FR3116401A1 - Method for processing a GNSS signal in order to attenuate at least one interference signal - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un procédé de traitement d’un signal de radionavigation issu d’un satellite (SAT) reçu par un récepteur de radionavigation comprenant plusieurs antennes de réception, chaque antenne étant configurée pour recevoir des signaux issus d’un satellite d’intérêt (SAT) d’au moins un brouilleur et éventuellement d’au moins un autre satellite selon des directions balayées, le procédé comprenant les étapes suivantes mises œuvre dans une unité de traitement dudit récepteur : - détection à partir du signal reçu par chaque antenne, d’au moins une direction d’un signal de brouillage ; - détermination d’un jeu de coefficients de pondération ou associé au satellite (SAT) d’intérêt permettant d’atténuer le signal de brouillage reçu dans les directions ainsi déterminées et permettant d’atténuer le cas échant les signaux issus d’autres satellites de manière à optimiser le signal issu du satellite d’intérêt. Figure pour l’abrégé : Figure 2The invention relates to a method for processing a radionavigation signal from a satellite (SAT) received by a radionavigation receiver comprising several reception antennas, each antenna being configured to receive signals from a satellite of interest (SAT) of at least one jammer and possibly at least one other satellite along scanned directions, the method comprising the following steps implemented in a processing unit of said receiver: - detection from the signal received by each antenna, at least one direction of a jamming signal; - determination of a set of weighting coefficients or associated with the satellite (SAT) of interest making it possible to attenuate the interference signal received in the directions thus determined and making it possible to attenuate, if necessary, the signals coming from other satellites of so as to optimize the signal from the satellite of interest. Figure for abstract: Figure 2

Description

Procédé de traitement d’un signal GNSS en vue d’atténuer au moins un signal de brouillageMethod for processing a GNSS signal in order to attenuate at least one interference signal

DOMAINE TECHNIQUE GENERALGENERAL TECHNICAL AREA

L’invention concerne un procédé et un dispositif pour traiter, éliminer des interférences dans des signaux reçus par un réseau de plusieurs antennes d’un récepteur de positionnement par satellites ou récepteur GNSS (en anglais, « Global Navigation Satellite Systems »). Et l’invention s’applique notamment à l’élimination des interférences dans un signal satellite reçu par un tel récepteur.The invention relates to a method and a device for processing, eliminating interference in signals received by an array of several antennas of a satellite positioning receiver or GNSS receiver (in English, “Global Navigation Satellite Systems”). And the invention applies in particular to the elimination of interference in a satellite signal received by such a receiver.

ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART

Les systèmes de positionnement par satellites, ou systèmes GNSS (GPS, GALILEO, GLONASS) opèrent dans les bandes radioélectriques dévolues à cet usage situées en bande L (c’est-à-dire entre 1 et 2 GHz). Comme tout récepteur radio, ils sont susceptibles d’être brouillés accidentellement ou intentionnellement. Utilisés notamment pour faciliter les transports (maritimes, fluviaux, terrestres et aériens) et permettre le bon déroulement des applications industrielles, scientifiques et militaires, leur brouillage peut mettre en danger des personnes civiles, des processus industriels et des militaires en opération. Il convient donc de déployer partout où cela est nécessaire des solutions antibrouillage adéquates.Satellite positioning systems, or GNSS systems (GPS, GALILEO, GLONASS) operate in the radio bands dedicated to this use located in the L band (i.e. between 1 and 2 GHz). Like any radio receiver, they are susceptible to accidental or intentional interference. Used in particular to facilitate transport (sea, river, land and air) and allow the smooth running of industrial, scientific and military applications, their jamming can endanger civilians, industrial processes and military personnel in operation. It is therefore necessary to deploy adequate anti-jamming solutions wherever necessary.

De telles solutions d’antibrouillage sont basées sur un dispositif de traitement spatial comprenant une antenne à diagramme de rayonnement contrôlé (en anglais, CRPA pour « Controlled Radiation Pattern Antenna ») situé en amont du récepteur GNSS et visant à mitiger l’impact négatif des brouilleurs sur les performances du récepteur.Such anti-jamming solutions are based on a spatial processing device comprising a Controlled Radiation Pattern Antenna (CRPA) located upstream of the GNSS receiver and aimed at mitigating the negative impact of jammers on receiver performance.

De tels traitements, consistent à former une antenne apparente en pondérant en amplitude et en phase les signaux issus de capteurs élémentaires avant de les sommer de manière à former un unique signal. Il s’agit en fait d’utiliser un récepteur d’antennes séparées dans l’espace et, par une combinaison adéquate des signaux reçus par chaque antenne, d’atténuer les signaux indésirables dans toutes les directions d’où ils proviennent.Such processing consists in forming an apparent antenna by weighting in amplitude and in phase the signals coming from elementary sensors before summing them so as to form a single signal. It is in fact to use a receiver of antennas separated in space and, by an adequate combination of the signals received by each antenna, to attenuate the unwanted signals in all the directions from which they come.

PRESENTATION DE L’INVENTIONPRESENTATION OF THE INVENTION

L'objet de l'invention concerne un procédé de traitement de signal permettant d'éliminer des interférences affectant un signal reçu par un réseau d’antennes, par exemple un signal satellite reçu par un récepteur GPS.The object of the invention relates to a signal processing method making it possible to eliminate interference affecting a signal received by an antenna array, for example a satellite signal received by a GPS receiver.

A cet effet, l’invention propose un procédé de traitement d’un signal de radionavigation issu d’un satellite reçu par un récepteur de radionavigation comprenant plusieurs antennes de réception, chaque antenne étant configurée pour recevoir des signaux issus d’un satellite d’intérêt, d’au moins un brouilleur et éventuellement d’au moins un autre satellite selon des directions balayées, le procédé comprenant les étapes suivantes mises œuvre dans une unité de traitement dudit récepteur :To this end, the invention proposes a method for processing a radionavigation signal from a satellite received by a radionavigation receiver comprising several reception antennas, each antenna being configured to receive signals from a satellite of interest, of at least one jammer and possibly of at least one other satellite along scanned directions, the method comprising the following steps implemented in a processing unit of said receiver:

détection à partir du signal reçu par chaque antenne, d’au moins une direction d’un signal de brouillage ;detection from the signal received by each antenna, of at least one direction of a jamming signal;

détermination d’un jeu de coefficients de pondération ou associé au satellite d’intérêt permettant d’atténuer le signal de brouillage reçu dans les directions ainsi déterminées et permettant d’atténuer le cas échant les signaux issus d’autres satellites de manière à optimiser le signal issu du satellite d’intérêt ;determination of a set of weighting coefficients Or associated with the satellite of interest making it possible to attenuate the jamming signal received in the directions thus determined and making it possible to attenuate, where applicable, the signals originating from other satellites so as to optimize the signal originating from the satellite of interest;

procédé dans lequel la détection de la direction d’un signal de brouillage comprend les étapes dea method in which detecting the direction of a jamming signal comprises the steps of

détermination de premiers coefficients de pondérations permettant de maximiser la puissance reçue dans une première direction ;determination of first weighting coefficients making it possible to maximize the power received in a first direction;

détermination de deuxièmes coefficients de pondérations permettant de maximiser la puissance reçue dans une deuxième direction ;determination of second weighting coefficients making it possible to maximize the power received in a second direction;

détermination de troisièmes coefficients de pondérations permettant de maximiser la puissance reçue dans une troisième direction les deuxième et troisième directions étant autour de la première direction,determination of third weighting coefficients making it possible to maximize the power received in a third direction, the second and third directions being around the first direction,

détermination des coefficients d’atténuation, à partir des premiers, deuxièmes et troisièmes coefficients,determination of the attenuation coefficients, from the first, second and third coefficients,

la détermination d’un ratio pour une direction entrethe determination of a ratio for a direction between

