Caractéristiques d’un récepteur idéal
Figure 1 : Récepteur et générateur de signaux d’un radar ASR–E ATC–radar (Manufacturer: EADS)
Caractéristiques d’un récepteur idéal
Le récepteur idéal doit :
- Amplifier les signaux reçus sans y ajouter de bruit de fond ou distorsion ;
- Optimiser la probabilité de détection de signaux grâce à une bande passante adaptée ;
- Avoir une large plage d’insensités qu’il peut traiter sans saturation;
- Rejeter les signaux d’interférence pour optimiser l’extraction de l’information.
Signal minimum détectable (SMD)
Le signal minimum détectable (Pemin) pour un récepteur est une caractéristique importante car elle détermine la portée maximale du radar. Pour un récepteur typique, sa sensibilité est de l’ordre de 10-13 Watts (–100 dBm), qu’on nomme le signal minimum détectable (SMD).
Tous les récepteurs sont construits avec un SMD qui correspond aux conditions d’utilisations. Il n’est pas plus élevé que nécessaire car cela limiterait la bande passante de réception et demanderait de traiter des signaux faibles qui ne sont pas significatifs. En général, plus le seuil minimal de SMD est élevé, plus bas sera le taux de fausses alarmes dans la détection de cibles mais cela limitera l’extraction de vrais signaux du bruit de fond.
Bande passante
Un autre facteur très important est le bruit du récepteur. Chaque récepteur ajoute au signal qu’il traite un certain bruit interne qui ne peut être évité même par la meilleure conception. Ce bruit est en effet dû au mouvement brownien des électrons dans les composantes résistives, donc au bruit thermique, et il est proportionnel à la bande passante du récepteur.
La réduction de la bande passante permettrait de limiter le bruit thermique mais si elle est trop faible, le récepteur ne pourra amplifier et traiter de manière convenable le signal reçu. Comme compromis, la bande passante d’un radar pulsé est près de la réciproque de la largeur de l’impulsion. Par exemple, un radar utilisant une impulsion de 1 µs (τ) aura une bande passante de 1 MHz (1/τ).
Gamme dynamique
Le récepteur doit amplifier l’écho de retour des cibles. Ce dernier varie grandement selon la nature de la cible et sa section efficace radar. La gamme dynamique correspond au rapport du signal mesurable maximal sur le signal mesurable minimal. La limite supérieure fait habituellement référence à l’intensité de saturation et la limite inférieure au bruit.
Le récepteur doit donc avoir une gamme dynamique qui dépasse le plus intense des échos de retour possible. En pratique, cela veut dire qu’il doit s’étendre jusque dans les 80 dB car les échos les plus intenses proviennent:
- Des précipitations jusqu’à 55 dB
- Anges radar jusqu’à 70 dB
- Échos de mer jusqu’à 75 dB
- Échos de sol jusqu’à 90 dB.
Par exemple, si le faisceau radar frappe une colline, l’écho de retour peut saturer le récepteur si la gamme dynamique n’est assez grande et masquer l’écho d’une cible d’intérêt qui se trouve dans le voisinage. Cet écho de sol dominera non seulement l’intensité du signal de retour mais également le spectre Doppler, ne permettant pas de voir un changement de fréquence du signal (le sol n’ayant aucune vitesse de déplacement). Tout traitement Doppler pour éliminer l’écho de sol sera inefficace et le traitement par visualisation des cibles mobiles sera très difficile.
Les valeurs des échos intenses mentionnés peuvent être en partie atténuées par la méthode du gain adaptable d’amplification.