Fréquence de répétition des impulsions (FRI)
Figure 1 : Définitions des composantes de l’impulsion radar
Figure 1 : Définitions des composantes de l’impulsion radar
Qu'est-ce FRI dans les radars?
Fréquence de répétition des impulsions (FRI)
Un radar à impulsions n’émet pas en continu mais produit plutôt une série de courtes impulsions sur une longueur d’onde porteuse spécifique, entre lesquels son récepteur écoute les retours. La fréquence de répétition des impulsions (FRI) est donc le nombre d’impulsions transmise par seconde. La période de répétition des impulsions (PRI) est le temps écoulé entre le début de deux impulsions successives. La relation entre ces deux notions est :
| PRI = | 1 | (1) |
| FRI |
Le duo PRI/FRI détermine la portée maximale non ambigüe d’un radar. En effet, la position d’un écho sera déterminée par le temps aller-retour que parcours l’impulsion entre le radar et la cible à la vitesse de la lumière dans l’air (c0). Si l’écho revient après qu’une seconde impulsion ait été envoyée, après une PRI, le système de traitement des données ne pourra pas distinguer si elle appartient à la première ou à la seconde impulsion. La portée maximale théorique non ambigüe est donc :
| Rmax = | c0 | = | c0 · PRI | (2) |
| 2 · FRI | 2 |
Période de réception
La période de réception est le temps d’écoute disponible entre deux impulsions émises successivement. Elle est toujours inférieure au PRI car il faut lui enlever le temps pris durant l’émission de l’impulsion et le temps mort durant lequel le récepteur est mis hors-circuit juste avant la production de l’impulsion suivante.
Dans certains radars, entre l’émission d’une impulsion et la période de réception, il faut aussi soustraire un court temps de récupération du duplexeur. Ce délai est dû au temps de réponse de l’appareil lorsqu’il passe de la connexion transmetteur-antenne à celle antenne-récepteur, tout en isolant le récepteur très sensible du transmetteur très puissant. Ce temps de récupération peut être éliminé dans le cas d’un transmetteur à très faible puissance alors que la réception peut même se faire durant l’émission.
(formée de
quatre PRI ici)
Figure 2 : Mode en rafales d’un radar à impulsions
Temps mort
Si la période de réception se termine avant la prochaine émission d’impulsion, cela donne un temps mort. Durant celui-ci, des tests internes au système sont effectués dans les radars modernes. Puisque le récepteur est par défaut hors-circuit et ne peut recevoir d’échos, les tests portent sur les circuits et modules de réception. Une vérification de l’état de fonctionnement de certains circuits électroniques est faite en laissant passer des signaux calibrés dans ces circuits, tout en les isolant de la section traitement du signal normal vers l’opérateur radar. Les résultats sont analysés par des modules spéciaux mis en parallèle. Ceux-ci peuvent effectuer les ajustements nécessaires et remplir un journal des problèmes rencontrés.
Les radars utilisant une antenne réseau à commande de phase ont aussi besoin de ce temps mort pour la reconfiguration des déphaseurs vers l’angle suivant d’émission du faisceau. Cela peut prendre jusqu’à 200 microsecondes, ce qui est très important par rapport à la période de réception et peut laisser le temps à une longue série de tests des circuits.
Mode en rafale
La répartition du temps mort n’a pas besoin d’être uniforme. Le transmetteur peut aussi émettre une série d’impulsions en rafale, ayant une courte période de réception entre chacune, avant le temps mort. Par exemple, si plusieurs impulsions sont envoyées dans la même direction (comme pour le traitement de paires d’impulsion Doppler et la détection des cibles mobiles), un temps mort n’est pas nécessaire. Cela a pour avantage d’optimiser les interdépendances temporelles du radar alors qu’un changement aléatoire de la phase du générateur (changement rapide de vitesse radiale) est peu probable durant la rafale. Cela permet par conséquent une meilleure mesure de la distance à la cible. De plus, en augmentant la FRI, le changement de phase coure moins de chance de dépasser la limite d’ambiguïté de vitesse (voir dilemme Doppler)..
Le mode en rafales est surtout utilisé dans les radars didactiques conçus pour repérer des cibles très proches dans une salle de classe. Le désavantage de ces appareils est qu’il nécessite un long temps mort pour transférer les données des échos vers un ordinateur par un câble en série à faible bande passante. Par exemple, en transmettant 10 impulsions (FRI de 10 Hz) en 200 microsecondes mais sur un cycle d’une seconde, le décalage en fréquence des impulsions est de 50 kHz. Le temps mort qui suit la salve est de presqu’une seconde et il sert à envoyer les données du récepteur par un port USB qui échantillonne à 20 Moctets/s.