chapitre2

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Radartutorial Chapitre 2: Types de radar et frquences

(diteur: Christian Wolff, traduction en langue franaise et rvision:

Pierre Vaillant et Christophe Paumier, Version 3 aot 2011)

Sommaire

CLASSIFICATION EN FONCTION DES TECHNOLOGIES ..................................................................................... 2 RADARS IMAGEURS / RADARS NON IMAGEURS .................................................................................................................. 2

RADARS A IMPULSIONS ...................................................................................................................................................... 2

Radars primaires .......................................................................................................................................................... 2

Radar secondaires ........................................................................................................................................................ 4

RADARS A ONDE CONTINUE ............................................................................................................................................... 5

Radars onde continue non module........................................................................................................................... 5

Radars onde continue module ................................................................................................................................. 6

RADARS BISTATIQUES ....................................................................................................................................................... 6

Radars multistatiques ................................................................................................................................................... 7

RADAR A VISEE LATERALE (RVL) ..................................................................................................................................... 7

RADAR A SYNTHESE DOUVERTURE (RSO)........................................................................................................................ 8

CLASSIFICATION PAR USAGE .................................................................................................................................. 10 RADARS MULTIFONCTIONS .............................................................................................................................................. 10

RADAR DE POURSUITE DE CIBLES MULTIPLES .................................................................................................................. 10

CONTROLE DU TRAFIC AERIEN ......................................................................................................................................... 11

RADAR METEOROLOGIQUE .............................................................................................................................................. 11

RADAR DE SURFACE (SMR) ............................................................................................................................................ 12

RADAR DE DEFENSE AERIENNE ........................................................................................................................................ 13

RADAR DE VEILLE AERIENNE ........................................................................................................................................... 13

RADAR DE CONTRE-BATTERIE ......................................................................................................................................... 13

RADAR DE CHAMP DE BATAILLE ...................................................................................................................................... 14

CONTROLE DES COMBATS ................................................................................................................................................ 14

TELEGUIDAGE ................................................................................................................................................................. 14

RADAR DE CHAMP DE BATAILLE ...................................................................................................................................... 15

INTERCEPTION DES MISSILES ........................................................................................................................................... 15

BARRIERE RADAR ............................................................................................................................................................ 15

RADAR DE CONTROLE ROUTIER ....................................................................................................................................... 15

MARITIME ....................................................................................................................................................................... 16

RADAR DE REGULATION DE DISTANCE ............................................................................................................................. 16

RADAR A PENETRATION DE SOL ....................................................................................................................................... 16

TEST DE MATERIAU ......................................................................................................................................................... 16

TELEMETRIE ET TELEDETECTION ..................................................................................................................................... 17

ASTRONOMIE ................................................................................................................................................................... 17

ONDES ET BANDES DE FREQUENCES ..................................................................................................................... 17

Objectifs Le radar se dcline en une varit de forme et de dimensions selon les demandes de lusager. Il est utilis pour le contrle du trafic arien autour dun aroport, la surveillance longue porte, la dtection des missiles ou dans leur systme de contrle de vol, en mtorologie, etc. Les radars peuvent tre compacts et portables pour

tre oprs par un seul oprateur ou tre trs labors et ncessiter plusieurs pices pour les abriter.

Ce chapitre donne un aperu dune varit de radar. Ltudiant devrait en tirer les diffrences entre les radars primaires et secondaires, les radars onde continue et pulss, les radars imageurs et non-imageurs. Par une

prsentation de diffrentes utilisations, il apprendra connatre les avantages et dsavantages de chacun et les

bandes de frquences quils utilisent.

Chapitre 2 Types de radars et frquences

2

Classification en fonction des technologies En fonction des informations qu'ils doivent fournir, les quipements radars utilisent des qualits et

des technologies diffrentes. Ceci se traduit par une premire classification des systmes radars:

Radars imageurs / Radars non imageurs

Un radar imageur permet de prsenter une image de

l'objet (ou de la zone) observ. Les radars imageurs sont

utiliss pour cartographier la Terre, les autres plantes,

les astrodes et les autres objets clestes. Ils offrent aux

systmes militaires une capacit de classification des

cibles.

Des exemples typiques de radar non imageur sont les

cinmomtres radars (les petits, sur le bord de la route...)

et les radios altimtres. Ce type de radar est galement

appel diffusomtre puisqu'il mesure les proprits de

rflexion de la rgion ou de l'objet observ. Les

applications des radars secondaires non imageurs sont

par exemple les dispositifs d'immobilisation antivols

installs sur certains vhicules privs rcents.

Radars impulsions

Les radars impulsions mettent des impulsions de signal hyperfrquence forte puissance. Chaque

impulsion est suivie d'un temps de silence plus long que l'impulsion elle-mme, temps durant lequel

les chos de cette impulsion peuvent tre reus avant qu'une nouvelle impulsion ne soit mise.

Direction, distance et parfois, si cela est ncessaire, hauteur ou altitude de la cible, peuvent tre

dtermines partir des mesures de la position de l'antenne et du temps de propagation de

l'impulsion mise.

Radars primaires

Un radar primaire met des signaux hyperfrquences qui sont

rflchis par les cibles. Les chos retourns sont reus et

tudis par le radar mme qui en est l'origine. Le radar

primaire a un intrt principal: la cible qu'il claire reste

passive.

Le diagramme de la Figure 4 montre les composantes dun radar primaire diversit de frquence qui ne fait que

Figure 1 : Organigramme des systmes radar

Figure 3 : Diagramme typique dun radar deux dimensions, le faisceau en coscante carre

donne la porte et la rotation donne lazimut.

Figure 2 : Impact des diffrentes parties de limpulsion de dure dun altimtre avec une surface lisse.

Zone illumine

par limpulsion

nergie reue

Radartutorial (www.radartutorial.eu/index.fr.html)

3

doubler celles dun radar primaire standard, Le gnrateur de synchronisation dlivre le signal qui synchronise la transmission des impulsions, l'cran de visualisation et les autres circuits associs. Le

modulateur labore, partir d'une source de trs haute tension, l'impulsion qui excitera l'metteur

pendant la dure voulue. L'metteur du radar gnre le signal hyperfrquence sous la forme d'une

impulsion courte et de forte puissance, rayonne dans l'air par l'antenne.

Le duplexeur connecte l'antenne alternativement l'metteur et au rcepteur, rendant possible

l'utilisation d'une antenne unique. Cette commutation est ncessaire afin d'viter que les impulsions

de forte puissance transmises par l'metteur endommagent ou dtruisent les circuits du rcepteur

(calibrs pour le traitement de signaux de trs faible puissance).

