Radar cohérent
à faible bruit
Amplificateur
du signal FI
de puissance
Amplificateur
du signal FI
signal radar
fréquence
de fréquence
fréquence
synchrone
Analogue/
Numérique
d’onde
oscillateur
et contrôle
Figure 1 : Schéma opérationnel d’un radar cohérent.
à faible bruit
Amplificateur
du signal FI
de puissance
Amplificateur
du signal FI
signal radar
fréquence
de fréquence
fréquence
synchrone
Analogue/
Numérique
d’onde
oscillateur
et contrôle
Figure 1 : Schéma opérationnel d’un radar cohérent.
à faible bruit
Amplificateur
du signal FI
Figure 1 : Schéma opérationnel d’un radar cohérent. (Image interactive)
Radar cohérent
Le diagramme montre le schéma opérationnel d’un radar entièrement cohérent dont la caractéristique principale est que tous les signaux sont produits à faible puissance et que le reste du circuit sert à son amplification. Les signaux sont générés par une horloge maîtresse, habituellement un synthétiseur, ce qui donne une cohérence optimale à tout le système. L’amplification finale se fait par un appareil de type klystron, tube à onde progressive (TOP) ou un amplificateur à semi-conducteurs. Les radars cohérents n’ont pas les inconvénients des radars à pseudo-cohérence étudiés antérieurement.
Les sections colorées représentent des composantes regroupées par fonction : l'émetteur en bleu, le récepteur en vert, le générateur de signal en rose et le traitement du signal radar en ocre. Toutefois, les sous-ensembles individuels peuvent être positionnés à différents endroits selon d’un fabricant à l’autre.
La notion de cohérence dans les radars est différente du même terme en optique. Dans cette dernière, il est souvent relié à la longueur de cohérence dans la laquelle une interférence est possible. Dans les radars entièrement cohérents, cette longueur de cohérence est pratiquement infinie : l'oscillateur maître peut être comparé à un dipôle oscillant en permanence ici. De cette oscillation constante, seule une petite partie est utilisée pour former l’impulsion de transmission. Un déphasage ou un changement de polarité non désirés d’une impulsion à l’autre ne sont pas possible au sein de l'émetteur
Par exemple, dans un radar monté sur un satellite, tous les signaux d'écho revenant de la même distance sont cohérents les uns avec les autres et avec la fréquence d'émission, indépendamment du fait qu'ils proviennent de différentes périodes d'impulsions. Ils le sont même d'une orbite terrestre à l’autre.
Composantes
Duplexeur
Le duplexeur est un circuit électronique qui relie l’antenne alternativement avec le transmetteur et le récepteur dans le cas d’un radar monostatique. Il permet donc d’utiliser la même antenne lors de l’émission et de la réception. Après le basculement, le circuit doit être complètement étanche à toute fuite venant de l’autre contact. En effet, le récepteur traite de très faibles signaux et sera grillé par le signal provenant du transmetteur.
Préamplificateur à faible bruit
Le préamplificateur à faible bruit (AFB) amplifie les faibles échos rétrodiffusés par les cibles. Il est donc important qu’il n’introduise pas de bruit supplémentaire qui seraient repris par les amplificateurs subséquents. Leur gain est limité entre 18 et 25 dB même si une plus importante amplification est possible, cette dernière limiterait sa gamme dynamique.
Mixer Stage
La fonction du mélangeur est de convertir le signal de radiofréquences reçu vers une fréquence intermédiaire (FI) plus basse qu’il sera plus aisé à amplifier et à traiter électroniquement. La FI, habituellement de 30 à 74 MHz, est obtenue par un traitement hétérodyne du signal reçu avec l’onde de l’oscillateur local stabilisé (OLS). Le mélangeur convertit ainsi le signal reçu sans distorsion des données qu’il contient.
Préamplificateurs de FI
Après la conversion à la fréquence intermédiaire (FI), le signal est rehaussé par une série d’amplificateurs. La majorité du gain du récepteur est obtenu à cette étape. La bande passante du récepteur est souvent caractérisée par celle des amplificateurs de cette partie du circuit ayant une large bande passante et permet la suppression des fréquences harmoniques. La fréquence centrale est relativement élevée, jusqu’à 450 MHz, et la bande passante est déterminée par la fréquence du second préampli de FI qui est fréquemment de 75 MHz.
Amplificateur de puissance
Dans un radar cohérent, l’impulsion transmise est générée par un générateur d’ondes de faible intensité. Il est donc nécessaire de l’amplifier fortement avant de l’envoyer. L’amplificateur de puissance est généralement un klystron, un tube à onde progressive (TOP) ou un amplificateur à semi-conducteurs.
Mélangeur / Excitatrice
The first stage of cascaded mixers. The function of this mixer stage is to modulate a prospective intermediate frequency (IF) with the transmitting signals waveforms. The I- (in-phase) and Q- (quadrature) signals from the Waveform Generator are defined signals for comparing with the backscatter in the receivers synchronous detector.
Générateur d’onde
Le générateur d’onde produit l’impulsion de forme prédéfinie à faible puissance sur la fréquence intermédiaire (FI) en travaillant sur l’amplitude et la phase du signal micro-onde. L’impulsion peut avoir une forme très complexe si elle est compressée.
Détecteur de phase
Le signal de FI est passé dans un détecteur de phase qui le convertit à la fréquence d’émission du radar tout en gardant les informations I et Q pour le traitement du signal Doppler.
Processeur du signal radar
Le processeur du signal radar est chargé de séparer les cibles du bruit de fond et des échos parasites grâce à l’information Doppler et l’amplitude que contiennent les échos de retour. Il produit un signal vidéo.
Affichage radar
L’affichage radar présente à l’utilisateur l’information sur les cibles reconnus par le système radar sous forme d’images facilement interprétables. Les affichages modernes se font sur des écrans d’ordinateur.