  • une combinaison linéaire des signaux reçus avec un jeu de coefficients d’amplification obtenus à partir des premiers, deuxièmes et troisièmes jeux de coefficients,a linear combination of the signals received with a set of amplification coefficients obtained from the first, second and third sets of coefficients,
  • une combinaison linéaire des signaux reçus avec un jeu de coefficients d’atténuation obtenus à partir des premiers, deuxièmes et troisièmes jeux de coefficients ledit ratio étant proportionnel à la puissance du signal centrée sur cette direction dans une bande étroite autour de cette direction.a linear combination of the received signals with a set of attenuation coefficients obtained from the first, second and third sets of coefficients, said ratio being proportional to the power of the signal centered on this direction in a narrow band around this direction.

L’invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible :The invention is advantageously completed by the following characteristics, taken alone or in any of their technically possible combination:

- la combinaison linéaire des signaux reçus avec le jeu de coefficients d’amplification est donnée par dans la direction , la combinaison linéaire des signaux reçus avec le jeu de coefficients d’atténuation est donnée par dans la direction , le ratio étant défini par où est une constante proportionnelle à la racine de la puissance de l’ensemble des sources de bruit du récepteur.- the linear combination of the received signals with the set of amplification coefficients is given by in the direction , the linear combination of the received signals with the set of attenuation coefficients is given by in the direction , the ratio being defined by Or is a constant proportional to the root of the power of all noise sources in the receiver.

- un nombre n de brouilleurs est connu, les n directions correspondant aux n ratios les plus élevés.- a number n of jammers is known, the n directions corresponding to the n highest ratios.

- les directions des brouilleurs sont celles pour lesquelles les ratios sont supérieurs à un seuil déterminé.- the directions of the jammers are those for which the ratios are greater than a determined threshold.

- les deuxième et troisième directions sont de autour de la première direction, avec un réel tel que , étant de préférence égal à 10.- the second and third directions are around the first direction, with a real such that , preferably being equal to 10.

- le récepteur recevant des signaux issus d’un seul satellite, la détermination du coefficient permettant d’atténuer le signal de brouillage reçu dans les directions déterminées comprend les étapes de- the receiver receiving signals from a single satellite, the determination of the coefficient making it possible to attenuate the jamming signal received in the determined directions comprises the steps of

détermination d’un vecteur de référence ;determination of a reference vector ;

détermination d’un coefficient de pondération associé à chaque brouilleur ou direction de brouillage determination of a weighting coefficient associated with each jammer or jamming direction

où , , Or , ,

détermination d’une matrice rectangulaire ou carrée de taille ; determination of a rectangular or square matrix of size ;

détermination du jeu de coefficients de pondérationdetermination of the set of weighting coefficients

avec la première composante du vecteur avec si ou si .with the first component of the vector with whether Or whether .

- le récepteur reçoit des signaux de S > 1 satellites, la détermination du coefficient permettant d’optimiser le signal reçu associé à un satellite d’intérêt et permettant d’atténuer le signal de brouillage dans les directions déterminées et celui des autres satellites, comprend les étapes de détermination d’un coefficient de pondération associé à chaque satellite :- the receiver receives signals from S > 1 satellites, the determination of the coefficient making it possible to optimize the received signal associated with a satellite of interest and making it possible to attenuate the jamming signal in the determined directions and that of the other satellites, comprises the stages of determining a coefficient weight associated with each satellite :

pour For

où : désigne le nombre d’onde, désigne la différence de marche par rapport à l’antenne de référence, est la direction d’arrivée du signal reçu en provenance du satellite d’indice , étant la composante azimutale et étant la composante en élévation ;Or : denotes the wave number, denotes the path difference with respect to the reference antenna, is the direction of arrival of the signal received from the index satellite , being the azimuthal component and being the elevation component;

détermination d’un coefficient de pondération associé à chaque brouilleur dans chaque direction déterminéedetermination of a coefficient weight associated with each interferer in each determined direction

pour For

détermination d’une matrice de taille où S est le nombre de satellites, B est le nombre de brouilleurs ou directions de brouillage et M est le nombre d’antennes :determination of a matrix size where S is the number of satellites, B is the number of jammers or jamming directions and M is the number of antennas:

détermination du jeu de coefficients de pondération associé à un satellite d’intérêtdetermination of the set of weighting coefficients associated with a satellite of interest

avec la première composante du vecteur avec si ou si with the first component of the vector with whether Or whether

: désignant l’opération « transposition + conjugaison complexe (notée ) ». : designating the operation "transposition + complex conjugation (noted )”.

- le plateau antennaire comprend quatre antennes, un jeu de coefficients d’amplification est défini par- the antenna plate comprises four antennas, a set of amplification coefficients is defined by

avec etwith And

où Or

et sont les deuxièmes et troisièmes coefficients de pondération permettant d’amplifier les signaux dans les directions et autour de cette direction et sont donnés par And are the second and third weighting coefficients making it possible to amplify the signals in the directions And around this direction and are given by

: désigne la norme euclidienne : denotes the Euclidean norm

: désigne l’opération « transposition + conjugaison complexe (notée ) » : designates the "transposition" operation + complex conjugation (noted )”

avec with

où :Or :

: désigne le nombre d’onde de l’onde incidente (avec : longueur d’onde) : designates the wave number of the incident wave (with : wave length)

: différence de marche entre l’antenne 1 et elle-même : : path difference between antenna 1 and itself:

: différence de marche entre l’antenne 1 et l’antenne 2 : : path difference between antenna 1 and antenna 2:

: différence de marche entre l’antenne 1 et l’antenne 3 : : path difference between antenna 1 and antenna 3:

: différence de marche entre l’antenne 1 et l’antenne 4 : : path difference between antenna 1 and antenna 4:

- le jeu de coefficients d’atténuation est donné par .- the set of attenuation coefficients is given by .

Selon un autre aspect, l’invention concerne un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code pour mettre en œuvre un procédé selon l’invention, lorsque celui-ci est exécuté par un ordinateur.According to another aspect, the invention relates to a computer program product comprising code instructions for implementing a method according to the invention, when the latter is executed by a computer.

L’invention permet de construire un signal à partir des flux d’échantillons provenant de quatre antennes. Ces flux sont pondérés par des coefficients de pondération puis sommés afin de construire le signal traité. La résolution angulaire fixe la résolution spatiale du procédé. L’opération de balayage de l’espace grâce au à une métrique correspondant à un ratio de deux quantités antagonistes permet de s’affranchir de la limitation de détection inhérente aux méthodes classiques.The invention makes it possible to build a signal from the streams of samples coming from four antennas. These flows are weighted by weighting coefficients and then summed in order to construct the processed signal. The angular resolution fixes the spatial resolution of the process. The space scanning operation thanks to a metric corresponding to a ratio of two antagonistic quantities makes it possible to overcome the limitation of detection inherent in conventional methods.

