Les Principes du Radar

Qu'est-ce qu'un radar Doppler?

Radar Doppler

Un radar Doppler utilise l’effet Doppler lors de la réception du signal d’écho pour en tirer des informations sur la vitesse des cibles. Dans les radars modernes, c'est toujours et sans exception le cas et cet attribut est donc généralement supprimé. Néanmoins, si le terme « radar à impulsions Doppler » est utilisé, C’est pour montrer qu’il émet par impulsions au lieu d’une onde entretenue modulée en fréquence (FMCW).

Histoire

À l’origine, les radars ne faisant pas usages de l’effet Doppler. Le premier radar pouvant utiliser une fréquence Doppler pour la suppression d’échos fixes fut le Würzburg Riese allemand construit pendant la seconde guerre mondiale, surtout la variante équipée de l'accessoire « Würzlaus » (pou du Würz). C'était un filtre spécial pour la fréquence intermédiaire (FI) qui filtrait les interférences causées par les paillettes de contre-mesure.

Lors de l'étalonnage, un oscillateur cohérent devait être réglé exactement sur la fréquence intermédiaire du récepteur (voir la figure 1). Les cibles fixes donnaient alors un retour d'impulsion stable. Par contre, les cibles mobiles ayant une fréquence Doppler reliée à leur vitesse radiale de déplacement apparaissaient comme des échos alternant en intensité de façon bipolaire. Dans la même veine que le nom de code « Würzlaus », cette impulsion bipolaire en allemand fut appelée « Läuschen » (pou) jusqu'à la fin des années 80.
 

Le terme « radar Doppler » pris ensuite des sens légèrement modifiés :

• Dans le cas du radar à onde entretenue utilisé pour les détecteurs de mouvement, cette désignation commerciale fut utilisée pour mentionner que le module du radar ne pouvait recevoir que la fréquence Doppler spécifique utilisée.
• Dans le cas du radar météorologique, la désignation était initialement un attribut supplémentaire montrant que le radar était plus moderne et pouvait noter non seulement l’intensité des précipitations, comme un radar conventionnel, mais également leur vitesse radiale. Plus tard, avec le développement du radar à double-polarisation depuis la fin des années 1990, cette signification fut inversée : les radars Doppler sont désormais les anciens types n’utilisant qu’un faisceau horizontalement polarisé.
• Dans les radars aéroportés, une toute nouvelle forme de mesure de l’angle latéral à l’aide de la fréquence Doppler, appelée affinage Doppler, a été mise au point dans les années 1970.

Utilisation de la fréquence Doppler

Dans les radars modernes, la fréquence Doppler est utilisée à diverses fins :

• L'utilisation classique est toujours la distinction entre les cibles en mouvement et les cibles non déplacées ;
• La fréquence Doppler peut être mesurée directement dans les appareils radar modernes grâce à la transformée de Fourier rapide. Un radar météorologique mesure ainsi la composante radiale de déplacements des précipitations pour en extraire la vitesse et la direction du vent, la turbulence et les mouvements de rotation dans les nuages orageux. Le radar de surveillance utilise la fréquence Doppler pour calculer la vitesse radiale des cibles.
• Le radar de surveillance utilise également de vastes séries de filtres Doppler pour en extraire les caractéristiques de la cible. Dans le meilleur des cas, le type d’aéronef peut même être déterminé.