L'antenne diffuse l'nergie de l'metteur dans l'espace dans un volume dtermin et avec l'efficacit

voulue. Le processus est identique la rception, l'antenne captant alors l'nergie diffuse dans un

volume d'espace donn et selon son efficacit. Le rcepteur amplifie et dmodule les signaux

hyperfrquences reus. A sa sortie, un rcepteur fournit des signaux vidos qui seront mis la

disposition de l'utilisateur sous forme graphique sur un affichage facilement interprtable de la

position relative des cibles dtectes par le radar.

Radar diversit de frquence

Afin de solutionner en partie le problme de la fluctuation de la taille des cibles, de nombreux radars

primaires utilisent deux (ou plus) frquences d'illumination. La diversit de frquence est

couramment ralise grce l'emploi de deux metteurs fonctionnant en tandem permettant d'clairer

la cible avec deux signaux de frquences distinctes, comme le montre la Figure 4.

Figure 4: Principe de fonctionnement du radar diversit de frquence, doublant le traitement dun radar primaire

Les signaux rflchis peuvent tre traites sparment la rception de faon en assurer la

cohrence. En plus du gain de 3 dB li l'utilisation simultane de deux metteurs en parallle, le

fonctionnement sur deux frquences distinctes permet d'amliorer les performances du radar

(typiquement de l'ordre de 2,8 dB).

Dans le diagramme, certains circuits sont ajouts pour la manipulation des frquences indpendantes.

Le commutateur est un interrupteur - slecteur qui permet de grer la circulation des signaux

hyperfrquences. Lorsqu'il est passif, les signaux reus sur ses entres se retrouvent simultanment

sur son unique sortie. Lorsqu'il est actif, pour viter l'embouteillage sur la sortie unique, les

signaux sont dcals dans le temps les uns par rapport aux autres grce des portes temporelles

(contrles au moyen d'impulsions comme le montre le schma).

Le slecteur de frquence est un filtre adapt chaque frquence mise. Il distribue les chos reus

chaque rcepteur en fonction de leur frquence.


4

A l'mission, l'impulsion de frquence f2 suit l'impulsion f1 aprs un retard dtermin. Afin d'annuler

ce dcalage la rception (l'impulsion 2 n'ira pas plus vite pour rattraper son retard, mme si nous

l'exigeons!), l'impulsion 1 doit son tour subir un retard exactement identique. Le traitement du

signal peut alors s'appliquer simultanment aux deux signaux synchrones.

Traitement du signal

Lorsque le radar utilise plusieurs frquences, chaque signal est trait par une voie de rception propre

sa frquence. Les signaux sont ensuite combins et crts par rapport une valeur seuil. Plusieurs

traitements sont utiliss :

addition linaires des amplitudes de chaque voie (optimisation de la porte maximum aux

dpends de la rsistance au brouillage);

multiplication des amplitudes de chaque voie (optimisation de la rsistance au brouillage aux

dpends de la porte maximum);

addition des carrs des amplitudes de chaque voie (procdure optimale!);

addition linaire des amplitudes de plusieurs voies puis multiplication des sommes

partielles (traitement employ dans le diagramme fonctionnel ci-dessus.);

Multiplication des amplitudes de plusieurs voies puis addition des produits partiels.

L'emploi de l'une de ces techniques permet d'atteindre un traitement des plus efficaces.

Mais il est gnralement impossible de connatre celle qui est employe pour un systme donn,

cette information tant considre comme hautement confidentielle.

Radar secondaires

Le radar secondaire fonctionne selon un

principe diffrent: la cible qu'il claire

gnre (de faon active) les signaux de

rponse. Le radar secondaire transmet

des impulsions hyperfrquences

(appeles interrogations). Celles-ci

n'ont pas pour but d'tre rflchies, la

cible tant quipe d'un transpondeur

qui les reoit et les traite. Ensuite, sur

une frquence diffrente, le

transpondeur met en forme et met un

message de rponse qui peut tre reu et

dcod par notre radar secondaire.

Dans le cas des radars secondaires, la

coopration ncessaire de la cible

(utilisation d'un transpondeur) permet

une trs forte rduction de la puissance

mise (par rapport un radar primaire offrant une porte de dtection identique).

En effet, la puissance mise est un paramtre de

l'quation du radar qui doit tenir compte du trajet de

l'onde aller et retour dans le cas du radar primaire,

mais uniquement d'un aller simple dans le cas du

radar secondaire. Cette nergie varie entre 1/R2

chaque partie du trajet comme dans l lquation 1.

On peut considrer que la puissance ncessaire pour un radar secondaire sera en moyenne plus de

1 000 fois infrieure celle que devra rayonner un radar primaire ayant la mme porte. Il rsulte de

1 1

~ ~PSR SSRP R P R4 2

quation 1 : Variation de la puissance ncessaire dans le

cas d'un radar primaire (PSR) et secondaire (SSR).

Figure 5 : Diagramme d'utilisation d'un radar secondaire


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cela un metteur sensiblement plus simple, plus petit, et moins cher. Le rcepteur peut tre moins

sensible, la puissance du signal de rponse tant suprieure celle de l'cho traditionnel rflchi par

une cible passive. Ceci a cependant une action nfaste sur les lobes secondaires qui doit alors tre

compense par l'utilisation de dispositifs de suppression des lobes secondaires.

Comme les frquences d'mission et de rception sont diffrentes, le problme des chos de sol

n'existe pas. Il est donc inutile de disposer d'un dispositif visualisation des cibles mobiles ou VCM

(en anglais MTI pour Moving Target Indicator) pour sparer les chos utiles des chos de sol

parasites. Par contre un changement de frquence pour faire face un brouillage n'est pas

envisageable. D'autre part, des problmes d'interfrences spcifiques aux radars secondaires rendent

ncessaires l'application de mesures spciales sur le

cblage.

Radars onde continue

Les radars onde continue gnrent un signal

hyperfrquence continu. Le signal rflchi est reu et

trait, mais le rcepteur (qui dispose de sa propre

antenne) n'est pas tenu d'tre au mme emplacement que

l'metteur. Tout metteur de station radio civile peut tre simultanment utilis comme un metteur

radar, pour peu quun rcepteur reli distance puisse comparer les temps de propagation du signal direct et du signal rflchi. Des essais ont montr que la localisation d'un avion tait possible par la

comparaison et le traitement des signaux provenant de trois diffrentes stations mettrices de

tlvision.

Ce principe impose de rsoudre les deux problmes suivants:

empcher l'nergie mise de passer directement de l'metteur au rcepteur (couplage par signal direct),

crer des repres temporels sur les chos reus afin de pouvoir mesurer des dures (donc des distances).

Le passage direct de l'nergie mise vers le rcepteur peut tre vit par :

cart physique entre les antennes d'mission et de rception, par exemple en illuminant une

cible l'aide d'un puissant metteur alors que le rcepteur se trouve dans le missile volant

vers la cible;

cart en frquence du fait de la frquence Doppler lorsque l'on mesure des vitesses.