Cette solution présente les avantages supplémentaires d’être économique en termes de calculs à effectuer.This solution has the additional advantages of being economical in terms of the calculations to be made.

PRESENTATION DES FIGURESPRESENTATION OF FIGURES

D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :Other characteristics, objects and advantages of the invention will emerge from the description which follows, which is purely illustrative and not limiting, and which must be read in conjunction with the appended drawings in which:

la illustre un récepteur selon l’invention ; there illustrates a receiver according to the invention;

la une configuration possible d’un plateau antennaire selon l’invention ; there a possible configuration of an antenna plate according to the invention;

la illustre des étapes d’un procédé selon l’invention ; there illustrates steps of a method according to the invention;

la illustre les composantes utilisées pour déterminer un jeu de coefficients de pondération dans le procédé selon l’invention ; there illustrates the components used to determine a set of weighting coefficients in the method according to the invention;

la illustre la détection d’un brouilleur avec l’invention et avec un procédé de type connu. there illustrates the detection of a jammer with the invention and with a method of known type.

DESCRIPTION DETAILLEEDETAILED DESCRIPTION

La illustre un récepteur 1 GNSS comprenant un réseau d’antennes par exemple de type patch disposées sur un plateau 10 antennaire. Les signaux GNSS reçus par chaque antenne 11, 12, 13, 14 sont transmis à une unité de traitement 2 comprenant plusieurs étages successifs. Une unité de traitement est par exemple un processeur configuré pour mettre en œuvre différents traitements sur les signaux comme on le verra par la suite.There illustrates a GNSS receiver 1 comprising an array of antennas, for example of the patch type, arranged on an antenna plate 10. The GNSS signals received by each antenna 11, 12, 13, 14 are transmitted to a processing unit 2 comprising several successive stages. A processing unit is for example a processor configured to implement various processing operations on the signals as will be seen below.

De préférence, le plateau comporte quatre antennes 11, 12, 13, 14. La description suivante se place dans le cas de quatre antennes, mais l’invention s’applique aussi à un nombre différent d’antennes.Preferably, the plate comprises four antennas 11, 12, 13, 14. The following description is placed in the case of four antennas, but the invention also applies to a different number of antennas.

En outre, on considère que la calibration en gain et en phase des antennes a été préalablement réalisée avec des moyens matériels et logiciels (algorithmiques) appropriés. Une telle calibration est en effet effectuée avant l’acquisition. De manière connue, l’opération de calibration permet de mesurer (afin de les annuler par la suite) les gains et déphasages dispersifs introduits par les chaînes de réception associées aux antennes.Furthermore, it is considered that the gain and phase calibration of the antennas has been carried out beforehand with appropriate hardware and software (algorithmic) means. Such a calibration is indeed carried out before the acquisition. In a known manner, the calibration operation makes it possible to measure (in order to cancel them subsequently) the dispersive gains and phase shifts introduced by the reception chains associated with the antennas.

Un signal incident (où désigne l’angle d’incidence du signal interférant) est reçu par chaque antenne connectée à un étage 20 comprenant des unités radios 21, 22, 23, 24 par antenne de type connu permettant un filtrage des signaux, une amplification et une transposition en fréquence intermédiaire plus faible que la fréquence porteuse du signal reçu. Les signaux sont ensuite numérisés par une unité de conversion analogique/numérique 30 comprenant un convertisseur analogique/numérique 31, 32, 33, 34 par signal reçu sur chaque antenne.An incident signal (Or denotes the angle of incidence of the interfering signal) is received by each antenna connected to a stage 20 comprising radio units 21, 22, 23, 24 per antenna of known type allowing signal filtering, amplification and frequency transposition intermediate lower than the carrier frequency of the received signal. The signals are then digitized by an analog/digital conversion unit 30 comprising an analog/digital converter 31, 32, 33, 34 per signal received on each antenna.

Chaque convertisseur fournit des échantillons numériques qui contiennent des informations de navigation (données utiles), des composantes de brouillage et du bruit inhérent à toute transmission radio.Each converter provides digital samples that contain navigation information (payload data), interference components and noise inherent in any radio transmission.

Ces échantillons numériques sont fournis à un module 40 qui fonctionne sur le principe de l’algorithme CRPA qui permet d’atténuer des signaux dus à des brouilleurs. On considère ici qu’un brouilleur est l’émission selon une direction de signaux de brouillage ou interférents sur le récepteur 1.These digital samples are supplied to a module 40 which operates on the principle of the CRPA algorithm which makes it possible to attenuate signals due to jammers. It is considered here that a jammer is the transmission in one direction of jamming or interfering signals on the receiver 1.

En effet, les échantillons reçus issus de chaque antenne sont pondérés par des coefficients de pondération qui permettent d’atténuer ou supprimer les composantes dues aux brouilleurs. En particulier, ces coefficients de pondération permettent d’atténuer des signaux interférents dans des directions données ce qui revient à créer en quelque sorte des encoches dans le diagramme de rayonnement du réseau d’antennes (à noter que le diagramme de rayonnement d’une antenne considérée isolément est omnidirectionnel dans le plan azimutal) puisque certaines directions ne sont dans ce cas pas prises en compte.Indeed, the samples received from each antenna are weighted by weighting coefficients which make it possible to attenuate or eliminate the components due to the jammers. In particular, these weighting coefficients make it possible to attenuate interfering signals in given directions, which amounts to creating, as it were, notches in the radiation pattern of the antenna array (note that the radiation pattern of an antenna considered in isolation is omnidirectional in the azimuthal plane) since certain directions are not taken into account in this case.

En revenant à la , le signal de sortie du module 40 est donc une combinaison linéaire des signaux numériques pondérés, soit pour un échantillon n en sortie :Coming back to the , the output signal of module 40 is therefore a linear combination of the weighted digital signals, i.e. for a sample n at the output:

ou encore en notation vectorielle où est un signal dont les interférences dues aux brouilleurs sont atténués, et où est le signal issu de chaque antenne après conversion analogique numérique et est le vecteur contenant les pondérations à appliquer à chaque voie, M étant le nombre d’antennes.or in vector notation Or is a signal whose interference due to jammers is attenuated, and where is the signal from each antenna after analog-to-digital conversion and is the vector containing the weightings to be applied to each channel, M being the number of antennas.

En effet, le jeu de coefficients permet d’atténuer les signaux reçus dans certaines directions, le signal étant une combinaison linéaire des signaux reçus par chaque antenne pondérés par des coefficients de pondération atténuant le signal dans des directions dans lesquelles un signal de brouillage est reçu. Le jeu de coefficients est un vecteur dont les composantes sont des scalaires complexes.Indeed, the set of coefficients makes it possible to attenuate the signals received in certain directions, the signal being a linear combination of the signals received by each antenna weighted by weighting coefficients attenuating the signal in directions in which an interference signal is received. The set of coefficients is a vector whose components are complex scalars.

Ensuite, ce signal est fourni à une unité 50 qui permet de calculer les données de navigation (non décrit ici car bien connu de l’homme du métier).Then this signal is supplied to a unit 50 which makes it possible to calculate the navigation data (not described here because it is well known to those skilled in the art).

En revenant au module 40, celui-ci met en œuvre des étapes d’un procédé de traitement des signaux reçus afin de pondérer ces signaux pour en atténuer les brouilleurs décrit ci-après et en relation avec la .Returning to the module 40, the latter implements the steps of a process for processing the signals received in order to weight these signals in order to attenuate the interferers described below and in relation to the .

