Présentation
En anglaisRÉSUMÉ
Le radar utilise la propriété des ondes électromagnétiques de se réfléchir sur tout obstacle, créant ainsi une onde de retour susceptible d'être décelée par un récepteur adapté à ce signal. La localisation d’objets impose une mesure de la distance et une mesure angulaire. Les radars se différencient entre eux par la manière dont ils explorent l’espace à l’aide de leur antenne. Plusieurs critères définissent leurs performances : pouvoir discriminateur, précision en distance, volume de confusion. Les radars intègrent dans leur technologie des chaînes d’émission réception. De conception assez variée, certaines antennes sont maintenant actives ; utilisant le déphasage et l’amplification, elles augmentent considérablement les capacités des radars.
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The radar uses electromagnetic wave properties to be reflected by any type of obstacle thus creating a return wave which can be detected by a receptor adapted to such signal. The localization of objects requires a distance and angular measuring. Radars can de differenciated according to the way they explore space by means of their antennas. Their performances are defined according to several criteria; discriminative power, distance accuracy and confusion matrix. Transmission and receiving chains are integrated into radar technology. Certain antennas of a varied nature are currently being used. They significantly increase the capacity of radars through phase-shifting and amplification.
Auteur(s)
-
Jacques DARRICAU : Ingénieur général de l'Armement - Ingénieur ENICA et ENSAE
INTRODUCTION
Dans cet article, le lecteur découvrira les principes de base de la détection électromagnétique, fonction assurée par le Radar (abréviation pour Radio Detection And Ranging), et ses éléments constitutifs.
Un rappel historique, du télémobiloscope de l'Allemand Christian Hülsmeyer (1904) aux théories modernes du Britannique P.M. Woodward (1950), permettra de situer les grandes étapes de la découverte et du développement des radars.
Sont ensuite exposés les principes de base du radar à impulsions : principes de la mesure de la distance et de la mesure angulaire, qui amènent à la définition de la composition type d'un radar, avec une description sommaire de chacun des éléments qui la compose. Suit un panorama des différents types de radars :
-
panoramique ;
-
volumétrique ;
-
de poursuite ;
-
d'atterrissage ;
-
aéroportés.
Pour chacun d'eux sont décrites les organisations types correspondantes et/ou leurs particularités remarquables.
À la suite de ce parcours rapide, sont définis les critères qui permettent de caractériser les performances opérationnelles des radars :
-
pouvoir discriminateur et précision ;
-
notions concernant le « volume de confusion » d'un radar et de son incidence sur la détection des parasites naturels « fouillis » ou « clutter », pouvant altérer leur vision des objets utiles ;
-
notion d'effet Doppler, qui permettra de caractériser les mobiles par leur vitesse.
Sont ensuite abordées les technologies d'émission réception propres aux radars. Cette description commence par celle de l'organisation générale des chaînes d'émission réception radar, puis sont examinés les éléments actifs conduisant à l'émission des signaux :
-
tubes hyperfréquences ;
-
étages de puissance « état solide » ;
Et les dispositifs particuliers d'alimentation électrique de ces éléments de haute puissance instantanée : les modulateurs.
La description se poursuit par celles des antennes utilisées en radar. Selon un schéma classique, sont d'abord établies les notions conduisant à comprendre le fonctionnement de ces antennes, avant de poursuivre par un panorama des différents types d'antennes radar :
-
à réflecteurs ;
-
Cassegrain ;
-
pour radar de poursuite ;
-
planes ;
-
à balayage électroniques ;
-
actives.
Avec, pour chacune d'elles leurs principe et performances caractéristiques.
DOI (Digital Object Identifier)
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3. Organisations types de radars
Les radars se différencient entre eux par la manière dont ils explorent l'espace à l'aide de leur antenne. Nous allons examiner quelques modes d'exploration, et définir l'exploitation de l'information associée.
3.1 Radar panoramique
Le radar de veille panoramique est, non seulement le plus répandu, mais le plus représentatif des systèmes radars. Aussi, il sera pris comme exemple type pour définir les grands principes de l'exploitation des signaux radar. Il assure une exploration totale de l'espace par une rotation continue de son antenne autour d'un axe vertical.
On a alors intérêt à utiliser un faisceau étroit dans le plan de gisement de manière à obtenir un pouvoir séparateur angulaire convenable. Cela est possible, si les aériens sont de grandes dimensions horizontales, par exemple :
D'autre part, afin que le maximum d'espace puisse être surveillé par le radar, il est nécessaire de moduler son diagramme en site pour obtenir le faisceau le mieux adapté possible à la triple contrainte : portée, altitude et cône mort (§ 6.3.3).
L'exploration de l'espace est effectuée de manière régulière. Les vitesses de rotation d'antenne sont de l'ordre de :
-
6 tr/min pour les radars à grande portée ;
-
12 à 20 tr/min pour les radars de moyenne portée ;
-
jusqu'à 60 tr/min pour les radars de courte portée.
L'exploitation de l'information doit être adaptée à ce mode d'exploration de l'espace. Le procédé le...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DARRICAU (J.), BLANCHARD (Y.) - Histoire du radar dans le monde puis en France. - Revue PEGASE et revue de l'électricité et de l'électronique (2003).
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(3) - BLANCHARD (Y.) - Le radar 1904-2004 – Histoire d'un siècle d'innovations techniques et opérationnelles. - Ellipses, Thalès (2004).
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(4) - BARTON (D.K.) - Radar system analysis. - Artech House.
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(5) - CARPENTIER (M.H.) - Radars bases modernes. - Masson, 5e Éd., Paris (1984).
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