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Filtre adapté

« meilleur des »
circuit

Figure 1 : N filtres adaptés montés en parallèle.

« meilleur des »
circuit

Figure 1 : N filtres adaptés montés en parallèle.

Filtre adapté

En télécommunication, un filtre adapté est le filtre linéaire optimal pour maximiser le rapport signal sur bruit (S/B) pour un signal connu et en présence bruit stochastique. Ces filtres sont souvent utilisés dans la détection d’un signal inconnu en corrélation avec un signal déjà connu, dit de « signature ».
 

“greatest-of”
circuit

Figure 1 : Parallel circuitry of a number n of matched filters

Le problème dans le traitement des échos radar est que le retour et la signature sont inconnus. Plusieurs échos sont altérés par l’effet Doppler et ne sont plus des réflexions identiques à l’impulsion émise. L’écho peut donc être superposé à plusieurs décalages Doppler. Par exemple, pour la reconnaissance opérationnelle d’un hélicoptère, il y a le décalage dû à la rotation des pales et celui du mouvement de l’hélicoptère lui-même. En pratique, des filtres adaptés séparés doivent être utilisés pour chaque composante du décalage Doppler d’un appareil.

Le circuit de compression des impulsions est ainsi une forme typique de filtre adapté. Il est optimal quand le signal retourné est identique à celui transmis ce qui n’arrive que pour les échos de sol qui n’ont pas de vitesse Doppler, permettant de les éliminer. Si un décalage Doppler existe dans l’écho, le filtre n’est plus efficace: les fréquences du signal sont toutes décalées dans la même direction. Les fréquences supérieures et inférieures du nouveau signal ne sont donc pas traitées par la corrélation.

Les radars modernes peuvent compenser pour cet effet. En fait, la détermination de ces deux fréquences en même temps n’est pas nécessaire au traitement des données dans les systèmes simples et la détermination du type de cible peut très bien se faire même si l’une des deux n’est pas présente. Dans la même veine, il est possible de ne prendre que les fréquences supplémentaires.

Des systèmes améliorés utilisent des filtres multiples en parallèle, chacun traitant un décalage Doppler particulier, et un circuit choisi ensuite le résultat donnant le meilleur rapport signal sur bruit. Un grand nombre de filtres numériques est maintenant facile à réaliser, comme dans la figure 1. Le signal provenant de la cible est donc divisé en plages de fréquences par un ou des récepteurs, puis les sorties passent chacune dans son filtre particulier. Les résultats sont ensuite combinés donnant un « récepteur combiné adapté ».

Filtre de fréquence pour extraire la composante désirée
Lignes à délai
Sommateurs
IEntrée
IEntrée
ISortie
ISortie
Durée d’une composante

Figure 2 : Schéma d’un circuit de compression des impulsions, un exemple de filtre adapté.

Filtre de fréquence pour extraire la composante désirée
Lignes à délai
Sommateurs
IEntrée
IEntrée
ISortie
ISortie
Durée d’une composante

Figure 2 : Schéma d’un circuit de compression des impulsions, un exemple de filtre adapté.

Pour ceux qui aimerait expérimenter une fonction de filtre adapté, il y a un simulateur en source libre (en anglais) pour un tel appareil. Celui-ci donne plusieurs exemples et la possibilité d’utiliser votre propre signal.