Pour ce faire l’unité 40 détecte à partir du signal reçu et acquis (étape E0) par chaque antenne, au moins une direction d’un signal de brouillage (étape E1) puis détermine (étape E2) pour chaque direction de coefficients de pondération à appliquer aux signaux reçus par chaque antenne, ces coefficients permettant d’atténuer le signal reçu dans la direction du signal de brouillage.To do this, the unit 40 detects from the signal received and acquired (step E0) by each antenna, at least one direction of a jamming signal (step E1) then determines (step E2) for each direction weighting coefficients to be applied to the signals received by each antenna, these coefficients making it possible to attenuate the signal received in the direction of the jamming signal.

En particulier, comme cela va être détaillé, la détection de la direction d’un signal de brouillage comprend la détermination d’un ratio formé à partir de deux quantités antagonistes, l’une correspondant à une amplification dans la direction de pointage testée l’autre à une atténuation dans cette direction. Le ratio ainsi formé est un scalaire qui correspond à une direction de pointage.In particular, as will be detailed, the detection of the direction of a jamming signal comprises the determination of a ratio formed from two antagonistic quantities, one corresponding to an amplification in the pointing direction tested the another to an attenuation in that direction. The ratio thus formed is a scalar which corresponds to a pointing direction.

En particulier, pour la direction de pointage testé, le ratio quantifie une puissance des signaux reçus dans un intervalle angulaire étroit autour de cette direction testée. Ceci permet de réaliser un balayage angulaire étroit de chaque direction afin de détecter précisément les brouilleurs.In particular, for the tested pointing direction, the ratio quantifies a power of the signals received in a narrow angular interval around this tested direction. This allows for a narrow angular scan of each direction to accurately detect jammers.

De cette façon, l’environnement radio du récepteur est pris en compte. En outre, le fait d’avoir un signal étroit autour de la direction testée, on peut s’affranchir du repliement spatial et ainsi lever l’ambiguïté introduite sur l’estimation de la direction lorsque l’espacement entre éléments antennaires dépasse un seuil maximal requis. Le seuil dépend de la configuration géométrique du réseau d’antennes. Par exemple, dans le cas d’un réseau constitué d’éléments équidistants disposés sur une droite (alignés), l’espacement ne doit pas dépasser . Dans notre cas (réseau constitué de 4 éléments antennaires disposés sur les 4 sommets d’un carré), l’espacement (correspondant ici à la mesure du côté du carré) ne doit pas dépasser également. Dans la suite, afin de simplifier la description mathématique de l’invention, nous supposerons que les éléments antennaires sont des antennes omnidirectionnelles idéales et que les voies de réception sont parfaitement calibrées. De plus, nous négligerons le phénomène de couplage entre éléments antennaires.In this way, the radio environment of the receiver is taken into account. In addition, the fact of having a narrow signal around the direction tested, it is possible to overcome spatial folding and thus remove the ambiguity introduced into the estimation of the direction when the spacing between antenna elements exceeds a maximum threshold. required. The threshold depends on the geometric configuration of the antenna array. For example, in the case of a network consisting of equidistant elements arranged on a straight line (aligned), the spacing must not exceed . In our case (array consisting of 4 antenna elements arranged on the 4 vertices of a square), the spacing (corresponding here to the measurement of the side of the square) must not exceed also. In the following, in order to simplify the mathematical description of the invention, we will assume that the antenna elements are ideal omnidirectional antennas and that the reception channels are perfectly calibrated. Moreover, we will neglect the phenomenon of coupling between antenna elements.

Détection des brouilleurs (étape E1)Detection of jammers (step E1)

On considère que le plateau antennaire est disposé dans le plan horizontal perpendiculaire à la verticale du lieu où se trouve le récepteur (seule la direction des brouilleurs dans le plan azimutal est détectée) et que son orientation initiale (direction arbitraire) ne varie pas au cours de temps. L’acquisition (étape E0) des signaux incidents est effectuée en balayant l’espace angulaire ( ). Soit l’angle correspondant à la direction de pointage à l’instant (direction où se trouvent supposément le signal utile ou le brouilleur). Le balayage angulaire du plan azimutal est uniforme au cours du temps :It is considered that the antenna plate is arranged in the horizontal plane perpendicular to the vertical of the place where the receiver is located (only the direction of the jammers in the azimuth plane is detected) and that its initial orientation (arbitrary direction) does not vary during of time. The acquisition (step E0) of the incident signals is performed by scanning the angular space ( ). Either the angle corresponding to the pointing direction at the instant (direction where the useful signal or the interferer is supposed to be). The angular sweep of the azimuth plane is uniform over time:

la direction de pointage est donnée par :the pointing direction is given by:

où :Or :

: direction de pointage initiale (nous supposerons par la suite que rad) : initial pointing direction (we will assume later that rad)

: période de balayage : scanning period

: désigne l’opération suivante : . : designates the following operation: .

En pratique, le balayage réalisé n’est pas une opération continue mais discrète. On obtient donc les éléments suivants.In practice, the scanning performed is not a continuous operation but a discrete one. We therefore obtain the following elements.

La valeur de l’angle est discrète et quantifiée :The value of the angle is discrete and quantized:

où :Or :

: entier positif multiple de 2 : positive integer multiple of 2

: désigne l’opération modulo (qui associe à deux entiers naturels le reste de la division euclidienne du premier par le second) : designates the modulo operation (which associates with two natural numbers the remainder of the Euclidean division of the first by the second)

La valeur est constante durant une période :The value is constant for a period:

où :Or :

: entier positif : positive integer

: désigne la période d’échantillonnage des signaux numérisés issus de l’unité 30. : designates the sampling period of the digitized signals from unit 30.

L’espace angulaire discrétisé est balayé en :The discretized angular space is scanned in:

. .

Le signal incident en sortie de l’unité 30 (en notation vectorielle) est donné parThe incident signal at the output of unit 30 (in vector notation) is given by

où est une matrice de dimension où représente le nombre d’échantillons acquis durant la période (période durant laquelle la direction de pointage est constante), le nombre 4 correspondant au nombre d’antennes.Or is a matrix of dimension Or represents the number of samples acquired during the period (period during which the pointing direction is constant), the number 4 corresponding to the number of antennas.

Les signaux , correspondent à des vecteurs colonnes de dimensions :Signals , correspond to column vectors of dimensions :

On suppose que les brouilleurs sont situés dans le plan azimutal (brouilleurs terrestres).It is assumed that the jammers are located in the azimuth plane (terrestrial jammers).

La réception des signaux incidents (étape E0) (dont la puissance est supérieure au plancher de bruit du récepteur) est effectuée au moyen d’un balayage périodique de l’espace angulaire. Le but du balayage est de détecter les brouilleurs présents (et les multi-trajets possiblement issus de ces derniers). La mise en œuvre du balayage est peu complexe et permet d’économiser le calcul et le traitement subséquent de la matrice de covariance (par les algorithmes CAPON, ESPRIT ou MUSIC par exemple bien connus de l’homme du métier).The reception of the incident signals (step E0) (whose power is higher than the noise floor of the receiver) is carried out by means of a periodic sweep of the angular space. The purpose of the scan is to detect the jammers present (and the multipaths possibly originating from them). The implementation of the sweep is not very complex and makes it possible to save the calculation and the subsequent processing of the covariance matrix (by the CAPON, ESPRIT or MUSIC algorithms for example well known to those skilled in the art).

