Initiez-vous au traitement du signal radar

Nous rappelons que le système radar doit pouvoir, par l'intermédiaire de la transmission et de la réception d'un écho, nous fournir des informations sur :

• la présence d'un obstacle se situant dans l'espace autour du système radar. Suivant les configurations, nous pouvons avoir un système de surveillance (radar de veille) avec une visualisation de la scène radar à 360° (exemple des systèmes radars maritimes) ou un système scrutant une zone définie par l'utilisateur ou par l'intermédiaire d'une information fournie par un traitement du signal reçu (radar de poursuite). Cela correspond à la partie detection du système ;

• la position de la cible détectée. Cela correspond à la partie ranging du système. À cette capacité de positionnement de la cible, il est possible aussi d'ajouter une notion de vitesse et de caractérisation grâce à des traitements évolués permettant d'extraire des informations supplémentaires.

Pour constituer un tel système, nous devons considérer les différents éléments qui le réalisent.

Il est possible de décrire très simplement un système radar par l'intermédiaire d'un émetteur et d'un récepteur ainsi que d'une antenne qui est vue comme un transducteur (transformation réciproque d'un courant électrique en une onde électromagnétique, pour une antenne passive). Nous proposons un exemple de système radar de type surveillance (radar maritime).

Comme indiqué précédemment, la cible détectée est référencée avec une distance R du radar et une orientation Δ(θ,ϕ) . Nous pouvons donner une analyse des différents modules décrivant le système.

• L'émetteur permet de délivrer le signal émis. Il est important de noter que la puissance émise dépend aussi beaucoup de cet organe. Toutefois, il est aussi possible d'amplifier le signal émis par l'émetteur par l'intermédiaire d'amplificateurs de puissance. Il faut aussi indiquer que la nature de l'émetteur permet de décrire la nature du signal émis (signal cohérent ou non cohérent, par exemple).

• Le modulateur permet de mettre en forme le signal provenant de l'émetteur. Le signal de modulation peut être très sommaire (modulation d'amplitude de type "tout ou rien", par exemple) ou plus évolué (modulation de phase avec code de Barker – signaux pseudo-aléatoires –, par exemple).

• Le récepteur permet de capturer le signal présent sur l'antenne à la réception. Il peut aussi contenir des amplificateurs permettant d'améliorer l'amplitude du signal reçu (amplificateurs de type faible bruit). Il faut noter que le récepteur est un organe très sensible (capacité à capter de très faibles niveaux de puissance). Il est donc nécessaire de le protéger, et en particulier si l'émetteur transmet une forte puissance.

• Le circulateur (dispositif à 3 accès) permet d'isoler la partie réception de la partie émission. Il y a isolation entre 2 accès (de l'émission vers la réception) et transmission entre 2 autres accès (de l'émission vers l'antenne). De la même manière, le signal reçu sur l'antenne est transmis vers la réception, comme indiqué sur la figure précédente.

• La détection permet de caractériser le signal en termes d'amplitude afin de pouvoir l'afficher sur un écran PPI (plan position indicator). Cette partie détection est possible après la remise du signal de réception en bande de base (spectre basse fréquence).

• Les autres éléments (base de temps, moteur, écran radar, capteur de position) sont spécifiques  au capteur radar de type surveillance.

Il reste alors un élément important effectuant la transduction du champ électromagnétique en courant électrique, et vice-versa, qui est l'antenne radar. Dans l'exemple fourni sur la dernière figure, nous présentons une seule antenne pour une configuration monostatique. En configuration quasi monostatique, nous pouvons avoir 2 antennes : une antenne en émission et une autre antenne en réception.