Radars onde continue non module

Le signal mis par ces quipements est

constant en amplitude et en frquence.

Spcialiss dans la mesure des vitesses, les

radars onde continue non modul ne

permettent pas de mesurer les distances. Ils

sont employs par exemple par la gendarmerie

pour les contrles de vitesse sur les routes

(cinmomtres radars). Des quipements plus

rcents (LIDAR) fonctionnent dans la bande

de frquence des lasers et permettent d'autres

mesures que celle de la vitesse.

La capacit de mesurer une dure n'est pas

ncessaire pour les radars routiers, la distance

laquelle se trouve un vhicule en excs de vitesse tant sans importance. Lorsque l'on a besoin

Figure 7 : Diagramme d'un radar Doppler onde continue

Figure 6 : Radar onde continue


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d'une information de distance, on peut alors utiliser une modulation de la frquence ou un codage de

la phase du signal mis.

Un radar CW mettant un signal continu non modul ne peut mesurer que la vitesse d'une cible, par

l'utilisation de l'effet Doppler. Il ne peut ni mesurer de distance, ni discerner deux cibles illumines

simultanment.

Radars onde continue module

Le signal mis est constant en amplitude mais

modul en frquence. Cette modulation rend

nouveau possible le principe de la mesure du temps

de propagation. Un autre avantage non ngligeable

de ce type d'quipement est que, la rception n'tant

jamais interrompue, les mesures s'effectuent en

permanence.

Comme il est gnralement difficile d'mettre

aisment des frquences alatoires, les radars

onde continue module en frquence (FMCW) font

varier progressivement la frquence de leur signal au rythme de rampes ascendantes et descendantes.

0

2

c tR

(2)

Ces radars sont utiliss lorsque les distances mesurer ne sont pas trop grandes et qu'il est ncessaire

d'effectuer des mesures ininterrompues (par exemple une mesure d'altitude pour un avion ou un

profil de vents par un radar mtorologique).

Un principe similaire est utilis par des radars impulsions qui gnrent des impulsions trop longues

pour bnficier d'une bonne rsolution en distance. Ces quipements modulent souvent le signal

contenu dans l'impulsion afin d'amliorer leur rsolution en distance. On parle alors de compression

d'impulsion.

Radars bistatiques

En gnral, le transmetteur et le rcepteur dun radar partage la mme antenne. Cest le principe du radar monostatique. Avant le dveloppement du duplexeur,

qui permet dalterner entre les deux usages, cela tait impossible et les premiers radars devaient utiliser une

antenne pour chacune des fonctions. Ctait le cas des radars de la Chain Home britannique, le large

premier rseau de radars mis en opration juste avant

le dbut de la Seconde guerre mondiale.

Un tel arrangement est appel un radar bistatique. Bien

que lantenne rceptrice et mettrice puisse tre co-localises, le terme en est venu le plus souvent

dsigner un systme radar o une antenne secondaire reoit la diffusion latrale les chos des cibles

sond par un radar principal monostatique, lui-mme situ une distance de plusieurs kilomtres ou

dizaines de kilomtres du rcepteur secondaire. On peut ainsi adjoindre une antenne rceptrice

bistatique un radar Doppler monostatique ou mettre en relation deux radars monostatiques qui

utilisent la mme frquence. Dans un tel arrangement, plus la distance est grande entre les deux

composantes, plus le parallaxe est grand. Cela donne deux points de vue de la mme cible.

Figure 9 : Deux radars cooprant pour former un radar bistatique: le premier met et le second coute les chos des cibles.

Figure 8 : Mesure de distance par un systme FMCW


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Avantages principaux

Faible cot l'achat et l'entretien (si on utilise l'metteur d'un tiers);

Pas d'autorisation d'utilisation d'une frquence (si on utilise l'metteur d'un tiers);

Mise en uvre secrte du rcepteur dans les utilisations militaires; Bonne rsistance aux contre-mesures lectroniques car le type d'onde, la frquence utilise et

la position du rcepteur sont inconnus;

Possibilit d'optimiser la surface quivalente radar (SER) rsultante des effets gomtriques

de la cible.

Le concept de radar bistatique refait surface lorsque la technologie et les cots ne permettent pas

lutilisation dun radar ddi une tche. Il a plusieurs fois disparu, cause de ses dsavantages, lorsque dautres solutions ont t trouves.

Dans le cas dun radar militaire, il existe diffrents usages dont celui de rendre possible la dtection davions furtifs. Ces derniers sont conus pour minimiser le retour vers un radar classique mais ce nest pas ncessairement le cas pour lnergie reflte dans les autres directions, en particulier vers lantenne secondaire dun radar bistatique. Les radars bistatiques sont galement frquemment utiliss dans le tlguidage des missiles.

Radars multistatiques

En recevant latralement, les lobes secondaires dun radar monostatique, le site secondaire peu se synchroniser avec celui-ci. Si le lobe principal est dtect, linformation sur lazimut peut tre galement calcule. Un certain nombre dantennes peuvent tre intgres dans un tel systme et peuvent tre utiliss pour inter-corrler la position de la cible, on parle alors de radar multistatique.

Les pales des hlicoptres ont une vitesse de rotation limite et leur bout peut atteindre une vitesse

prs de celle du son sans la dpasser. Lanalyse multistatique du spectre de vitesse de ces pales par leffet Doppler-Fizeau peut donner lattitude de lhlicoptre et sa trajectoire.

Une ide qui a fait surface lors de la guerre du Kosovo, au dbut des annes 1990, fut dmettre un signal radio dans toutes les directions, hors de la porte politique ou technique des opposants, et de

recevoir passivement avec des antennes bistatiques sur le thtre des oprations. Ces dernires

auraient permis de contrler les systmes de dfense anti-arienne. Des radars VHF comme les P12 or P18 taient particulirement bien adapts ce rle. En outre, l'effet de camouflage de la cible trs basses frquences est presque inefficace cause de la rsonance, la longueur donde utilise tant dans la rgion de diffusion de Mie.

Radar vise latrale (RVL)

Un radar vise latrale (RVL) est un radar mont sur

un avion, ou un satellite, et qui est point vers le sol

dans une direction perpendiculaire au dplacement du

vhicule. Le faisceau illumine ainsi un couloir au sol

qui dpend de la largeur du faisceau et de la distance

parcourue par le vhicule. La porte du radar est la

distance entre la projection au sol de la trajectoire de

lavion/satellite et la distance maximale atteinte par le faisceau. La rsolution en azimut correspond langle balay par le radar.