On considère le jeu de coefficients de pondérations suivant :We consider the following set of weighting coefficients:

les coefficients de pondérations et permettent respectivement de sélectionner une partie du signal dans la direction en amplifiant dans cette direction (c’est-à-dire réalisant un « gain ») ou en atténuant dans cette même direction (ou encoche) (réalisant une atténuation significative appelée « null » en anglais). On parle alors de faisceau équivalent dans une direction donnée. Ces coefficients correspondent à des vecteurs colonnes de dimensions ( si M antennes sont utilisées).the weighting coefficients And respectively make it possible to select a part of the signal in the direction by amplifying in that direction (i.e. achieving a “gain”) or by attenuating in that same direction (or notch) (achieving a significant attenuation called “null”). We then speak of an equivalent beam in a given direction. These coefficients correspond to column vectors of dimensions ( if M antennas are used).

Le jeu de coefficients de pondération utilisé pour la détection des brouilleurs est construit comme suit (voir à ce titre la ).The set of weights used for the detection of jammers is constructed as follows (see in this regard the ).

On introduit le vecteur qui amplifie le faisceau dans la direction (étape E11) :We introduce the vector which amplifies the beam in the direction (step E11):

où :Or :

: désigne le nombre d’onde de l’onde incidente (avec : longueur d’onde) : designates the wave number of the incident wave (with : wave length)

: différence de marche entre l’antenne 1 et elle-même : : path difference between antenna 1 and itself:

: différence de marche entre l’antenne 1 et l’antenne 2 : : path difference between antenna 1 and antenna 2:

: différence de marche entre l’antenne 1 et l’antenne 3 : : path difference between antenna 1 and antenna 3:

: différence de marche entre l’antenne 1 et l’antenne 4 : : path difference between antenna 1 and antenna 4:

. .

En outre, on construit les coefficients de pondérations auxiliaires suivant pris de part et d’autre de la direction (étapes E12 et E13) :In addition, the following auxiliary weighting coefficients are constructed, taken on either side of the direction (steps E12 and E13):

. .

. .

Ces coefficients permettant d’amplifier/sélectionner une partie du signal dans la direction et dans la direction .These coefficients making it possible to amplify/select part of the signal in the direction and in the direction .

Les angles et permettent de fixer l’étroitesse du faisceau équivalent dirigé dans la direction afin, d’une part, de discriminer deux signaux incidents détectables proches et, d’autre part, de lever l’ambiguïté affectant possiblement la valeur estimée de la direction d’arrivée du signal détecté en raison de l’utilisation d’un faisceau trop large.Angles And make it possible to fix the narrowness of the equivalent beam directed in the direction in order, on the one hand, to discriminate between two nearby detectable incident signals and, on the other hand, to remove the ambiguity possibly affecting the estimated value of the direction of arrival of the detected signal due to the use of a beam too big.

Nous appelons faisceau équivalent le faisceau obtenu par le biais de la métrique définie plus loin.We call equivalent beam the beam obtained through the metric defined below.

De manière avantageuse, et ont les valeurs suivantes :Advantageously, And have the following values:

avec un réel tel que , étant de préférence égal à 10.with a real such that , preferably being equal to 10.

En régime établi, ces angles peuvent ne pas être égaux et leur valeur est ajustée en fonction du « paysage » radioélectrique rencontré.In steady state, these angles may not be equal and their value is adjusted according to the radio “landscape” encountered.

Ensuite, on obtient la matrice de dimensions suivante ( si M antennes sont utilisées) :Then we get the dimension matrix next ( if M antennas are used):

. .

On calcule ensuite l’inverse généralisé (ou le pseudo-inverse de Moore-Penrose) de W que nous notons . Le rang de W étant égal au nombre de ses colonnes par construction, on a : .We then calculate the generalized inverse (or the Moore-Penrose pseudo-inverse) of W which we denote . The rank of W being equal to the number of its columns by construction, we have: .

Si la matrice de dimensions ( si M antennes sont utilisées), la première pondération (jeu de poids ou jeu de coefficients d’amplification) utilisée pour la détection des brouilleurs est donc donnée par (étape E14) :Whether the dimension matrix ( if M antennas are used), the first weighting (set of weights or set of amplification coefficients) used for the detection of jammers is therefore given by (step E14):

et la seconde pondération (jeu de coefficients d’atténuation) utilisée pour la détection des brouilleurs est donnée par (étape E15) :and the second weighting (set of attenuation coefficients) used for the detection of jammers is given by (step E15):

où :Or :

: désigne la norme euclidienne ; : denotes the Euclidean norm;

Comme on l’aura compris, la détection des brouilleurs réside dans l’utilisation conjointe de ce couple de pondération à travers une métrique de détection de manière à réaliser l’équivalent d’un faisceau angulaire très étroit. Ces coefficients de pondération permettent de « copier » les flux de données fournis par le module 20 afin de produire deux signaux distincts :As will have been understood, the detection of jammers resides in the joint use of this weighting pair through a detection metric so as to achieve the equivalent of a very narrow angular beam. These weighting coefficients make it possible to "copy" the data streams supplied by the module 20 in order to produce two distinct signals:

On obtient alors qui est une combinaison linéaire des signaux reçus pondérés par le jeu de coefficients de pondération pour la direction afin d’obtenir un signal pour chaque direction (étape E151).We then obtain which is a linear combination of the received signals weighted by the set of weighting coefficients for management in order to obtain a signal for each direction (step E151).

De même est une combinaison linéaire des signaux reçus pondérés par le jeu de coefficients de pondération pour chaque direction afin d’obtenir un signal atténué pour chaque direction (étape E152). En d’autres termes, permet de pointer un faisceau dans la direction tandis que permet d’atténuer de manière significative ce faisceau dans cette direction.Likewise is a linear combination of the received signals weighted by the set of weighting coefficients for each direction to obtain an attenuated signal for each direction (step E152). In other words, points a beam in the direction while makes it possible to significantly attenuate this beam in this direction.

On obtient alors le ratio comme suit (étape E16)We then obtain the ratio as follows (step E16)

où :Or :

: constante proportionnelle à la racine de la puissance de l’ensemble des sources de bruit du récepteur. : constant proportional to the root of the power of all the noise sources of the receiver.

De manière avantageuse, on utilise la métrique suivante afin d’éviter un calcul coûteux de deux racines carrées par direction de pointage :Advantageously, the following metric is used to avoid a costly calculation of two square roots per pointing direction:

où :Or :

: désigne l’opération « transposition (notée ) + conjugaison complexe (notée ) ». : designates the "transposition" operation (denoted ) + complex conjugation (noted )”.

C’est à partir de ce ratio que les directions des brouilleurs et donc les brouilleurs sont détectés.It is from this ratio that the directions of the jammers and therefore the jammers are detected.

Selon un mode de réalisation, les directions retenues sont celles pour lesquelles le ratio R est supérieur à un seuil.According to one embodiment, the directions retained are those for which the ratio R is greater than a threshold.

De manière avantageuse, ce seuil est fixé mathématiquement (lorsque cela est possible) ou au moyen de simulations ou expérimentalement. L’objectif est de parvenir à un compromis raisonnable entre probabilité de détection et probabilité de fausse alarme.Advantageously, this threshold is set mathematically (when possible) or by means of simulations or experimentally. The objective is to reach a reasonable compromise between probability of detection and probability of false alarm.

