Equation Radar

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IntroductionauxRADARS
AnnickPLAGELLAT‐PENARIER
annick.plagellat@univ‐montp2.fr
Master2EEA
2015‐2016
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Planducours
Propagationdesondesélectromagnétiques
Historique,principeetapplications
Classementdesradars
Equationradar
Radaràimpulsions
RadarDoppler
RadarFMCW
Détectionradar
Radarsspécialisés

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Propagationdesondes
électromagnétiques
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PropagationdesondesEM
EquationdeMaxwell
Lapropagationd’uneondeEMcaractériséeparlapropagation
d’unchampélectriqueet
d’unchampmagnétique.
4équationsdeMaxwelldynamiquesrelientlocalementles
divergencesetrotationnelsdeschampsélectriqueetmagnétiqueaux
champsélectriqueetmagnétiqueeux‐mêmes,ainsiqu’auxsources
dechargesetdecourantsstatiquesoudynamiques.Danslevide:
Maxwell - Gauss
Maxwell - Faraday
Maxwell - Ampère
0= 1/(36109) et µ0= 410-7
(2)
(1)
(3)
(4)

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PropagationdesondesEM
Ondesélectromagnétiques
Ces équations admettent des solutions complexes,
combinaisons linéaires de fonctions du type
Onde plane : grandeur physique oscillant
avec la fréquence f = /2et
se propageant dans la direction du vecteur d’onde k
avec une vitesse de propagation c= / | k |.
La quantité s’appelle la pulsation de l’onde.
Double périodicité dans le temps et dans l’espace.
La période temporelle T =1/f.
La période spatiale ou longueur d’onde
est inversement
proportionnelle au module du vecteur d’onde = 2|k |.
temps
T=1/f
espace
= 2|k |
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PropagationdesondesEM
Unesourceponctuellequiémetdefaçonisotropedans
l’espacedonneuneondesphérique.
Touslespointsàégaledistancedelasourcesontsurlamême
surfaced’ondesphère
Adistancedelasourceetlocalement,lasurfaced’ondeest
considéréecommeunplanOndeplane
Aspecténergétique
LapuissancePtransportéeparunchampélectromagnétique
àtraversunesurfaceSestlefluxduvecteurdePoynting :
Densitédepuissanceàunedistanceddelasourceponctuelle

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Historique,principede
fonctionnementet
applications
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Définition
RADAR:RadioDétectionAndRanging
Radio:Electromagnétique
Détection:ciblesutiles
And:simultanément
Ranging:localisationen4dimensions
Instrumentd’alerteetdemesure
Paramètresimportants:
Précision,incertitude,résolution
Volumesurveillé,cadence

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Historique(1)
1864:JamesClerk Maxwelldécritlesloisdel’EM.
1889:HeinrichRudolfHertz:lesondesEMsontréfléchiesparles
surfacesmétalliques.
XXesiècle,plusieursinventeurs,scientifiques,etingénieursont
contribuéaudéveloppementduradar:
DéveloppementdelaradioetdelaTSF(parMarconi),doncdesantennes.
1904,ledépôtdubrevetdu«Telemobiloskop »:possibilitédedétecterla
présencedebateauxdansunbrouillardtrèsdense==>RAD(radiodétection)
maispasleAR.
Années1920:expériencesdedétectionavecdesantennes.
1934:essaissurdessystèmesdedétectionparondescourtesenFranceparla
CSF(16et80cmdelongueurd'onde).Unbrevetestdéposé.C'estainsique
naissentles«radars»àondesdécimétriques.
1935:premierréseauderadarscommandéparlesBritanniquessuiteàun
brevetdéposéparRobertWatson‐Watt(l’inventeurdit«officiel»duradar).
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Historique(2)
Radarétaitquasimentprêtdanssaformeactuelleàl'aubedelaSeconde
Guerremondiale.
Lesradarsaéroportésdéveloppéspourpossibilitédebombardementsetàla
chassedenuit.
Expérimentationssurlapolarisation.Lesopérateursontconstatélaprésence
d'artéfacts
bruitdanslesimages(pluie,neige,etc.)==>desradarsmétéorologiquesaprèslafin
descombats.
premièrestechniquesdebrouillageetdecontre‐mesuresélectroniques.
Depuisutilisationdesradarsdansdenombreuxdomainesallantdela
météorologieàl'astrométrieenpassantparlecontrôleroutieretaérien.
Danslesannéescinquante,l'inventionduradaràsynthèsed'ouverturea
pavélavoieversl'obtentiond'imagesradaràtrèshauterésolution.
1965,CooleyetTuckey (re)découvrentlatransforméedeFourierrapide
==>traitementsradarnumériquesutilisésaujourd'hui.