Le RVL est un radar ouverture relle, cest--dire que la rsolution des images dpend uniquement de la

largeur du faisceau et donc des dimensions de Figure 10 : Gomtrie du faisceau du radar vise latrale


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lantenne. Pour obtenir une bonne rsolution, lantenne doit tre assez grande. La rsolution en azimut, Ra, est dfinie comme:

cosa

HR

L

(3)

Lquation montre que la hauteur de lappareil est dterminante sur la rsolution azimutale du RVL. Plus la hauteur de la plateforme de transport du radar est leve, plus lantenne (L) doit tre longue pour garder une bonne rsolution. Ce type de radar est donc peu pratique pour les satellites car il

ncessiterait une antenne excessivement grande. Ils utilisent plutt un traitement diffrent des

donnes, soit le radar synthse douverture (RSO).

La dimension de la cellule de rsolution du radar va galement varier avec langle de vise. Elle est la plus petite sous lappareil (nadir) et augmente avec langle latral. Cela implique une distorsion dans les donnes angulaire: les chos provenant dun angle prs du nadir sont beaucoup mieux rsolus que ceux provenant dun angle plus grand.

Dans tous les cas, lantenne du radar sonde dans la direction radiale entre le radar et une zone au sol, cest le champ oblique. La porte est la distance entre la trajectoire de lappareil et la zone sonde au sol. La rsolution latrale au sol du faisceau, Rr, est dfinie par :

0

2sin

p

r

c tR

(4)

titre dexemple, pour un RVL ayant comme caractristiques: = 1 cm, L = 3 m, H = 6 000 m, = 60 , tp = 100 ns. La rsolution du faisceau sera de: Ra = 40 m, Rr = 17,3 m. Si le mme RVL tait plac 600 km du sol sur un satellite, la rsolution azimutale serait de Ra = 4000 m.

Radar synthse douverture (RSO)

Un radar synthse douverture (RSO) est un radar cohrent utilis sur les avions et les satellites pour sonder

latralement leur trajectoire vers le sol ou la mer. Le

traitement informatique des donnes successives provenant

du mme secteur permet de simuler la rsolution dune trs grande antenne, de nombreuses fois plus fine que celle de

lantenne utilise.

En effet, lorsque le radar se dplace au-dessus dun secteur, il envoie de nombreuses impulsions par secondes (FRI) ce

qui veut dire que dans la cellule de rsolution sonde au

sol, la mme cible est balaye de nombreuses fois mais

avec un angle et une position relative lgrement diffrents.

Chacune de ces donnes aura donc une intensit propre,

cause de la variation de la surface quivalente radar, et une

phase Doppler diffrente cause de la porte oblique qui

change. On na qu penser au point de vue changeant du passager dun avion lorsquil regarde un point au sol.

Le principe du RSO est similaire celui dune antenne rseau commande de phase. La diffrence provient du fait quau lieu dutiliser un grand nombre dlments radiants pour sonder une seule fois, le RSO utilise de multiples sondages successifs, dcals dans le temps et lespace, pour obtenir un sondage composite.

Figure 11 : Synthse du faisceau total

H = hauteur au-dessus du sol de lantenne (hauteur de lavion) L = longueur relle de lantenne = longueur donde du faisceau transmis = angle dincidence

c0 = vitesse de la lumire

tp = dure de limpulsion = angle dincidence


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Une cible, telle un navire, noccupe quune partie du faisceau. Durant le dplacement du porteur du radar, elle rtrodiffusera de lnergie vers le radar. Lintensit et la phase de ces chos variera selon sa position dans la suite dimpulsions. Le logiciel de traitement des donnes emmagasine les rsultats de ces sondages durant la priode T que prend le porteur pour aller de A D dans la

figure 11. Cela permet de reconstituer le signal quaurait reu une antenne de mme longueur (A D), soit v fois T o v est la vitesse de lavion. Comme le point de vue du radar change lors de son dplacement, une synthse de ces donnes est quivalente allonger lantenne relle utilise comme si elle tait de longueur T et donc dobtenir une meilleure rsolution.

La largeur du faisceau composite et le temps accru pass balayer la cible se contrebalancent de telle

sorte que la rsolution reste constante durant tout le couloir sond. La rsolution que lon peut atteindre avec un RSO est approximativement la moiti de la longueur de lantenne relle du radar et ne change pas avec laltitude de prise des donnes ou la distance entre le radar et la cible.

quipement ncessaire un RSO :

Un transmetteur entirement cohrent et trs stable ;

Un ordinateur efficace et puissant pour effectuer le traitement des donnes ;

Une connaissance exacte de la trajectoire et de la vitesse de vol du porteur.

En utilisant la technique du RSO, les ingnieurs peuvent obtenir avec une antenne normale des

rsolutions qui ncessiteraient une antenne norme, jusqu 10 mtres, et quil serait impossible placer sur un avion ou un satellite.

Il existe trois modes de sondages :

En bande : similaire au sondage du RVL o langle dincidence du radar est fixe ; Saisie hyperfine, connu galement par le terme anglais de Spotlight ou Spot : il

sagit dorienter le radar toujours vers la mme zone lors du dplacement du porteur. Dans ce mode, on utilise une antenne rseau commande de phase dont le faisceau est orient grce

un logiciel. Cela permet dobtenir un plus grand nombre de balayages de la zone dintrt que dans le mode classique et donc plus dinformations, ce qui a pour effet d'augmenter la longueur de l'ouverture synthtique et donc la rsolution. Le tout se fait cependant aux

dpends de la couverture spatiale ;

Balayage : Dans ce mode, le faisceau radar effectue un balayage angulaire entre le point sous

le porteur (le nadir) et un angle dtermin dincidence au sol. Comme le porteur, avion ou satellite, se dplace, le couloir sond prendra la forme dune srie de bande en zigzags si langle varie linairement du nadir vers lextrieur puis linverse. Si langle varie du nadir vers lextrieur puis recommence au nadir, on aura une couverture en bandes parallles avec un certain angle entre elles.

Il existe galement des RSO

inverss (RSOI) qui utilisent le

mouvement de la cible sonde

par un radar relativement fixe

pour arriver des rsultats

similaires. Cette technique est

importante pour les avions de

patrouille maritime afin de

reconnatre leur cible.

Figure 12 : De gauche droit : RSO en bande, en saisie hyperfine et en balayage


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Classification par usage Les radars peuvent se classer en diffrents types selon lusage auquel ils sont destins. Cette section donnera les caractristiques gnrales de plusieurs radars en usage courants.

Radars multifonctions

Les antennes commande de phase actives et multifonctions permettent aux armes modernes de

pouvoir dtecter une multitude de missiles ayant chacun une trs faible signature radar dans un

environnement radio trs brouill. Ces radars ont un grand nombre de canaux de contrle de tir qui

peuvent chacun suivre les projectiles ennemis et donner des commandes ceux amis.

Les antennes de ces radars sont des panneaux plats o lon retrouve une srie dmetteurs semi-conducteurs larsniure de gallium (GaAs) qui transmettent des impulsions de priode variable, donnant une image dtaille de la zone de surveillance. Une telle antenne compte habituellement

autour de 2 000 lments par panneau et quatre panneaux faisant face chacune des quatre directions

orthogonales. Comme chaque panneau couvre 90 en lvation et en azimut, toute la sphre

entourant le radar est couverte.

