Le Radar Secondaire Monopulse (Mssr)

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LE RADAR SECONDAIRE MONOPULSE (MSSR)

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LE RADAR SECONDAIRE MONOPULSE (MSSR)

INTRODUCTIONUn inconvnient majeur du SSR classique Ncessit dattendre plusieurs coups au but afin dobtenir une information dazimut

Prcision sur le calcul de lazimut en moyenne autour de 1,2 (demi largeur du lobe) ou bien plus mdiocre car dpendant directement de la qualit de la symtrie du diagramme (en ralit un lissage des mesures apporte une prcision de 0,5)

INTRODUCTIONConsquence: Ncessit de travailler avec des PRF leves donc surcharge des calculateurs sol et bord et par ricochet une augmentation des cas de FRUIT et mme de GARBLING Pour y remdier une technique rvolutionnaire dnomme SYSTME MONOPULSE est apparue.

INTRODUCTIONElle va permettre de: Rcuprer linformation dazimut sur une seule impulsion du code de rponse et par consquent dabaisser la valeur de la PRF une centaine de Hertz. Par ailleurs la prcision en azimut se voit considrablement amliore (environ 0,05)

PRINCIPE GENERALLinformation dazimut sera fournie la fois par la position de laxe dantenne et par une information supplmentaire dcart par rapport cet axe. Pour ce faire on cre un nouveau diagramme de rayonnement appel symtrique par rapport laxe du lobe principal de et ACTIF UNIQUEMENT EN RECEPTION

PRINCIPE GENERAL

PRINCIPE GENERALLinformation dcart, note , et appele couramment information d cartomtrie est fonction du rapport des champs (en module et en phase) des signaux lectromagntiques des rponses reues dans les voies et . Cette information est dote dun signe algbrique par le fait que: le signal reu issu du lobe + est en phase avec le signal reu issu du lobe le signal reu issu du lobe - est en opposition de phase avec le signal reu issu du lobe Les mesures dcartomtrie ne sont possibles quentre 1,2 par rapport laxe dantenne, les limites tant obtenues lorsque le module de est gal au module de . Si le module de devient suprieur au module de , on dit que le systme dcartomtrie est satur; il nest plus pris en compte pour la mesure.

ALLURE DE LA COURBE DE LOBA

ILLUSTRATION

CAS DU GARBLINGEn SSR il ny avait pas de possibilit de dgarbler des rponses enchevtres du fait que les niveaux reus taient comparables. En MSSR, du fait de linformation supplmentaire / associe chaque impulsion, lextracteur du radar sera mme de comparer les F1-F2 en amplitude et de savoir quelle rponse associer chaque impulsion. Il sera donc parfois possible de dgarbler (mais pas toujours notamment en cas de superposition des rponses)

CAS DU GARBLING

CAS DU GARBLING

Zone de Garbling en SSR

2NM

PRINCIPE DE LANTENNE MONOPULSE

PRINCIPE DE LANTENNE MONOPULSE

Cette colonne sert couvrir les lobes arrires de

PRINCIPE DE LANTENNE MONOPULSE

PRINCIPE DE LANTENNE MONOPULSE

SCHEMA DE PRINCIPE DE LANTENNE MONOPULSE

SCHEMA DE PRINCIPE DU RECEPTEUR MONOPULSE

SCHEMA DE PRINCIPE DUN RADAR MSSR

LE TRAITEMENT

VOCABULAIREDonnes RADAR Dfinitionsrponse de lavion une des interrogations envoyes par le radar pendant le passage de lantenne devant lavion. Cette rponse aura franchi le filtrage par les lois EVT et le RSLS. (nombre total de rponses = nombre de coups au but) synthse de linformation disponible aprs passage de lantenne devant lavion (constitu comme une petite base de donne comportant au minimum les informations azimut, distance, mode A et mode C) PLOT confirm sur plusieurs tours dantenne et donnant naissance une piste prpare par le systme de traitement du radar lui-mme Cre par un systme de traitement de donnes radar par la succession de plots valids pendant les tours dantenne prcdents et par apport dinformations externes au radar : Autres radars (systme de poursuite), STPV (Systme de Traitement des Plans de Vol)

Affichageune prsence nest pas affiche sur lcran radar du contrleur mais peut tre affiche sur lcran de maintenance sous forme de VIDEO BRUT

PRESENCE

PLOT

un plot nest pas affich sur lcran radar du contrleur mais est affich sur cran de supervision de maintenance du radar

PLOT PISTE

un plot pist peut tre affich sur cran de supervision de maintenance du radar une piste enrichie est affiche uniquement sur lcran du contrleur

PISTE

LEXTRACTEURSon but est de crer et situer les prsences (Azimut et Distance). Sa position entre le rcepteur et le calculateur impose la numrisation des informations. Ses fonctions principales sont : Llimination des rponses asynchrones Dtection des prsences Prsenter au calculateur les messages sous une forme lui permettant de connatre et rsoudre les situations de Garbling. Rcuprer les informations de position dantenne (Incrments ACP et top nord) pour les associer une prsence. Numriser log et / pour chacune des impulsions Prparer et diffuser les messages vers le calculateur

LEXTRACTEUR

LEXTRACTEURPRINCIPE DU DEFRUITEURA chaque rcurrence on enregistre dans une mmoire toutes les 120 ns la prsence ou non de la vido logique Q . On comparera les rsultats entre 2 (ou 3) enregistrements successifs dans mme mode dinterrogation. Si la rponse est un fruit (deux radars proches nont pas la mme PRF et tous sont normalement wobuls) les rponses napparatront pas la mme distance apparente; elles seront rejetes.