Selon un autre mode de réalisation, les directions retenues sont celles qui correspondant aux ratios les plus élevés. Dans ce cas, on suppose que le nombre de brouilleurs est connu.According to another embodiment, the directions retained are those corresponding to the highest ratios. In this case, it is assumed that the number of jammers is known.

Les signaux et correspondent à des vecteurs colonnes de dimensions de sorte que correspond à un scalaire (positif par construction).Signals And correspond to column vectors of dimensions so that corresponds to a scalar (positive by construction).

La prise en compte de directions de part et d’autre d’une direction permet d’obtenir, mathématiquement, un balayage angulaire qui est effectué avec un faisceau équivalent très étroit. Les brouilleurs présents dans l’espace angulaire sont ainsi discriminés avec une résolution angulaire très fine. Comme déjà indiqué, il s’agit d’encoches créées de part et d’autre du faisceau servant à produire afin de le rendre étroit et de lui conférer par ailleurs un caractère distinctif facilitant la levée de l’ambiguïté affectant possiblement la direction d’arrivée du signal détecté. Ces deux encoches sont créées à et désignant la direction où regarder.Taking into account directions on either side of a direction makes it possible to obtain, mathematically, an angular scan which is carried out with a very narrow equivalent beam. The interferers present in the angular space are thus discriminated with a very fine angular resolution. As already indicated, these are notches created on either side of the beam used to produce in order to make it narrow and moreover to confer on it a distinctive character facilitating the removal of the ambiguity possibly affecting the direction of arrival of the detected signal. These two notches are created at And indicating the direction to look.

Lafigure 5illustre la détection des directions telle que décrite ici avec une méthode classique où la métrique de détection correspond simplement à : Figure 5 illustrates the detection of directions as described here with a classical method where the detection metric simply corresponds to:

La direction du brouilleur est constante. Les conditions de réception sont idéales (absence de bruit) et le pas de balayage a été fixé à 1°. L’arête du carré d’antennes est égale à (soit ). On constate sur cette figure que la précision de détection de la direction du brouilleur est meilleure qu’avec le coefficient (qui n’est basé que sur l’amplification des signaux dans la direction ).The direction of the jammer is constant. The reception conditions are ideal (absence of noise) and the scanning pitch was set at 1°. the ridge of the square of antennas is equal to (either ). It can be seen in this figure that the accuracy of detecting the direction of the jammer is better than with the coefficient (which is only based on the amplification of signals in the direction ).

Détermination du vecteur de pondération (étape E2)Determination of the weighting vector (step E2)

On se place dans le cas où le récepteur reçoit le signal d’un seul satellite.We consider the case where the receiver receives the signal from a single satellite.

Une fois les directions déterminées, pour chacune de ces directions, on détermine un vecteur de pondération à appliquer aux signaux reçus par chaque antenne, ledit vecteur permettant d’atténuer le signal reçu dans la direction du signal de brouillage.Once the directions have been determined, for each of these directions, a weighting vector is determined to be applied to the signals received by each antenna, said vector making it possible to attenuate the signal received in the direction of the jamming signal.

En quelque sorte, il s’agit ici de créer des encoches de gain dans l’espace angulaire dans les directions déterminées à l’étape précédente.In a way, this is about creating gain notches in the angular space in the directions determined in the previous step.

Tandis que les techniques de détection classiques permettent de détecter simultanément brouilleurs au plus, ici on peut s’affranchir de cette limitation et en détecter autant que la résolution angulaire du faisceau équivalent le permet durant une durée de balayage (en supposant qu’ils ne soient pas intempestifs).While conventional detection techniques can simultaneously detect jammers at most, here we can overcome this limitation and detect as many as the angular resolution of the equivalent beam allows during a scanning period (assuming they are not untimely).

On se place dans le cas où les brouilleurs sont détectés simplement en identifiant les pics dépassant un seuil fixé (on note le nombre de brouilleurs détectés). Les directions estimées sont notées par la suite afin de lever toute ambiguïté par rapport à l’angle de balayage s’en déduisent immédiatement.We place ourselves in the case where the interferers are detected simply by identifying the peaks exceeding a fixed threshold (we denote the number of jammers detected). The estimated directions are noted thereafter in order to remove any ambiguity with respect to the scanning angle deduce immediately.

On se place dans un exemple où on peut détecter trois brouilleurs. La pondération est construite comme suit :We place ourselves in an example where we can detect three jammers. Weighting is constructed as follows:

On détermine un vecteur de référence associé au satellite (étape E21) :A reference vector is determined associated with the satellite (step E21):

. Un tel vecteur permet d’avoir une initialisation du calcul du vecteur de pondération. . Such a vector makes it possible to have an initialization of the calculation of the weighting vector.

On détermine un coefficient de pondération associé à chaque direction brouilleur (ici p = 3 directions ou brouilleurs) (étape E22) :A weighting coefficient associated with each jamming direction (here p=3 directions or jammers) is determined (step E22):

où :Or :

Soit la matrice carrée d’ordre 4 (un vecteur de référence et trois brouilleurs) (étape E23).Consider the square matrix of order 4 (a reference vector and three interferers) (step E23).

. .

De manière plus générale pour brouilleurs on a :More generally for jammers we have:

Soit en inversant ( est construite de manière à être toujours inversible pourvu que les directions des brouilleurs sélectionnés soient distinctes) :Either by reversing ( is built in such a way as to be always invertible provided that the directions of the jammers selected are distinct):

Soit si nous notons , le vecteur poids cherché est donné par (étape E24) :Either if we note , the weight vector sought is given by (step E24):

De manière complémentaire, si seulement un brouilleur était détecté lors de l’étape de balayage préalable alors la matrice à traiter serait donnée par :Additionally, if only one interferer was detected during the prior scanning step then the matrix to process would be given by:

, de dimensions . , of dimensions .

Comme n’est plus carrée, nous ne pouvons pas simplement l’inverser : nous devons dans ce cas calculer l’inverse de Moore-Penrose.As is no longer square, we cannot simply invert it: in this case we must calculate the Moore-Penrose inverse.

Nous avons alors :We then have:

De la même manière, si deux brouilleurs étaient détectés alors la matrice à traiter serait donnée par :Similarly, if two jammers were detected then the matrix to process would be given by:

, de dimensions . , of dimensions .

. .

De manière alternative dans le cas d’un plateau antennaire arbitraires on a .Alternatively, in the case of an arbitrary antenna plate, we have .

Généralisation à plusieurs satellites, plusieurs brouilleurs, plusieurs antennes (étape E2’)Generalization to several satellites, several jammers, several antennas (step E2’)

De manière complémentaire, on se place dans le cas où le récepteur reçoit des signaux issus de plusieurs satellitesIn a complementary way, we are in the case where the receiver receives signals from several satellites

On suppose que le récepteur reçoit simultanément des signaux jusqu’à satellites. La direction d’arrivée des signaux GNSS est fournie au module CRPA 40 et comprend deux composantes angulaires, l’azimut et l’élévation, et est notée comme suit :It is assumed that the receiver simultaneously receives signals up to satellites. The direction of arrival of GNSS signals is provided to the CRPA 40 module and includes two angular components, azimuth and elevation, and is noted as follows:

. .