Radar de poursuite de cibles multiples

Les fonctions dun radar de poursuite de cibles multiples incluent :

Dtection longue porte ;

Recherche grande vitesse pour des avions volants trs bas;

Haute rsolution pour les cibles proches;

Analyse automatique de la position et de la hauteur des cibles;

Dtection et poursuite simultane de nombreux avions;

Assignation didentificateurs aux cibles qui pourront ensuite tre utiliss par dautres systmes de poursuite.

Figure 13 : Classification des radars par usage

Systmes radar

Militaires Civils

Dfense arienne Radar de bataille Contrle du trafic arien Divers

Veille Veille

Contrle des combats

Interception des missiles

Radar de contre-batterie

Tlguidage

Maritime

Radar en route

RSA

Radar dapproche

Radar de surface

Radars mtorologiques spcialiss

Radars mtorologiques

Radars de contrle routier

Radars de rgulation de distance

Tests de matriau

Radar pntration de sol


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Contrle du trafic arien

Les exigences de l'OACI quant aux standards dun radar primaire de surveillance de la zone autour

dun arodrome ont souvent seulement valeur de recommandation. Les caractristiques techniques et

de stratgie de sondage seront labores par les

autorits nationales et sont gnralement bases sur

les donnes du fabricant du radar. Ces dernires

sont souvent bien au-del des recommandations

minimales de l'OACI.

Les exigences de l'OACI pour un radar d'arodrome

ne sont malheureusement pas formule dans un

document publi et cohrente. Cependant, une

exigence importante est la redondance, ce qui signifie que toutes les

composantes majeures doivent avoir des doubles au sein du systme pour tre

remplaces immdiatement en cas de dfaillance. En plus de la redondance

interne, deux camras doivent quiper les principaux aroports.

Radar en route

Les radars en route oprent en gnral sur la bande L. Ils montrent au

contrleur arien la position des avions dans une rgion allant jusqu 450 km du radar.

Radar dapproche de prcision

Radar primaire utilis pour dterminer les carts latraux et verticaux de la

position d'un aronef au cours de l'approche finale par rapport la trajectoire

d'approche nominale, ainsi que la distance de cet aronef au point

d'atterrissage. Ils permettent au pilote datterrir mme avec une visibilit nulle. Les changes de donnes entre le radar et lavion se font de manire verbale avec le pilote ou par signal puls pour un pilote automatique.

Radars de surveillance arienne (RSA)

Ces radars sont utiliss par les contrleurs ariens pour lidentification des avions, lassignation de leur squence dapproche et pour la supervision de leur atterrissage.

Ils vont galement assimiler les donnes provenant dautres sources, comme les radars militaires ou le mode 4 des radars secondaires (sauf pour les petits

aroports). Les rseaux quils tissent ainsi peuvent oprer en toutes conditions climatiques.

Radar mtorologique

Les radars mtorologiques sont utiliss pour dtecter les prcipitations. Ils

sont des radars primaires dont les caractristiques sont adaptes ce rle:

vitesse de rotation de 3 6 tours minutes, angles dlvation multiples, longueur donde adaptes la taille des hydromtores. Ils souffrent des mmes limitations que tout radar primaire : problmes dchos de sol, de rfraction anormale travers latmosphre, de cibles biologiques comme les oiseaux et les insectes, de blocages, etc.

La diffrence fondamentale entre les deux est dans le traitement des donnes.

Alors quun radar primaire ne doit quidentifier la prsence et la position dune

Figure 14 : Recommandations de l'OACI pour couverture de l'espace arien d'un radar daroport.

Figure 15: Radar en route

Figure 16: Radar dapproche de prcision

Figure 17: Radar de surveillance arienne

Figure 18: Un cran radar mtorologique


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cible (prsente oui/non), le radar mtorologique sonde un volume de latmosphre qui est rempli dune multitude de hydromtores (pluie, neige, grle, etc.). Il doit non seulement permettre de reconnatre la position de ces prcipitations mais partir du signal de retour, il doit estimer leur

intensit, la vitesse laquelle elles se dplacent et leurs mouvements lintrieur des nuages. Ils sont utiliss individuellement ou en rseaux pour suivre les prcipitations, estimer leur intensit et les

accumulations, dtecter les orages ou autres phnomnes mtorologiques dangereux.

Certains de ces radars ont t spcialement conus pour la navigation arienne: meilleure rsolution

spatiale, sondages plus frquents, algorithmes informatiques spcialement adapts. Cest le cas des radars mtorologiques daroports TDWR.

Un des problmes en mtorologie

radar est de connatre avec prcision

les mouvements dans les nuages. Un

seul radar ne permet de connatre que

la vitesse radiale des prcipitations et

de ne calculer que les divergences. Il

est possible de voir des indices de

rotation mais non den calculer lintensit avec prcision.

Lutilisation dun radar bistatique permet peu de frais dobtenir la composante tangentielle du vent horizontal car le rcepteur secondaire reoit linformation dun angle diffrent. Il sagit dune faon beaucoup moins coteuse que de construire un second radar mtorologique.

Une fois les deux composantes du vent horizontal connues, ainsi que la rpartition des prcipitations

dans le nuage, il est possible de calculer les mouvements trois dimensions dans le nuage, incluant

les rotations. Cela est particulirement intressant dans ltude des orages. Ces informations peuvent ingres dans les modles numriques de prvision du temps fine chelle.

Les antennes secondaires ont un assez large angle de rception azimutal (30 60 degrs) et vertical

(2 10 degrs). Il faut donc une excellente synchronisation entre le radar primaire et les antennes

secondaires afin de dterminer la position des chos retourns. Cela limite galement la zone de

couverture un emplacement bien dfini, comme au-dessus dun aroport. La recherche semble tre au point mort depuis le milieu des annes 2000 cause de certains problmes lis la rsolution de

ce type de radar.

Radar de surface (SMR)

Radar qui permet de localiser les vhicules et aronefs sur le tarmac et les

pistes. Ces radars primaires permettent de coordonner les mouvements pour

viter les accidents. Le terme et labrviation ont t uniformiss par l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI).

Il sagit dun radar primaire qui balaie toutes les zones o des vhicules de surface et les avions peuvent manuvrer, excluant les quais dembarquement. Le radar de surface est plac dans un endroit qui a une bonne visibilit de tout laroport, en gnral sur une tour, et possde un taux de rafrachissement trs rapide. Certains arodromes ayant plusieurs

terminaux possdent plusieurs radars de surface, chacun soccupant dun secteur.

Lenvironnement sond est fort diffrent de celui en latitude cause des nombreux obstacles qui donnent des chos parasites. La qualit de la surveillance est donc souvent mauvaise et limite.

