Présentation
En anglaisRÉSUMÉ
Cet article décrit des procédés de traitement du signal appliqués au radar. La Visualisation des Cibles Mobiles (VCM) est analysée, avec le cas particulier des échos vus par les radars pulse doppler aéroportés. Sont ensuite décrits les radars continus de mesure de vitesse des cibles. Suit une analyse des propriétés caractéristiques du clutter et de leurs conséquences sur la visibilité des cibles. Le filtrage linéaire est ensuite expliqué à travers l'étude des radars, à compression d'impulsion, à corrélation, pulse doppler, et à haute résolution angulaire.
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This article describes methods of signal processing applied to radars. Moving Target Indicator (MTI) is analyzed, with the particular case of echoes received by airborne pulse doppler radars. Following, continuous radars for target velocity measurement are described. Then an analysis of the characteristic properties of the clutter and their effects on target visibility is given. Linear filtering via the study of pulse-compression, correlation, pulse-doppler and high angular resolution radars is then detailed.
Auteur(s)
-
Jacques DARRICAU : Ingénieur général de l'armement - Ingénieur ENICA et ENSAE
INTRODUCTION
Dans cet article, l'accent est mis sur les traitements du signal radar permettant la détection des mobiles dans le clutter, leurs principes, les techniques de réception qui en résultent et leurs critères de performances.
Les performances de ces dispositifs sont liées à la nature des échos parasites dits « clutter » (échos de réflexion des ondes sur le sol, la mer, les nuages) ou « fouillis » qui les entoure. Une analyse des propriétés caractéristiques du clutter (pouvoir réflecteur, intensité des échos parasites, comportement spectral), et de leurs conséquences sur la visibilité des cibles, est donc proposée, avec une loupe sur le cas du clutter vu par les radars pulse doppler aéroportés.
La Visualisation des Cibles Mobiles (VCM), qui a pour objectif de permettre de déceler la présence de cibles mobiles dans un milieu d'échos fixes ou lents, est abordée par l'examen de l'effet du doppler des cibles sur un train d'impulsions. Les chaînes d'émission/réception utilisées pour obtenir ces signaux sont présentées. Les différents types de traitement du signal :
-
filtres simple et double annulation ;
-
filtres linéaires ;
-
filtrage de vitesse ;
-
réalisation type pulse doppler ;
sont décrits et leurs performances analysées.
Le cas particulier des échos vus par les radars pulse doppler aéroportés est analysé et conduit à examiner les différentes solutions :
-
radars sans ambiguïté de distance (ou BFR) ;
-
radar sans ambiguïté de vitesse (ou HFR) ;
-
radar avec ambiguïté de distance et de vitesse (ou MFR) ;
et leurs degrés de performances.
Sont ensuite décrits, dans leur principe et leurs modes de fonctionnement, les radars continus, solution la plus simple de mesure de la fréquence doppler des cibles, si on ne s'intéresse qu'à leur vitesse.
Leurs particularités, notamment :
-
l'influence du découplage émission réception sur la portée radar ;
-
le comportement des radars continus devant les échos fixes.
sont examinées.
Enfin, un exposé des principes des radars transhorizon participant à la détection lointaine des cibles à basse altitude :
-
radar transhorizon a ondes de surface (Grounds-waves or surface-waves radars) ;
-
radars transhorizon à rétrodiffusion ionosphérique (Skywave radars or OTH (over the horizon) radars).
ainsi que la description de leurs éléments caractéristiques
MOTS-CLÉS
détection radar traitement du signal détection localisation traitement de signaux de radiocommunication radar aéroporté
KEYWORDS
radar detection | signal processing | detection | location | Analysis of radio communication signals | airborne radar
DOI (Digital Object Identifier)
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3. Notions sur les radars continus
3.1 Principe de base
Dans les cas ou l'on ne s'intéresse qu'à la vitesse des cibles :
-
contrôle de vitesse ;
-
navigation doppler ;
-
détection de présence dans un milieu d'échos fixes.
La solution la plus simple consiste à émettre une onde continue de fréquence bien déterminée, et à mesurer la différence entre la fréquence de l'onde reçue, et la fréquence de l'onde émise.
Le schéma de principe, présenté figure 34, utilise une chaîne d'émission réception cohérente et deux antennes séparées.
Ces radars sont de conception simple, limitée à la seule mesure du doppler du signal. Ils émettent une puissance continue, donc bien plus faible, à énergie égale, que la puissance crête émise sur la durée très courte de chaque émission des radars à impulsions.
HAUT DE PAGE3.2 Disposition des antennes
Une difficulté concernant ce type de radar provient du couplage entre les deux antennes, qui entraîne une fuite directe du signal émis dans le récepteur. Cette fuite masque les échos de cibles très faibles, et vient limiter la portée utile du radar.
HAUT DE PAGE
Une solution peut être de disposer de deux antennes séparées par de grandes distances, ce qui conduit à un radar bistatique (figure 35).
Dans ce cas, le couplage entre les antennes d'émission et de réception est nul, négligeable, ou d'élimination facile.
Les paramètres de détection restent ceux des radars à impulsions, en distinguant les chemins émission et réception. Cette solution est utilisée, notamment, dans certains radars de surveillance spatiale.
HAUT DE PAGE3.2.2 Disposition monostatique
Plus couramment,...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BARTON (D.K.) - Radar system analysis. - Artech House.
-
(2) - BLANCHARD (Y.) - Le radar 1904-2004 – Histoire d'un siècle d'innovations techniques et opérationnelles. - Ellipses, Thales (2004).
-
(3) - DARRICAU (J.), BLANCHARD (Y.) - Histoire du radar dans le monde puis en France. - Revue PEGASE, revue de l'électricité et de l'électronique (2003).
-
(4) - NATHANSON (F.E.) - Radar desing principles. - Mc Graw-Hill Book Compagny, New-York (1969).
-
(5) - DARRICAU (J.) - Physique et théorie du radar. - Sodipe (1994).
-
(6) - CARPENTIER (M.H.) - Le radar. - Collection Que sais-je (1987).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
• SEE – Société de l'électronique, de l'électricité et des TIC http://www.see.asso.fr
• THALES – Constructeur de radars français http://www.thalesgroup.com
• Programme Eurofrghter-typhoon https://www.eurofighter.com/
• EADS – Leader mondial de l'aérospatiale, défense et services associés http://www.eads.com
HAUT DE PAGE
• IRS – International Radar Symposium – Un colloque, en principe annuel, qui se tient chaque année dans une ville différente d'Europe de l'Est http://www.irs-2013.de
• IRS India – International Radar Symposium India http://www.radarindia.com
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