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Article

1 - INTRODUCTION

2 - THÉORIE

3 - CONCEPTION D'UN ENGIN FURTIF

4 - ZOOM SUR LE LOCKHEED F117

5 - ZOOM SUR LE F22 RAPTOR

6 - MESURE DE SER

7 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : TE6712 v1

Théorie
Furtivité électromagnétique

Auteur(s) : Fabrice AUZANNEAU

Date de publication : 10 août 2011

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RÉSUMÉ

L'histoire de la furtivité est assez récente mais a connu une accélération dans les dernières décennies donnant lieu à plusieurs générations d'aéronefs furtifs, notamment le Lockheed F22 et le F22 Raptor. Les engins furtifs sont conçus pour défléchir ou absorber les ondes et renvoyer vers le radar un signal très atténué. La furtivité repose sur quelques principes de base liés aux phénomènes électromagnétiques en présence. La surface équivalente radar de l’objet doit être réduite au maximum, afin qu’il soit détecté le plus tard possible par les radars. La conception d’un engin furtif obéit à des règles en termes de forme, de cavités, de choix de matériaux absorbants. Depuis ces avancées, la furtivité a été appliquée avec succès aux missiles, drones et navires de guerre.

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Auteur(s)

  • Fabrice AUZANNEAU : Chef du Laboratoire de fiabilisation des systèmes embarqués au CEA LIST

INTRODUCTION

Au début des années 1990, de nouveaux concepts d'avions ont été dévoilés, visant à échapper aux radars suffisamment longtemps pour effectuer leur mission en toute sécurité. Basés sur des travaux remontant aux années 1970, les avions furtifs (tels le fameux F-117) sont conçus pour défléchir ou absorber les ondes et renvoyer vers le radar un signal très atténué. La furtivité repose sur quelques principes de base, appliqués depuis avec succès aux missiles, drones et navires de guerre. Nous allons passer en revue ces principes et leur mise en œuvre.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-te6712


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2. Théorie

2.1 Définitions

La SER (Surface Équivalente Radar, en anglais RCS : Radar Cross Section, souvent notée σ) est une grandeur (exprimée en m2) qui caractérise la capacité d'un objet à renvoyer l'énergie d'une onde électromagnétique incidente. Une onde radar électromagnétique, qui arrive sur une cible (avion, missile) interagit avec cet objet qui renvoie l'énergie incidente dans diverses directions, dont la direction incidente. Si le radar récepteur est aussi le radar émetteur, on parle de configuration monostatique ou de rétrodiffusion, sinon de configuration bistatique ou multistatique.

L'onde électromagnétique incidente est caractérisée par diverses grandeurs, parmi lesquelles sa fréquence ou son spectre de fréquence, sa polarisation (linéaire, circulaire ou elliptique).

La figure 4 montre l'évolution des vecteurs champs électrique et magnétique dans le temps en polarisation linéaire. L'interaction de l'onde avec la cible dépendra de sa polarisation.

Par définition, la SER d'un objet vaut 4π fois le rapport entre la puissance par unité d'angle solide diffusée dans une direction donnée sur la puissance par unité de surface d'une onde plane incidente sur cet objet depuis une direction donnée (IEEE STD 686-1997). Plus précisément, c'est la limite de cette valeur lorsque la distance entre la mesure et l'objet tend vers l'infini. Elle s'exprime par la formule :

σ= lim R 4π R 2 | E s | 2 | E i | 2

R est la distance à l'objet, Es et Ei les champs électriques diffusé et incident. Le champ diffusé varie en 1/R ce qui implique un facteur R 2 au dénominateur qui annule en principe celui de la limite.

On...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - AUZANNEAU (F.), ZIOLKOWSKI (R.W.) -   Étude théorique de matériaux bianisotropes synthétiques contrôlables.  -  Journal de Physique III, p. 2405-2418 (1997).

  • (2) - BÉRENGER (J.-P.) -   A perfectly matched layer for the absorption of electromagnetic waves.  -  Computational Physics, vol. 114, p. 185-200 (1994).

  • (3) - BOUCHE (D.), MOLINET (F.), MITTRA (R.) -   Asymptotic methods in electromagnetic.  -  Springer (1997).

  • (4) - DAVID (A.) -   Analyse des signatures de cibles à l'aide du Radar HF-VHF multi fréquence et multi polarisation MOSAR.  -  Thèse, Université de Rennes (1999).

  • (5) - HARRINGTON (R.F.) -   Time-harmonic electromagnetic fields.  -  McGraw-Hill (1961).

  • (6) - HARRINGTON (R.F.) -   Field computation by moment methods.  -  Oxford University Press (1968).

  • ...

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