| Réf : RAD6708 v1

Radars en surveillance maritime
Détection de navires par radars maritimes - Concepts et architectures

Auteur(s) : Jean-Michel QUELLEC, Stéphane KEMKEMIAN

Date de publication : 10 févr. 2014

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Présentation

RÉSUMÉ

Le radar est un senseur primordial pour réaliser efficacement la surveillance maritime et côtière.

L’article présente les différents choix d’architecture adaptés à l’environnement, à la réussite des missions et prenant en compte les technologies disponibles. Il traite notamment des architectures monostatiques et bistatiques, du choix de la fréquence de travail, des technologies d’émission, du balayage de la zone par le faisceau d’antenne, de la génération de l’onde émise, de la réception et de la compression d’impulsion.

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ABSTRACT

Radar is main sensor to achieve efficiently maritime and coastal surveillance. This paper presents different architecture alternatives matched to environment characteristics, effective mission achievement and taking into account available technology. This paper deals with monostatic and bistatic architecture, radiofrequency selection, transmission technologies, area scanning by antenna beam, transmitted waveform generation, reception and pulse compression.

Auteur(s)

  • Jean-Michel QUELLEC : Thales systèmes aéroportés – Direction technique des systèmes de senseurs

  • Stéphane KEMKEMIAN : Thales systèmes aéroportés – Direction technique des systèmes de senseurs

INTRODUCTION

La surveillance dans le domaine maritime et côtier revêt aujourd'hui une importance primordiale. Les applications radars dans ce domaine sont nombreuses. Elles consistent, tout d'abord, à mettre en œuvre la fonction de détection et de localisation associée à cette détection et, parfois, une fonction d'aide à la classification des navires à partir de la signature radar.

L'article aborde les points suivants :

  • intérêt du radar dans ce domaine par rapport aux autres senseurs ;

  • différentes applications de ces radars, avec leurs principales contraintes d'installation terrestres, navales ou aériennes ;

  • présentation des choix d'architecture et de paramètres clés différentes solutions d'architecture d'ensemble et, notamment, les architectures monostatiques et bistatiques ;

  • architectures monostatiques ;

  • principes et contraintes conduisant au choix de la fréquence de travail : réglementation, contraintes d'encombrement, objectifs de discrimination angulaire, pertes atmosphériques et pertes liées aux précipitations ;

  • différentes technologies d'émission : ATOP (Amplificateurs à tube à onde progressive) et émetteurs à état solide centralisés et répartis ;

  • différentes technologies de balayage d'antenne : antennes à balayage mécanique et antenne active à balayage électronique ;

  • différents modes et techniques permettant l'exploration angulaire du domaine de surveillance ;

  • principes conduisant au choix des ouvertures d'antenne et de la vitesse de rotation du faisceau ;

  • contraintes sur la génération d'onde et le pilote ;

  • constitution typique d'une fonction de réception ;

  • contraintes sur la dynamique de signaux à recevoir et contrôles de gain pouvant être réalisés ;

  • signal émis caractérisé par sa forme d'onde, sa fréquence porteuse et sa polarisation ;

  • signaux émis et reçus exprimés sous forme mathématique (expressions utilisées pour présenter les caractéristiques de mesure de la distance et de la fréquence Doppler, et exprimer les pouvoirs séparateurs du radar) ;

  • présentation de la compression d'impulsion, dernière phase de la réception et technique la plus courante de réalisation du filtre adapté à l'impulsion émise ;

  • différentes méthodes de compression d'impulsion comparées notamment du point de vue des lobes secondaires de compression qui doivent être bien maîtrisés, surtout dans un domaine de surveillance contenant la côte et de forts échos radar.

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KEYWORDS

radar   |   maritime surveillance

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-rad6708


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2. Radars en surveillance maritime

2.1 Avantage du radar

D'autres senseurs que le radar sont susceptibles de remplir des fonctions de surveillance maritime. On peut notamment citer :

  • les systèmes d'imagerie optique ;

  • les systèmes coopératifs.

  • Systèmes optiques

    Qu'ils opèrent dans le visible ou dans l'infrarouge, ils ont l'avantage de fournir directement une image visuelle de la cible, ce qui facilite son identification. En revanche, ils offrent une portée limitée à la visibilité optique : nulle la nuit pour les systèmes opérant dans le visible et, dans tous les cas, très dépendante des conditions atmosphériques (brouillard, pluie, poussières, etc.).

    Un senseur optique est complémentaire du senseur radar et l'ensemble peut être utilisé de la manière suivante :

    • veille à grande distance par le radar ;

    • poursuite et identification de la cible à grande distance par le radar (est-ce par exemple un cargo avec containers, un cargo sans container, un bateau de plaisance ?) ;

    • transmission des coordonnées de la cible par le radar au système optique lorsque la cible est à sa portée ;

    • confirmation de la détection et identification plus précise de la cible (par exemple, un voilier en perdition, un radeau de survie, un périscope de sous-marin, etc., voire lire directement l'immatriculation du navire).

  • Systèmes de détection coopératifs

    On trouve ici :

    • l'AIS (Automatic Identification System ) pour les bateaux ;

    • l'ADS-B (Automatic Dependent Surveillance – Broadcast ) pour les aéronefs ;

    • l'IFF (Identification Friend or Foe ) pour les aéronefs militaires. Ces systèmes fonctionnent sur la base de l'écoute de messages radio transmis automatiquement, ou à la suite d'interrogation par les navires.

  • Informations fournies par les systèmes

    Théoriquement, la précision et la richesse des informations fournies par de tels systèmes sont meilleures que ce que peut délivrer un senseur non coopératif.

    Cependant, il faut bien avoir à l'esprit que :

    • seuls les navires équipés du système coopératif peuvent être repérés ;

    • l'intégrité...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - LE CHEVALIER (F.) -   Principles of radar and sonar signal processing.  -  Artech House.

  • (2) - LACOMME (P.), HARDANGE (J.-P.), MARCHAIS (J.-C.), NORMANT (E.) -   Air and spaceborne radar sytems. An introduction.  -  IEE éditions.

  • (3) - NATHANSON (F.E.) -   Radar design principles.  -  McGraw-Hill Book Co. (1969).

  • (4) - DARRICAU (J.) -   Physique et théorie du radar. Tome 2 – Principes et performances de base.  -  Éditeur SODIPE.

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