Lidentification des cibles nest souvent pas possible et le contrleur arien, du haut de la tour de contrle, doit complter par une identification visuelle. Cest lun des facteurs limitant les mouvements ariens lors de visibilit rduite.

Figure 19 : Radar monostatique avec deux rcepteurs bistatiques.

Figure 20: Radar de surface (SMR)


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Radar de dfense arienne

Les radars de dfense arienne peuvent dtecter les cibles, leur position, leur trajectoire et leur

vitesse sur un large territoire. La porte maximale dun tel radar peut tre de plus de 300 milles nautiques (560 km) dans toutes les directions. On les divise gnralement en deux catgories, selon

la quantit dinformation obtenue: en deux dimensions pour ceux donnant la porte et lazimut de la cible, en trois dimensions pour ceux ajoutant laltitude. Les applications les plus importantes des radars de dfense arienne sont :

Alerte prcoce longue porte (incluant celle par les radars aroports

de type AWACS);

Alerte de tirs balistiques et acquisition de leurs mouvements;

Trouver llvation des cibles;

Guidage des intercepteurs partir dun poste de commande au sol.

Les radars de dfense arienne sont utiliss comme veille avance car ils

peuvent dtecter les avions ou missiles ennemis longue porte. En cas

dattaque, une alerte prcoce est vitale pour permettre un dploiement des dfenses comme les batteries anti-ariennes (DCA), les missiles anti-missiles et les avions-chasseurs, qui prennent un

certain temps pour tre actives.

La distance et lazimut des cibles obtenus par ces radars sont galement utiliss par les radars de contrle de tir comme premier estim de leur position dans leur squence de travail.

Une autre fonction des radars de dfense arienne est de guider les patrouilles de combat arien pour

linterception des avions ennemis. Dans ce cas, linformation du radar est passe par loprateur radar aux escadrilles de combat sous forme de message vocal la radio ou par une communication

directe avec lordinateur de bord.

Radar de veille arienne

Les radars de veille arienne dtectent et dterminent la

position, la vitesse et la trajectoire des cibles ariennes

dans une zone relativement grande (gnralement 500 km

ou plus sur 360 degrs). On les divise en deux catgories

selon les coordonnes quils notent.

2D pour ceux qui donnent la distance et lazimut des cibles;

3D pour ceux qui ajoute la hauteur.

Radar de contre-batterie

Un radar de contre-batterie sert dterminer le point de dpart d'un tir

d'artillerie adverse (canons, mortiers ou mme lance-roquettes) par

calcul de la trajectoire des projectiles afin d'y riposter le plus vite

possible. La position suppose de l'artillerie ennemie est alors affiche

sur un cran de situation tactique, en temps rel, dans le poste de

commandement qui peut ainsi ajuster le tir de contre-batterie.

Figure 22 : Diagramme typique du sondage dun radar trois dimensions. Une srie de faisceau- crayons mit lectroniquement dans la verticale, donne la position et llvation. La rotation mcanique donne lazimut

Figure 23 : Principe du radar de contre-batterie

Figure 21: Radar de dfense arienne

longue porte

courte porte


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Radar de champ de bataille

Les radars de champ de bataille surveillent les mouvements de tout aronef

ou missile dans une zone de combat. Leur oprateurs peuvent alors

coordonner le mouvement des troupes amis, les avertir des dangers et viter

les tirs fratricides.

Contrle des combats

Une autre fonction des radars de veille arienne est de guider les patrouilles

ariennes au combat. Linformation obtenue par le radar passe de loprateur aux avions par radio, vocalement ou numriquement. Dans les chasseurs, la mission primordiale du radar est celle dun aide la navigation, de linterception et de la destruction des avions ennemis. Cela ncessite un suivi des trajectoires.

Tlguidage

Un radar de guidage est gnralement intgr dans les systmes de

tlguidage des missiles. Ces derniers utilisent les informations pour:

1. Les missiles peuvent tre guid par un faisceau radar ami jusqu la cible;

2. Les missiles autoguids vont dtecter et suivre leur cible grce lnergie radiolectrique quelle rflchit. Cela peut tre fait grce un systme radar complet bord du missile ou par un rcepteur radar

dans le missile qui capte lillumination produite par un radar ami sur la cible;

3. Les missiles dtection passive se dirigent grce lnergie mise par la cible (ex. un radar ennemi).

Le fonctionnement du tlguidage semi-actif

bistatique est comme suit: le radar de contrle au sol

poursuit la cible pour guider le missile. L'nergie

rflchie est galement reue par lantenne avant radar de la fuse. Grce cette diffusion secondaire,

le systme de pilotage de la fuse peut effectuer des

corrections sa trajectoire de manire indpendante.

Le MIM-23 Hawk est un missile anti-arien de

moyenne porte, dvelopp aux tats-Unis, qui utilise

un tel principe de tlguidage. La mise en uvre se droule gnralement de la faon suivante.

1. Les radars de veille balaient l'espace arien de la batterie;

2. Une cible est dtecte et confirme hostile; 3. La position de la cible est transmise au radar de poursuite qui l'illumine d'onde

lectromagntique;

4. L'cho renvoy par l'objectif est alors capt par le systme de guidage du missile; 5. L'engin dcolle et file vers sa cible.

Figure 27: Radar HAWK.

Figure 24 : Radar de champ

de bataille

Figure 25 : Radar de contrle des combats

Figure 26 : Radar de tlguidage


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Radar de champ de bataille

L'quipement radar de l'arme a gnralement une porte plus courte et est

hautement spcialis. Sur les navires de la marine, le nombre d'antennes radar

spcialises sont de plus en plus remplac par un radar multifonctions.

Interception des missiles

Le Patriot est un systme de dfense surface-air de la US Army qui

comporte un radar spcialis. Il sagit dun systme mobile dvelopp partir du milieu des annes 1960 pour intercepter les avions, missiles de croisire

et, plus rcemment, les missiles de courte porte.

Barrire radar

Figure 30 : Position d'un radar diffraction

Un radar bistatique peut fonctionner comme une barrire et dtecter les cibles qui passent entre

l'metteur et le rcepteur. Ceci est un cas particulier du radar bistatique que l'on nomme radar

diffraction. En effet, l'nergie transmise est diffracte autour la cible et reue par lantenne rceptrice, non rtrodiffuse. La surface quivalente radar n'est alors sensible qu' la silhouette de

l'avion et n'est pas influence par les revtements et les formes des avions, mme furtifs.

Cependant, la localisation et la poursuite de cibles est trs difficiles car les informations dduites des

mesures de distance, d'azimut et d'effet Doppler tendent vers zro quelle que soit la position de la

cible dans la barrire. Nous verrons cela dans le module suivant.