On considère brouilleurs (comme pour le cas où un seul satellite est présent). La direction d’arrivée des brouilleurs est estimée comme précédemment et comprend une seule composante, l’azimut, et est notée comme suit :We consider jammers (as in the case where only one satellite is present). The direction of arrival of the jammers is estimated as before and includes a single component, the azimuth, and is noted as follows:

. .

On suppose que les brouilleurs sont terrestres (c’est-à-dire qu’ils sont installés sur des mâts, sur des véhicules routiers voire sur des navires ; ils ne sont pas aéroportés) de sorte que leur direction d’arrivée ne présente qu’une composante angulaire : l’azimut.It is assumed that the jammers are terrestrial (that is to say that they are installed on masts, on road vehicles or even on ships; they are not airborne) so that their direction of arrival presents only an angular component: the azimuth.

Le réseau d’antennes utilisé comporte éléments (antennes patch) coplanaires, disposés selon une configuration géométrique donnée (linéaire, cercle, disque, matrice, quelconque). Les antennes sont indicées de 1 à .The antenna array used includes coplanar elements (patch antennas), arranged according to a given geometric configuration (linear, circle, disc, matrix, any). The antennas are indexed from 1 to .

L’antenne d’indice 1 est considérée comme l’antenne de référence (c’est-à-dire qu’elle est considérée comme l’origine pour le calcul de la différence de marche entre elle et les autres antennes).The antenna of index 1 is considered as the reference antenna (i.e. it is considered as the origin for the calculation of the path difference between it and the other antennas).

On se place dans le cas où la condition suivante est réalisée :We consider the case where the following condition is fulfilled:

. .

Comme précédemment, on cherche à atténuer les signaux dans les directions des brouilleurs identifiés. Pour cela, on calcule un vecteur poids par satellite pisté (il y a donc, à chaque itération, autant de vecteurs poids calculés que de satellites pistés). L’idée est d’annuler à la fois la contribution des satellites concurrents d’indice (il y en a ) et celle des brouilleurs identifiés (jusqu’à ) en projetant des « encoches » de gain en direction de ces sources et de réaliser un gain sur les signaux en provenance du satellite GNSS d’intérêt d’indice .As before, it is sought to attenuate the signals in the directions of the identified jammers. To do this, a weight vector is calculated per satellite tracked (there are therefore, at each iteration, as many weight vectors calculated as there are satellites tracked). The idea is to cancel both the contribution of index competing satellites (there are ) and that of identified jammers (up to ) by projecting "notches" of gain in the direction of these sources and to achieve a gain on the signals coming from the GNSS satellite of interest of index .

On calcule (étape E21’) pour ce qui concerne chaque satellite (y compris le satellite d’intérêt d’indice ) le jeu de coefficients de pondération suivant (on parle de vecteur de référence pour le satellite d’intérêt) :Calculation is performed (step E21′) with respect to each satellite (including the satellite of interest with index ) the following set of weighting coefficients (we speak of the reference vector for the satellite of interest):

pour For

  • : désigne le nombre d’onde. : denotes the wave number.
  • : désigne la différence de marche par rapport à l’antenne de référence (antenne d’indice 1). Elle dépend de la configuration géométrique du réseau d’antennes. est un vecteur dont chaque composante correspond à un coefficient de pondération. : designates the path difference with respect to the reference antenna (antenna of index 1). It depends on the geometric configuration of the antenna array. is a vector whose each component corresponds to a weighting coefficient.

De manière similaire, pour ce qui concerne les brouilleurs, on calcule le jeu de coefficients de pondération suivant (étape E22’)Similarly, as regards the jammers, the following set of weighting coefficients is calculated (step E22′)

pour For

Le coefficient joue un rôle similaire à celui joué par (voir ci-avant) : il s’agit d’un vecteur que nous allons « contraindre » afin de créer un gain vers le satellite GNSS d’intérêt et des encoches de gain vers les brouilleurs et les autres satellites GNSS (qui seraient éventuellement susceptibles de perturber la réception des signaux en provenance du satellite GNSS d’intérêt ; ce n’est habituellement pas le cas car en général les signaux GNSS d’un même système sont conçus pour ne pas se brouiller mutuellement).The coefficient plays a role similar to that played by (see above): this is a vector that we are going to "constrain" in order to create a gain towards the GNSS satellite of interest and gain notches towards the jammers and the other GNSS satellites (which would possibly be likely to disturb the reception of signals from the GNSS satellite of interest; this is usually not the case because in general the GNSS signals of the same system are designed not to interfere with each other).

Soit alors la matrice rectangulaire de dimensions (la matrice est carrée si ) suivante (étape E23’)Let then be the rectangular matrix of dimensions (the matrix is square if ) next (step E23′)

On calcule alors le pseudo-inverse de Moore-Penrose de ») :We then calculate the Moore-Penrose pseudo-inverse of :

Ou, si elle est carrée, nous l’inversons simplement :Or, if it is square, we simply reverse it:

où :Or :

: désigne l’opération « transposition + conjugaison complexe » : designates the operation "transposition + complex conjugation"

Si nous notons alors le jeu de coefficients de pondération associé au satellite d’intérêt d’indice est donné par (étape E24’) .If we note then the set of weighting coefficients associated with the index satellite of interest is given by (step E24') .

On note ici que dans le cas d’un seul satellite est remplacé par .
We note here that in the case of a single satellite is replaced by .

Claims (10)

