a l’aide de leur antenne.
2-1 Radar de Veille
Leur rˆole principal est de d´etecter la pr´esence de cible dans un large domaine de l’espace. Ils assurent une exploration totale de l’espace par un d´eplacement r´egulier de leurs faisceaux. Ce d´eplacement peut ˆetre r´ealis´e, par rotation de l’antenne radar, par balayage ´electronique du faisceau, ou par une combinaison de ces deux proc´ed´es.
2-2 Radar de Poursuite
Un radar de poursuite permet de mesurer de fa¸con suffisamment r´eguli`ere les coordonn´ees d’une cible pour d´eterminer sa trajectoire et au besoin pr´edire sa position future. Tous les syst`emes radars peuvent ˆetre consid´er´es comme des radars de poursuite s’ils sont dot´es d’un post-traitement des informations d´elivr´ees permettant d’´etablir des pistes des cibles d´etect´ees. Cependant, le noms de radars de poursuite d´esigne, g´en´eralement, les radars qui peuvent effectuer cette op´eration de pistage en temps-r´eel avec une periodicit´e et une pr´ecision suffisantes. Les radars de poursuite utilisent des proc´ed´es de mesure particuliers, tant pour la mesure de la distance que pour les mesures angulaires, permettant d’affiner la pr´ecision de localisation.
On distingue deux cat´egories de radars de poursuite :
– Les radars de poursuite continue, mesurant sans interruption les coordonn´ees d’une cible, par verouillage asservi du faisceau d’antenne sur sa position angulaire.
– Les radars de poursuite discontinue (Track-while-Scan) dont les propri´et´es permettent de pour-suivre simultan´ement plusieurs cibles situ´ees dans diverses secteurs angulaires. Les diff´erentes pistes sont obtenues s´equentiellement sous forme de suites discontinues de fractions de trajec-toires.
3 Signal Radar
3-1 Signal Radar `a l’´emission
Le signal ´emis par le radar est dans notre cas `a faible largeur de bande, et s’´ecrit sous la forme : s(t) = u(t)exp(jω0t)
o`u
u(t) est l’enveloppe complexe du signal ´emis de dur´ee Ti, et ω0= 2πf0est la pulsation de la porteuse.
3-1-1 Impulsion rectangulaire
L’enveloppe la plus simple utilis´ee en radar est l’impulsion rectangulaire de dur´ee Ti, donn´ee par :
u(t) =
A si 0≤ t ≤ Ti
0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0 0.5 1 1.5 2 Impulsion rectangulaire 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0 20 40 60
Autocorrelation de l’impulsion rectangulaire
Fig. II.2.1 – Impulsion rectangulaire
La r´esolution en distance : distance minimale entre deux objets pour garantir leur distinction `a la r´eception, pour une telle impulsion est donn´ee par :
∆R = c 2B
o`u B est la bande du signal inversement proportionnelle `a sa dur´ee Ti.
L’utilisation d’impulsions tr`es br`eves pour affiner la r´esolution en distance se heurte `a diverses limitations technologiques relatives `a l’´emission de puissances ´elev´ees.
3-1-2 Compression d’impulsion
La compression d’impulsion englobe l’ensemble des techniques qui utilisent la modulation en phase ou en fr´equence de la porteuse pour augmenter la bande du signal sans p´enaliser sa dur´ee. La fonction d’autocorr´elation du signal ´emis est de largeur inversement proportionnelle `a la bande de ce signal. La pr´ecision sur la distance augmente donc avec la bande du signal. Elle est ´equivalente `a celle d’une impulsion plus ´etroite sans modulation.
Modulation de fr´equence lin´eaire
La modulation “chirp” consiste `a moduler l’impulsion avec une fr´equence qui varie lin´eairement pendant sa dur´ee Ti :
u(t) = Aexp(jπβt2) si−Ti/2≤ t ≤ Ti/2
o`u β repr´esente le rapport entre la largeur de bande ∆f du signal et sa dur´ee Ti `a l’´emission. Le signal radar s’´ecrit, dans ce cas :
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 −1 −0.5 0 0.5 1 Impulsion "chirp" −0.5 −0.4 −0.3 −0.2 −0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 −2 −1 0 1 2 3 4
Autocorrelation de l’impulsion "chirp"
Fig.II.2.2 – Compression d’impulsion par modulation en fr´equence
3-1-3 Train d’impulsions
En pratique, les radars ´emettent des impulsions r´ep´etitives `a une certaine fr´equence de r´ep´etition Fr. Le traitement conjoint de plusieurs impulsions permet d’am´eliorer l’estimation de l’effet Doppler, et donc de la vitesse radiale de la cible [Chevalier 89]. Il n´ecessite, cependant, une mod´elisation fine des variations de vitesse le long de l’int´egration coh´erente des impulsions successives, pour en compenser l’effet sur le signal re¸cu.
Par ailleurs, pour des vitesses radiales ´elev´ees (plusieurs tours de phase Doppler pendant Tr= 1/Fr), le sous-´echantillonnage de l’enveloppe Doppler `a la fr´equence Fr conduit `a des vitesses ambig¨ues distantes de cFr
2f0. A court terme, cette ambigu¨ıt´e fonction de la fr´equence porteuse f0 et de la fr´equence de r´ep´etition Frpeut ˆetre lev´ee par changement de l’une ou l’autre de ces fr´equences. A plus long terme, elle est lev´ee par le lien entre le d´eplacement de l’enveloppe et la vitesse Doppler. Notons, enfin, que la p´eriode Trd’une r´ecurrence radar constitue une faible dur´ee, elle mod´elise les variations rapides. Des param`etres `a dynamique lente peuvent ˆetre suppos´es invariables pendant plusieurs r´ecurrences.
3-1-4 Agilit´e de fr´equence
L’agilit´e de fr´equence [Chevalier 89] consiste en un codage `a valeurs discr`etes des fr´equences qui modulent plusieurs impulsions. Une suite de r´ecurrences successives modul´ees par la mˆeme porteuse est appel´ee rafale, elle pr´esente une mesure plus longue du temps que la r´ecurrence ´el´ementaire. Une rafale correspond, donc, `a des variations plus lentes des param`etres du signal radar.
Ce codage peut ˆetre accompagn´e par une modification de la fr´equence de r´ep´etition Fr des im-pulsions ´el´ementaires. Il permet, par les changements de l’une ou l’autre des fr´equences, la lev´ee des ambigu¨ıt´es vitesses. D’autre part, il est, aussi, utilis´e en imagerie radar pour effectuer un ´echantillonnage en fr´equence de la r´etrodiffusion de la cible illumin´ee [Chamon 96].