Cette configuration a dj t utilise ds la Second guerre mondiale. Elle ne peut donner que la

dtection du passage de la cible. Il faut une srie de telles barrires pour calculer la trajectoire de

celles-ci, ce qui peut devenir coteux.

Radar de contrle routier

Les radars de contrle routier sont une application spcialise des radars onde

continue. La variation de la frquence entre le signal mis et celui retourn (effet

Doppler-Fizeau) permet de calculer la vitesse des vhicules sur la route. Ils

oprent en gnral dans la bande K.

Zone d'efficacit d'un radar diffraction metteur

Rcepteur

Figure 28 : Radar de champ de bataille

Figure 29 : Interception des missiles

Figure 31 : Radar de contrle routier


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Maritime

Les radars maritimes sont conus pour la navigation dans de mauvaises

conditions mtorologiques. Ils aident le pilote trouver les obstacles et les

autres navires le long de son trajet quand la visibilit est rduite par les

prcipitations ou le brouillard.

Radar de rgulation de distance

Limage montre le capteur radar Distronic plac sur la calandre dune Mercedes-Benz SL-Class roadster. Il fait parti dun systme radar qui sonde lavant de lautomobile, jusqu 150 mtres, pour dtecter les obstacles. Le systme de rgulation de vitesse avertira le conducteur sil sapproche dun vhicule plus lent et pourra mme appliquer les freins en dernier ressort.

Radar pntration de sol

Un radar pntration de sol est un appareil gophysique pour tudier la

composition et la structure des sols. En gnral, on utilise la bande des

micro-ondes et des ondes radio (VHF/UHF). On peut sonder ainsi une

varit de terrains, incluant les calottes glaciaires et les tendues d'eau.

En gologie, le radar de pntration de sol sert cartographier les couches

du sous-sol, incluant la roche-mre, le niveau de la nappe phratique,

lpaisseur du sol arable, les couches sdimentaires et les failles gologiques. Lutilisation de ces radars avec dautres mthodes gophysiques, comme les essais sismiques, la mesure de rsistivit et de

conductivit lectromagntique du sol, permet de rduire les incertitudes

dans lvaluation dun site.

Dautres applications incluent la recherche dobjets enfouis comme des tuyaux dgout, des tambours, des rservoirs souterrains, des cbles, des rochers,

cartographier les dpotoirs et leurs tranchs de ceinture

la recherche de pertes de contaminants. Larchologie et les services policiers sont galement des utilisateurs car les

radars pntrations de sols permettent de localiser des

objets avant de creuser.

Une tude de Dean Goodman effectue au Japon a permit

de cartographier en trois dimensions un monticule

funraire avec la chambre mortuaire clairement visible

tout en bas (Fehler! Verweisquelle konnte nicht

gefunden werden.). La figure 35 montre une coupe en

trois dimensions de cette chambre trouve sur lle de Kyushu. Elle contenait les restes dun guerrier ainsi quune varit dartefacts, dont des pes de bronze.

(Source des images: Dean Goodmann)

Test de matriau

Des radars spcialiss sont utiliss pour pntrer les objets manufacturs afin de dtecter toute

dfectuosit, sans endommager le matriau.

Figure 34 : Un radar pntration de sol en action

Figure 32 : Ecran d'un radar

de navigation

Figure 33 : Radar de

rgulation distance

Figure 35 : Coupes horizontales du sous-sol


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Tlmtrie et tldtection

Les radars vise latrales (RVL) et synthse douverture (RSO) permettent de cartographier la surface terrestre ou didentifier des objets, comme des navires et des btiments, en 2 dimensions. Si on utilise simultanment deux radars synthse d'ouverture, ou bien le mme radar est utilis des

instants diffrents, les diffrences de phase point point des images gnres permettent de retrouver

par interfromtrie la dimension verticale des cibles.

Si plusieurs images simultanes sont gnres en utilisant deux faisceaux polariss orthogonalement,

90 degrs lun de lautre, les cibles rencontres donneront des retours diffrents pour chaque faisceau. L'intensit venant des diffrentes ondes va varier avec le type de cibles rencontres

(matriaux, formes, mcanismes de "rebonds"). Les diffrences d'intensit et de phases entre les

images gnres partir de ces diffrentes polarisations permettre de dduire des paramtres

descriptifs de la scne image. On peut ainsi rehausser les contrastes de certains dtails non visibles

sur des images classiques (non polarimtriques), ou dduire les proprits de la cible telles que le

type de vgtation ou le type de sol.

Astronomie

En astronomie, le concept du radar bistatique a t utilis pour tudier la trajectoire et les

caractristiques de certains objets passant prs de la Terre. En particulier, lors du passage

dastrodes comme celui de Golevka 6489, le 9 juin 1995. Un puissant faisceau radar est mis par un radar a t mis par une antenne et est reflt vers la Terre o lantenne principale et des antennes secondaires situes dans dautres pays, ou mme continents, peuvent la recevoir. La diffrence de point de vue permet une meilleure estimation des dimensions de lobjet, de sa vitesse de dplacement et de sa trajectoire.

Ondes et bandes de frquences Le spectre des ondes lectromagntiques s'tend jusqu' des frquences de l'ordre de 10

24 Hz. Cette

bande de frquence trs large est divise en sous bandes afin de prendre en compte les diffrentes

proprits physiques des ondes qui la composent. Ce dcoupage a t effectu l'origine selon des

critres historiques, modifis ensuite pour respecter une nomenclature internationale (du moins

occidentale) aujourd'hui galement obsolte. Cependant la dsignation traditionnelle des sous bandes

est rgulirement utilise dans la littrature consacre au sujet.

moins que la frquence exacte ne soit connue, il n'est pas toujours ais de traduire une ancienne

dsignation (ligne suprieur de la Figure 36) en utilisant le nouveau systme (ligne infrieur de la

Figure 36) et en gardant un minimum de prcision. Souvent les documents des constructeurs citent

les vieilles dsignations.

Figure 36 : Ondes et bandes de frquences.

Les radars peuvent donc mettre dans une large bande de frquences. Plus la frquence d'un radar est

haute, plus elle est affecte par des conditions mtorologiques telles que pluie ou nuages. Mais une

frquence plus haute permet d'amliorer la prcision de l'quipement radar qui l'met.

La Figure 37 montre, pour des exemples d'quipements, les sous bandes utilises. Ci-aprs est

prsent une description des caractristiques et utilisations principales des bandes selon la nouvelle

dsignation (ancienne en parenthse).


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Bandes A et B (radars HF et VHF)

Ces frquences se situent moins de 300

MHz et sont utiliss depuis trs longtemps.

Elles taient la fine pointe de la technologie

radio louverture de la Seconde Guerre mondiale. Elles sont maintenant surtout

utilises dans les radars de surveillance trs

loignes, les radars transhorizon .

Il est plus ais dobtenir une trs haute puissance ces basses frquences et leur

attnuation est plus faible dans latmosphre et elles se propagent par effet de sol.