Procédé de traitement d’un signal de radionavigation issu d’un satellite (SAT) reçu par un récepteur de radionavigation comprenant plusieurs antennes de réception, chaque antenne étant configurée pour recevoir des signaux issus d’un satellite d’intérêt (SAT) d’au moins un brouilleur et éventuellement d’au moins un autre satellite selon des directions balayées, le procédé comprenant les étapes suivantes mises œuvre dans une unité de traitement dudit récepteur :
- détection (E1) à partir du signal reçu par chaque antenne, d’au moins une direction d’un signal de brouillage ;
- détermination (E2, E2’) d’un jeu de coefficients de pondération ou associé au satellite (SAT) d’intérêt permettant d’atténuer le signal de brouillage reçu dans les directions ainsi déterminées et permettant d’atténuer le cas échant les signaux issus d’autres satellites de manière à optimiser le signal issu du satellite d’intérêt ;
procédé dans lequel la détection (E1) de la direction d’un signal de brouillage comprend les étapes de
détermination (E11) de premiers coefficients de pondérations ( ) permettant de maximiser la puissance reçue dans une première direction ( ) ;
détermination (E12) de deuxièmes coefficients de pondérations ( ) permettant de maximiser la puissance reçue dans une deuxième direction ( ),
détermination (E13) de troisièmes coefficients ( ) de pondérations permettant de maximiser la puissance reçue dans une troisième direction ( ) les deuxième et troisième directions étant autour de la première direction,
détermination (E14) des coefficients d’atténuation, à partir des premiers, deuxièmes et troisièmes coefficients,
la détermination (E16) d’un ratio ( pour une direction entre
- une combinaison linéaire des signaux reçus avec un jeu de coefficients d’amplification ( , E14) obtenus à partir des premiers, deuxièmes et troisièmes jeux de coefficients,
- une combinaison linéaire des signaux reçus avec un jeu de coefficients d’atténuation (( E15) obtenus à partir des premiers, deuxièmes et troisièmes jeux de coefficients ledit ratio étant proportionnel à la puissance du signal centrée sur cette direction dans une bande étroite autour de cette direction.Method for processing a radionavigation signal from a satellite (SAT) received by a radionavigation receiver comprising several reception antennas, each antenna being configured to receive signals from a satellite of interest (SAT) of at least one jammer and possibly at least one other satellite along scanned directions, the method comprising the following steps implemented in a processing unit of said receiver:
- detection (E1) from the signal received by each antenna, at least one direction of a jamming signal;
- determination (E2, E2') of a set of weighting coefficients Or associated with the satellite (SAT) of interest making it possible to attenuate the jamming signal received in the directions thus determined and making it possible to attenuate, where appropriate, the signals originating from other satellites so as to optimize the signal originating from the satellite of interest ;
method in which detecting (E1) the direction of a jamming signal comprises the steps of
determination (E11) of first weighting coefficients ( ) making it possible to maximize the power received in a first direction ( );
determination (E12) of second weighting coefficients ( ) to maximize the power received in a second direction ( ),
determination (E13) of third coefficients ( ) of weightings making it possible to maximize the power received in a third direction ( ) the second and third directions being around the first direction,
determination (E14) of the attenuation coefficients, from the first, second and third coefficients,
the determination (E16) of a ratio ( for a direction between
- a linear combination of the received signals with a set of amplification coefficients ( , E14) obtained from the first, second and third sets of coefficients,
- a linear combination of the signals received with a set of attenuation coefficients (( E15) obtained from the first, second and third sets of coefficients, said ratio being proportional to the power of the signal centered on this direction in a narrow band around this direction. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la combinaison linéaire des signaux reçus avec le jeu de coefficients d’amplification est donnée par dans la direction , la combinaison linéaire des signaux reçus avec le jeu de coefficients d’atténuation est donnée par dans la direction , le ratio étant défini par où est une constante proportionnelle à la racine de la puissance de l’ensemble des sources de bruit du récepteur.A method according to claim 1, wherein the linear combination of the received signals with the set of amplification coefficients is given by in the direction , the linear combination of the received signals with the set of attenuation coefficients is given by in the direction , the ratio being defined by Or is a constant proportional to the root of the power of all noise sources in the receiver. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel un nombre n de brouilleurs est connu, les n directions correspondant aux n ratios les plus élevés.Method according to one of the preceding claims, in which a number n of jammers is known, the n directions corresponding to the n highest ratios. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les directions des brouilleurs sont celles pour lesquelles les ratios sont supérieurs à un seuil déterminé.Method according to one of the preceding claims, in which the directions of the jammers are those for which the ratios are greater than a determined threshold. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les deuxième et troisième directions sont de autour de la première direction, avec un réel tel que , étant de préférence égal à 10.Method according to one of the preceding claims, in which the second and third directions are around the first direction, with a real such that , preferably being equal to 10. Procédé selon l’une des revendications précédentes, le récepteur recevant des signaux issus d’un seul satellite, la détermination du coefficient permettant d’atténuer le signal de brouillage reçu dans les directions déterminées comprend les étapes de
- détermination (E21) d’un vecteur de référence ;
- détermination (E22) d’un coefficient de pondération associé à chaque brouilleur ou direction de brouillage ,
où , , ,
;
- détermination (E23) d’une matrice rectangulaire ou carrée de taille ;

- détermination (E24) du jeu de coefficients de pondération

avec la première composante du vecteur avec
si ou si .Method according to one of the preceding claims, the receiver receiving signals originating from a single satellite, the determination of the coefficient making it possible to attenuate the jamming signal received in the determined directions comprises the steps of
- determination (E21) of a reference vector ;
- determination (E22) of a weighting coefficient associated with each jammer or jamming direction ,
Or , , ,
;
- determination (E23) of a rectangular or square matrix of size ;

- determination (E24) of the set of weighting coefficients

with the first component of the vector with
whether Or whether . Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, le récepteur reçoit des signaux de S > 1 satellites, la détermination du coefficient permettant d’optimiser le signal reçu associé à un satellite d’intérêt et permettant d’atténuer le signal de brouillage dans les directions déterminées et celui des autres satellites, comprend les étapes de détermination (E21’) d’un coefficient de pondération associé à chaque satellite :
pour
où : désigne le nombre d’onde, désigne la différence de marche par rapport à l’antenne de référence, est la direction d’arrivée du signal reçu en provenance du satellite d’indice , étant la composante azimutale et étant la composante en élévation ;
  • détermination (E22’) d’un coefficient de pondération associé à chaque brouilleur dans chaque direction déterminée
    pour
  • détermination (E23’) d’une matrice de taille où S est le nombre de satellites, B est le nombre de brouilleurs ou directions de brouillage et M est le nombre d’antennes :
  • détermination (E24’) du jeu de coefficients de pondération associé à un satellite d’intérêt
avec la première composante du vecteur avec si ou si
: désignant l’opération « transposition + conjugaison complexe (notée ) ».Method according to one of Claims 1 to 5, the receiver receives signals from S > 1 satellites, the determination of the coefficient making it possible to optimize the received signal associated with a satellite of interest and making it possible to attenuate the jamming signal in the determined directions and that of the other satellites, comprises the steps of determining (E21') a coefficient weight associated with each satellite :
For
Or : denotes the wave number, denotes the path difference with respect to the reference antenna, is the direction of arrival of the signal received from the satellite with index , being the azimuthal component and being the elevation component;
  • determination (E22') of a coefficient weight associated with each interferer in each determined direction
    For
  • determination (E23') of a matrix size where S is the number of satellites, B is the number of jammers or jamming directions and M is the number of antennas:
  • determination (E24') of the set of weighting coefficients associated with a satellite of interest
with the first component of the vector with whether Or whether
: designating the “transposition” operation + complex conjugation (noted )”. Procédé selon l’une des revendications 2 à 7, dans lequel le plateau antennaire comprend quatre antennes, un jeu de coefficients d’amplification est défini par

avec et
où
et sont les deuxièmes et troisièmes coefficients de pondération permettant d’amplifier les signaux dans les directions et autour de cette direction et sont donnés par


: désigne la norme euclidienne
: désigne l’opération « transposition + conjugaison complexe (notée ) »
avec
où :
: désigne le nombre d’onde de l’onde incidente (avec : longueur d’onde)
: différence de marche entre l’antenne 1 et elle-même :

: différence de marche entre l’antenne 1 et l’antenne 2 :

: différence de marche entre l’antenne 1 et l’antenne 3 :

: différence de marche entre l’antenne 1 et l’antenne 4 :
Method according to one of Claims 2 to 7, in which the antenna plate comprises four antennas, a set of amplification coefficients is defined by

with And
Or
And are the second and third weighting coefficients making it possible to amplify the signals in the directions And around this direction and are given by


: denotes the Euclidean norm
: designates the "transposition" operation + complex conjugation (noted )”
with
Or :
: designates the wave number of the incident wave (with : wave length)
: path difference between antenna 1 and itself:

: path difference between antenna 1 and antenna 2:

: path difference between antenna 1 and antenna 3:

: path difference between antenna 1 and antenna 4:
Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le jeu de coefficients d’atténuation est donné par .Method according to the preceding claim, in which the set of attenuation coefficients is given by . Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code pour mettre en œuvre un procédé selon l’une des revendications 1 à 9, lorsque celui-ci est exécuté par un ordinateur.
Computer program product comprising code instructions for implementing a method according to one of Claims 1 to 9, when the latter is executed by a computer.
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