and receiving means, each antenna being composed of at least one transmitting module (21, 22) covering a given angular range and fed by the transmitting means and at least two receiving modules (23, 24, 25, 26) connected to the receiving means, the antenna beam (41, 42, 43, 44, 45). at the receiving end being formed by calculation beam (FFC) by the computing means from the signals (S11, S12, S21, S22) received by each receiving module. 15

2. Device according to claim 1, characterized in that a plurality of beams (41, 42, 43, 44, 45) are simultaneously formed in reception.

3. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the transmission and reception modules are placed inside a same disk (2).

4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that an antenna comprising a number n of modules for the emission (21, 22), it comprises a number 2n of modules (23, 24, 25, 26) for the reception.

5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the transmitting and receiving means are distributed, a transmitting and receiving unit (20) being placed close to each antenna, said unit comprising at least one power amplifier (211, 221) supplying at least one module for transmission and one set (201) of reception channels each connected to a module for reception, said unit (201) being connected to a source generating a microwave signal.

6. Device according to claim 5, characterized in that the receiving channels are of the digital type, the received signals being digitized at the input of the set of channels, the signals at the outputs of channels being transmitted by a digital link (28). to a unit comprising the calculation means for the formation of beams. T0

7. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises means for processing received signals to locate the target.

8. Device according to claim 7, characterized in that the processing means, beamforming calculator and the microwave source are centralized in a radar.

9. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the antennas are arranged around the aircraft so as to cover an angular sector of 360 ° in azimuth.

10. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the transmission frequency is in S-band.