LEXTRACTEUR DTECTION DE CONCIDENCEA partir de la vido dfruite et chantillonne, on repre deux impulsions (concidences) 20, 3s que lon supposera tre F1 et F2. On saisira aussi le suppos code en relevant les impulsions toutes les 1,45s et du SPI 24,65s de F1. On appellera ceci une "prsence". Si deux trames sont mlanges, on relve au minimum deux prsences situes moins de 24,65s . On va indiquer au calculateur la potentialit de garbling en activant un "bit de doute". Le rsultat de la dtection de concidence sera le code et la distance sur 15 bits par comptage du nombre dchantillons de 120 ns. lorigine du comptage tant P3

LEXTRACTEUR REMARQUEOn remarque que les traitements cartomtrie et dtection de concidence sont totalement indpendants au niveau de lExtracteur. Chaque bit de code sera envoy au Processeur Radar avec son cartomtrie propre. Cest dans le calculateur (processeur) que lon dcidera que la prsence en provenance de lExtracteur mrite que lon sy intresse ou pas.

LE PROCESSEUR RADARIl assure partir des prsences la cration des plots et des pistes puis gre lenvoi au centre de contrle au format Astrix. Cest un quipement entirement informatique. Les informations en entre sont celles issue de la tte radar plus lheure GPS. Il est indispensable de dater linformation (ici au 1/128 de seconde ) pour les quipements de poursuite multi-radars ventuellement associs.

LE PROCESSEUR RADARLes principales informations donnes dans les messages ASTERIX Lidentifiant du radar (uniquement dans le cas des radars capacit Mode S Le type dinformation (plots, les plots pists ou les pistes aprs lissage) Le numro de piste Position et vitesse Mode A et Mode C + Information de contexte de garbling Soupon de faux-plot (Doublon, Multi-trajets, Code Invalide, etc)

La puissance reue en dbm sur log Les fins de secteurs avec la datation horaire au 1/128ime de seconde

CRATION DUN PLOT PARTIR DUNE PRESENCEPour une cible donne, aprs chaque dtection de rponse valide (critres de dures et de conformit) on va obtenir les informations : Mode A ou C

Distance de la cible Azimut de lantenne linstant de dtection Valeur dcartomtrie Le niveau de rception (Log ) Le nombre de prsences par tour dantenne correspond au nombre de rponses donc de coups au but. Lassociation de ces prsences par corrlation pendant un tour dantenne donne un PLOT

PLOT PIST OU PISTE MONORADAR

Info Mode A

Info Mode CPlots passs

Plot actuel

Vitesse au sol (10kt) 120kt

Indicateur dvolution verticale

EXEMPLE DIMAGE RADAR SECONDAIRE

LES ERREURS DU RADARL'erreur de mesure d'un radar peut se caractriser par : - L'erreur constante appele Biais que l'on cherche estimer et corriger - Le bruit dont on cherche s'affranchir par les Filtres de Kalman et les programmes de poursuite. Estimation du biais Le biais correspond un mauvais rglage du radar erreur constante). Le Biais en Distance est une mauvaise valuation de la distance c'est dire valuer le temps de parcours Aller-Retour de londe. Lutilisation de balises de rfrence permet de diminuer ce dfaut (transpondeurs positionnes au sol). Le Biais en Azimut : la rfrence dazimut se fait par rapport au Nord Gographique. L aussi il suffit de placer quelque part un transpondeur fixe dont on connat sa position. La connaissance de la position du radar permet de dterminer l'angle par rapport au nord entre ce transpondeur fixe (balise) et le radar.

LES ERREURS DU RADAR EFFET DUN BIAIS

LES ERREURS DU RADAR CORRECTION DU BIAIS

Les systmes de poursuite (multiradars) calculent en permanence le biais apport par chacun des radars par des mthodes itratives et corrigent les trajectoires en consquence (par exemple toutes les 3 minutes)

INTERET DU SYSTME DE POURSUITELorsque un avion est suivi par plusieurs radars , le systme remplace la trajectoire de chacun par une seule trajectoire issue de la prise en compte de tous. Ceci va permettre de plus: De saffranchir des problmes de masque ou dindisponibilit des informations De saffranchir du bruit des radars et de prsenter une image lisse De remplacer un plot manquant par un plot extrapol

LES PHASES DE LA POURSUITEPrise en compte de lvolution naturelle de la trajectoire de laronef:

LES PHASES DE LA POURSUITEPr corrlation: ce traitement consiste rechercher via un test simple tous les plots susceptibles dtre corrls une piste donne Corrlation: ce traitement consiste rechercher parmi les plots prcorrls un nombre de plots limits pouvant rellement prtendre la mise jour dune piste donne Association: ce traitement consiste rechercher parmi les plots corrls le plot devant rellement mettre jour une piste donne. Gestion des pistes: ce traitement effectue la mise jour de la piste avec les donnes du plot associ. La position est estime laide dun filtre de Kalman Initialisation: cette fonction permet de dcider quune squence de plots constituant une piste en initialisation correspond un aronef ou des faux plots