Cependant, leur prcision est plus faible qu des frquences plus leves et elles

ncessitent dnormes antennes pour obtenir un faisceau qui puisse donner un angle et un

azimut convenable.

Ces frquences sont galement utilises en

tlcommunication ce qui limite les plages et

la largeur de bande disponibles pour les

radars. Elles sont nouveau populaires depuis

larrive des avions furtifs, leurs formes naffectant pas autant les basses frquences.

Bande C (radars UHF)

Les frquences de 300 MHz 1 GHz sont utilises pour la dtection et la poursuite des satellites,

ainsi que les missiles balistiques sur de longues trajectoires. Ces radars agissent donc comme

surveillance longue porte et pour lacquisition de donnes de tir (ex. Systme de dfense arienne tendu de moyenne porte de MEADS). Certains profileurs de vents utilisent galement ces

longueurs dondes, peu affectes par les nuages et les prcipitations, pour mesurer les vents en trois dimensions au-dessus de leur site.

La nouvelle technologie des radars de bandes ultra-larges, travaille dans les frquences de A C. Ces

radars mettent des impulsions dans toutes ces frquences simultanment ce qui permet de les

utiliser dans les radars pntration de sol pour la recherche archologique

Bande D (radar de bande L)

Ces frquence de 1 2 GHz sont prfres pour les radars de porte jusqu 400 km (250 milles nautiques). Ils peuvent mettent des impulsions de haute puissance ayant une largeur de bande

importante et compresss . cause de la courbure de la Terre, la porte maximale de dtection est

limite basse altitude et les cibles prs du sol disparaissent sous lhorizon radar relativement rapidement.

Dans le domaine de la gestion de la circulation arienne, les radars de longue porte pour les

corridors ariens utilisent ces frquences. Ils sont utiliss en tandem avec une antenne de radar

secondaire mono-impulsion assez large, le tout tournant une vitesse angulaire plus lente qui les

radars de plus courte porte. Pour se rappeler leur usage dans la nomenclature classique, il suffit de

penser que bande L est pour antenne Large et de Longue porte.

Bandes E et F (radar de bande S)

Lattnuation atmosphrique de londe des bandes E et F est plus grande que dans la bande prcdente sans tre excessive et les radars utilisant ces frquences doivent avoir une plus grande

Figure 37 : Exemples de systmes radar associes aux diffrentes bandes.


19

puissance pour obtenir une porte quivalente de la bande D. Par exemple, le radar MPR, de son

nom en anglais Medium Power Radar, utilise une impulsion de 20 MWatts.

Les prcipitations commencent tre notes avec ces bandes et cest pourquoi elles sont utilises dans les radars mtorologiques, gnralement dans les rgions tropicales et subtropicales. En effet,

dans la bande S (lancienne nomenclature est plus connue des utilisateurs), lattnuation est relativement ngligeable dans les forts taux prcipitations se rencontrant dans ces rgions ce qui

permet de voir au-del des premiers orages. Cela nest pas vrai avec les frquences plus leves des radars mtorologiques utilises dans les latitudes plus nordiques.

Les radars spciaux de surveillance arienne aux aroports fonctionnant dans cette bande ont une

porte de dtection des avions, ainsi que de la mto, qui se situe gnralement lintrieur de 100 km (50 60 milles nautiques). Cependant, les radars mtorologiques de bande S, comme le WSR-

88D du service mtorologique amricain, ont une porte de plus de 250 km.

Bande G (radar de bande C)

Ces frquences sont utilises par plusieurs radars mobiles de champs de bataille pour la surveillance

arienne et le contrle de tir des missiles de courte et moyenne porte. Comme la rsolution pour un

mme diamtre dantenne est proportionnel la frquence, cette bande permet dobtenir une bonne rsolution avec une antenne rduite et facile dplacer. Ces frquences sont galement utilises par

les radars mtorologiques des rgions plus nordiques, comme le Canada et le nord de lEurope, cause des cots beaucoup plus faibles de lantenne et du transmetteur.

Les prcipitations causent une attnuation dans ces frquences si leur taux horaire est important,

ainsi les forts orages bloquent partiellement ou totalement la vue. Ce phnomne peut tre

compens par un rseau plus dense de radars ayant des zones de couverture se chevauchant

partiellement et de points de vue diffrents.

Bandes I et J (radar de bandes X et Ku)

Ces bandes se situent entre 8 et 12 GHz et ncessitent une antenne encore plus petite, cest pourquoi elles sont populaires pour les systmes qui ncessitent lgret de lensemble radars et une porte limits, car ces ondes sont fortement attnues par les prcipitations, mme lgres. En autres, les

avions de chasse, dinterception et dattaque, qui disposent de peu de place, en font grand usage. Le systme de tlguidage au sol de missiles tire galement profit des petites antennes qui permettent

une trs grande mobilit.

Ces bandes sont galement communes dans les radars maritimes civils et militaires. Elles permettent

lutilisation de petites antennes peu coteuses ayant une porte intressante et une bonne prcision. Gnralement, il sagit dantennes guide donde fentes ou plaque (antennes patch) qui sont protges par un radme.

Finalement, les radars synthse douverture (RSO) pour la cartographique civile et militaire par avion, ou satellite, utilisent le plus souvent ces frquences. Un radar RSO inverse spcial de

patrouille arienne maritime utilise galement ces frquences pour la mesure de la pollution

atmosphrique.

Bande K (radars K et Ka)

Plus la frquence augmente, plus labsorption atmosphrique est grande et cause une attnuation du faisceau radar ce qui limite la rsolution en distance et la porte. Les radars de bande K sont donc

limits la trs courte porte de trs grande prcision et un taux trs rapide de balayage. Les radars

de surface utilisent de trs courtes impulsions de quelques nanosecondes ces frquences. Ils

peuvent ainsi suivre les mouvements des vhicules sur le tarmac et les pistes daroports leur rsolution permettant de visualiser la silhouette des vhicules.


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Bande V

Lattnuation est de plus en plus grande. Mme la vapeur deau contenue dans lair cause une dispersion du signal. La porte des radars qui utilise la bande V nest donc que de deux mtres et se limitent la dtection de mouvement.

Bande W

Nous arrivons maintenant dans une page de frquences qui comportent deux modes dus la forte

attnuation par les molcules doxygne (O2). Autour de 75 GHz, lattnuation est maximale, alors qu 96 GHz elle est minimale. Les radars rcents utiliss pour le stationnement, couvrir les angles morts et la rgulation de vitesse dans certaines automobiles de luxe utilisent une frquence de 75

76 GHz. Lattnuation de loxygne les immunise des interfrences des autres frquences.

Certains quipement de laboratoires utilisent des frquences de 96 98 GHz pour des expriences

sur les radars de frquences extrmement levs, jusqu 100 GHz.

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chapitre2

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