www.radartutorial.eu Les Principes du Radar

Radar cohérent

Duplexeur
Préamplificateur
à faible bruit
Premier
Amplificateur
du signal FI
Amplificateur
de puissance
Second
Amplificateur
du signal FI
Processeur du
signal radar
Élévateur de
fréquence
Synthétiseur
de fréquence
Élévateur de
fréquence
Détecteur
synchrone
Convertisseur
Analogue/
Numérique
Mélangeur
Générateur
d’onde
Maître-
oscillateur
Synchronisation
et contrôle

Figure 1 : Schéma opérationnel d’un radar cohérent.

Duplexeur
Préamplificateur
à faible bruit
Premier
Amplificateur
du signal FI
Amplificateur
de puissance
Second
Amplificateur
du signal FI
Processeur du
signal radar
Élévateur de
fréquence
Synthétiseur
de fréquence
Élévateur de
fréquence
Détecteur
synchrone
Convertisseur
Analogue/
Numérique
Mélangeur
Générateur
d’onde
Maître-
oscillateur
Synchronisation
et contrôle

Figure 1 : Schéma opérationnel d’un radar cohérent.

ant dup lna zf1 scr amp mx1 mx2 zf2 rdp uc1 fsy uc2 syd adc mx3 wfg mcl cnt acp acp tp1 tp2 tp3 tp4 tp5 tp6 l75 l75 cnt fxf fxf fxf fxf fxf fxf fxf
Préamplificateur
à faible bruit
Second
Amplificateur
du signal FI
TP1
TP2
TP3
TP4
TP5
TP6

Figure 1 : Schéma opérationnel d’un radar cohérent. (Image interactive)

Radar cohérent

Le diagramme montre le schéma opérationnel d’un radar entièrement cohérent dont la caractéristique principale est que tous les signaux sont produits à faible puissance et que le reste du circuit sert à son amplification. Les signaux sont générés par une horloge maîtresse, habituellement un synthétiseur, ce qui donne une cohérence optimale à tout le système. L’amplification finale se fait par un appareil de type klystron, tube à onde progressive (TOP) ou un amplificateur à semi-conducteurs. Les radars cohérents n’ont pas les inconvénients des radars à pseudo-cohérence étudiés antérieurement.

Les sections colorées représentent des composantes regroupées par fonction : l'émetteur en bleu, le récepteur en vert, le générateur de signal en rose et le traitement du signal radar en ocre. Toutefois, les sous-ensembles individuels peuvent être positionnés à différents endroits selon d’un fabricant à l’autre.

La notion de cohérence dans les radars est différente du même terme en optique. Dans cette dernière, il est souvent relié à la longueur de cohérence dans la laquelle une interférence est possible. Dans les radars entièrement cohérents, cette longueur de cohérence est pratiquement infinie : l'oscillateur maître peut être comparé à un dipôle oscillant en permanence ici. De cette oscillation constante, seule une petite partie est utilisée pour former l’impulsion de transmission. Un déphasage ou un changement de polarité non désirés d’une impulsion à l’autre ne sont pas possible au sein de l'émetteur

Par exemple, dans un radar monté sur un satellite, tous les signaux d'écho revenant de la même distance sont cohérents les uns avec les autres et avec la fréquence d'émission, indépendamment du fait qu'ils proviennent de différentes périodes d'impulsions. Ils le sont même d'une orbite terrestre à l’autre.

Composantes
Duplexeur

Le duplexeur est un circuit électronique qui relie l’antenne alternativement avec le transmetteur et le récepteur dans le cas d’un radar monostatique. Il permet donc d’utiliser la même antenne lors de l’émission et de la réception. Après le basculement, le circuit doit être complètement étanche à toute fuite venant de l’autre contact. En effet, le récepteur traite de très faibles signaux et sera grillé par le signal provenant du transmetteur.

Préamplificateur à faible bruit

Le préamplificateur à faible bruit (AFB) amplifie les faibles échos rétrodiffusés par les cibles. Il est donc important qu’il n’introduise pas de bruit supplémentaire qui seraient repris par les amplificateurs subséquents. Leur gain est limité entre 18 et 25 dB même si une plus importante amplification est possible, cette dernière limiterait sa gamme dynamique.

Mixer Stage

La fonction du mélangeur est de convertir le signal de radiofréquences reçu vers une fréquence intermédiaire (FI) plus basse qu’il sera plus aisé à amplifier et à traiter électroniquement. La FI, habituellement de 30 à 74 MHz, est obtenue par un traitement hétérodyne du signal reçu avec l’onde de l’oscillateur local stabilisé (OLS). Le mélangeur convertit ainsi le signal reçu sans distorsion des données qu’il contient.

Préamplificateurs de FI

Après la conversion à la fréquence intermédiaire (FI), le signal est rehaussé par une série d’amplificateurs. La majorité du gain du récepteur est obtenu à cette étape. La bande passante du récepteur est souvent caractérisée par celle des amplificateurs de cette partie du circuit ayant une large bande passante et permet la suppression des fréquences harmoniques. La fréquence centrale est relativement élevée, jusqu’à 450 MHz, et la bande passante est déterminée par la fréquence du second préampli de FI qui est fréquemment de 75 MHz.

Amplificateur de puissance

Dans un radar cohérent, l’impulsion transmise est générée par un générateur d’ondes de faible intensité. Il est donc nécessaire de l’amplifier fortement avant de l’envoyer. L’amplificateur de puissance est généralement un klystron, un tube à onde progressive (TOP) ou un amplificateur à semi-conducteurs.

Mélangeur / Excitatrice

The first stage of cascaded mixers. The function of this mixer stage is to modulate a prospective intermediate frequency (IF) with the transmitting signals waveforms. The I- (in-phase) and Q- (quadrature) signals from the Waveform Generator are defined signals for comparing with the backscatter in the receivers synchronous detector.

Générateur d’onde

Le générateur d’onde produit l’impulsion de forme prédéfinie à faible puissance sur la fréquence intermédiaire (FI) en travaillant sur l’amplitude et la phase du signal micro-onde. L’impulsion peut avoir une forme très complexe si elle est compressée.

Détecteur de phase

Le signal de FI est passé dans un détecteur de phase qui le convertit à la fréquence d’émission du radar tout en gardant les informations I et Q pour le traitement du signal Doppler.

Processeur du signal radar

Le processeur du signal radar est chargé de séparer les cibles du bruit de fond et des échos parasites grâce à l’information Doppler et l’amplitude que contiennent les échos de retour. Il produit un signal vidéo.

Affichage radar

L’affichage radar présente à l’utilisateur l’information sur les cibles reconnus par le système radar sous forme d’images facilement interprétables. Les affichages modernes se font sur des écrans d’ordinateur.