Les Principes du Radar

Interférences de fréquences images

Apparition des fréquences images

L’hétérodynage est le procédé qui consiste à mélanger le signal de retour au radar (f_rx) avec celui d’un oscillateur local stable (f_{oscillateur local}) dans un mélangeur. Ce procédé donne quatre fréquences: les deux fréquences originales (f_rx et f_{oscillateur local}), leur somme et leur différence. Cette dernière est la fréquence intermédiaire (FI) qui est généralement choisie pour être f_{oscillateur local} - f_rx. Cependant, il n’y aucune façon de distinguer ce qui sort du mélangeur à la FI provenant de:

• f_FI = f_rx – f_{oscillateur local}
• f_FI = f_{oscillateur local} – f_rx

Car ce n’est que l’amplitude absolue du signal qui peut être mesuré: f_FI = | f_{oscillateur local} - f_rx |

Il est donc possible pour un récepteur superhétérodyne de capter deux porteuses radars en même temps, celles au-dessus et en dessous de la fréquence de l’oscillateur. La première étant la « fréquence image » de la seconde. Par exemple si le FI est 60 MHz, la fréquence que l’on désire est inférieure de 60 MHz de celle de l’oscillateur mais si un signal arrive à une fréquence de 60 MHz au-dessus de celle de l’oscillateur, elle se mélangera au signal désiré.

La sortie du mélangeur passe par une filtre centré sur la FI, ne laissant en principe passer que le bon signal. Cependant, celui-ci ne peut éliminer le signal provenant de la fréquence image, puisqu’elle est à FI, et le passe à l’étape de l’amplification.

Cela est d’autant plus vrai dans un récepteur sans pré-filtre de radiofréquence, le spectre de fréquences contenu dans le signal venant de l’antenne est alors très large. Normalement, les fréquences non désirées tomberont à l’extérieur de la plage de la FI et seront rejetés. Il peut alors arriver que des signaux parasites donnent un battement à FI. Ainsi, un signal provenant d’un émetteur à 1150 MHz produit dans le mélangeur un battement à la fréquence intermédiaire de 60 MHZ (|1150 – 1090| = 60 MHz) qui se mélangera à un signal provenant de la fréquence 1030 MHz qui donne la même différence de fréquence.

Calcul de la fréquence image

Figure 1 : Gamme de fréquences d’un récepteur radio MF limité entre 87,5 et 108 MHz

Figure 1 : Gamme de fréquences d’un récepteur radio MF limité entre 87,5 et 108 MHz

Figure 1 : Gamme de fréquences d’un récepteur radio MF limité entre 87,5 et 108 MHz

Le calcul des fréquences images est similaire à la syntonisation d’une station radio avec un filtre qui ne laisse passer que certaines fréquences. En reprenant l’équation précédente, on peut identifier les deux fréquences qui donneront FI à la sortie du mélangeur :

• f₁ = f_{oscillateur local} + f_FI
• f₂ = f_{oscillateur local} – f_FI

Comme f_FI est le même :

Et

f_{oscillateur local} est donc la fréquence moyenne entre les deux fréquences images. Par exemple, en utilisant une fréquence de l’oscillateur à mi-chemin de 87,5 et 108 MHz, soit 97,75 MHz, la sortie du mélangeur donnera un mélange des signaux reçus de ces deux fréquences. L’une des fréquences est donc la fréquence image de l’autre, à FI de 10,25 MHz.

Toute fréquence supérieure ou inférieure à intervalle sera éliminée. Ainsi un signal à 87,0 ou 108,5 MHz ne sortira pas à FI mais à un FI légèrement supérieur et sera filtré subséquemment.
Dans ce cas :

Bien qu’en général, la fréquence de l’oscillateur soit choisie pour être supérieur à la fréquence désirée, l’inverse peut aussi être utilisé. En résumé si :