Radar pulse-doppler

[Vykernes]

Bonsoir à tous,

Je suis un cours de RADAR actuellement. Voilà ce que j'ai compris sur le RADAR doppler : la fréquence de battement (lorsque le signal est modulé en fréquence) renseigne sur la distance de la cible, et la fréquence doppler sur sa vitesse radiale.
Cependant, on me dit à présent que le RADAR pulse doppler utilise les impulsions pour déterminer la distance (comme un RADAR monopulse finalement).
On me dit aussi que :
l'analyse d'une seule impulsion : renseigne aussi sur la distance, grâce à la fréquence de battement.
1ère question : du coup c'est la fréquence de battement ou bien le temps de l'écho de l'impulsion que l'on utilise pour déterminer la distance ?
l'analyse sur plusieurs impulsions : renseigne sur la vitesse, grâce à la fréquence doppler.
On me donne ce schéma (équivalent que j'ai fait sur paint..) :

On fait remarquer que fb (fréquence de battement) ne varie pas sur N impulsions.
2ère question : comment se fait-il que fb ne varie pas sur N impulsions alors que la cible peut bouger ?
3ème question : pourquoi ne pourrait on pas mesurer la fréquence doppler sur une impulsion ? Il me semble que le RADAR utilise la bande X (autour de 10GHz en porteuse) et la fréquence de récurence des impulsions est de l'ordre du kHz. Cela donne suffisament de temps pour développer un "chirp" dans l'impulsion (comme sur la figure) et ainsi renseigner sur la vitesse, non ?

Merci d'avance pour votre aide !
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[antek]

1)
Ton graphe représente une impulsion modulée en fréquence ? Si oui je connais pas.
On peut utiliser les deux.
2)
La différence de fréquence représente la vitesse relative.
Si elle est constante, la différence n'a aucune raison de ne pas l'être.
La position relative n'a rien à voir.
3)
Certains radars utilisent la bande X, faut pas généraliser.
Peut-être qu'aujourd'hui on sait faire ?
De mon temps on modulait la porteuse à quelques kHz . . .

[jiherve]

Bonjour,

la fréquence de battement (lorsque le signal est modulé en fréquence) renseigne sur la distance de la cible, et la fréquence doppler sur sa vitesse radiale.

Je ne vois pas bien comment cela peut fonctionner mais je ne suis pas radariste.
Le pulse Doppler là c'est clair!
JR

[Vykernes]

@jiherve :
c'est l'un des modes de fonctionnement du radar à ondes entretenues :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Radar_...es_entretenues
Le principe peut être réutilisé en radar pulse-doppler d'après mon cours. On module en fréquence pour obtenir une information de retard.
"Les radars non modulés ne peuvent mesurer les distances, puisqu'ils ne mesurent que F_d alors que l'onde envoyé est continue et qu'il n'y a pas de « signature » de son début qui puisse être comparé avec le signal de retour. Pour pallier ce problème, il est possible de moduler en fréquence l'onde émise. Cette variation du signal émis autour d'une fréquence fixe de référence est utilisée pour détecter seulement des cibles fixes car il faut que F_d soit négligeable."
La dernière phrase me manquait pour comprendre pourquoi on utilise les impulsions plutôt que cette technique, dans le cas d'une cible mobile. Ca explique aussi pourquoi Fd était constante sur mon graphique.

[A voir en vidéo sur Futura]

[annjy]

Bonjour à tous,

Je ne sais ps si Wiki est une référence dans le domaine Radar.....
et la question est assez vague. La réponse est complexe.

La bible francophone: (3 tomes !)
http://radars-darricau.fr/livre/1-Pages/page-0l.html

à consulter éventuellement dans toute bonne bibliothèque universitaire.
A acheter si on envisage un métier dans le domaine.

cdlt,
JY

[antek]

Le principe peut être réutilisé en radar pulse-doppler d'après mon cours. On module en fréquence pour obtenir une information de retard.
"Les radars non modulés ne peuvent mesurer les distances, puisqu'ils ne mesurent que F_d alors que l'onde envoyé est continue et qu'il n'y a pas de « signature » de son début qui puisse être comparé avec le signal de retour. Pour pallier ce problème, il est possible de moduler en fréquence l'onde émise. Cette variation du signal émis autour d'une fréquence fixe de référence est utilisée pour détecter seulement des cibles fixes car il faut que F_d soit négligeable."

Il y a un mélange entre modulation de fréquence, doppler et impulsion qui me laisse pantois.

[jiherve]

Re
Ce n'est pas le principe de mesure de distance par modulation de la fréquence d’émission qui m'est inconnu, c'est le principe même des radioaltimètres qui sont des radars particuliers, ce que je ne comprends pas c'est comment avec ce type de radar il soit possible de discriminer(c'est toi qui l’écris) vitesse et distance puisque ces deux grandeurs induisent des variations de fréquence.
Dans un radioalti c'est possible par ce que la cible est fixe (c'est le sol) et donc on sait mesurer vitesse( verticale du porteur) et distance(du sol)

JR

[antek]

ce que je ne comprends pas c'est comment avec ce type de radar il soit possible de discriminer(c'est toi qui l’écris) vitesse et distance puisque ces deux grandeurs induisent des variations de fréquence.
Dans un radioalti c'est possible par ce que la cible est fixe (c'est le sol) et donc on sait mesurer vitesse( verticale du porteur) et distance(du sol)

Ben non, le sol bouge tout le temps.

[jiherve]

Re
Oui je me suis emmêlé les pinceaux, le sol n’étant généralement pas animé d'un mouvement propre , il est donc possible d'avoir une bonne mesure de la hauteur car on sait compenser la composante verticale de la vitesse qui est connue par ailleurs.
JR

[annjy]

Bsr,

le radar, mais c'est très simple..........

si on veut mesurer la vitesse, c'est du CW (on utilise l'effet doppler). c'est le principe de nos bons vieux Mesta 206 ( le barbecue des années 80 )

si on veut mesurer la distance, on envoie des impulsions, et on compte le temps de retour de l'écho. Plus l'impulsion est étroite, meilleure est la précision.

Après, si on veut les deux, ça se complique.....il faut faire des compromis....
il peut y avoir des ambiguïtés en distance, et des vitesses "aveugles"....

Quant au "chirp", de mémoire il me semble que c'est utilisé dans les radars à compression d'impulsion, qui permettent d'avoir une puissance max plus faible, et également un gain de rapport S/B.

Dernière précision, on trouve des radars dans toutes les fréquences....notamment, les radars secondaires du contrôle aérien sont à 1030/1090 MHz, et on en trouve à 40 GHz...

cdlt,
JY

[annjy]

Re,

les radars "primaires" longue portée (400km) sont à environ 1300MHz en contrôle aérien.

bsr,
JY

[fabang]

C'est la modulation triangle qui permet avec les radars FMCW de discriminer distance et vitesse.
C'est assez bien expliquer ici:
http://www.radartutorial.eu/02.basic...quence.fr.html

[Vykernes]

Merci beaucoup pour la référence, y a pas mal de choses à lire mais c'est très bien !

[Vykernes]

Est-il possible d'avoir une fréquence de récurrence inférieure à la fréquence porteuse ?

[fabang]

la fréquence porteuse est de quelques GHz pour les plus répandus bande X 9,41GHz et bande S 3,9GHz. Pour les radars à impulsion la fréquence de récurrence (PRF) se situe entre 600Hz (pulse de 1,2µs ) et 4KHz (pulse de 80ns) . Elle est choisie en fonction de la durée d'impulsion, de manière à ne pas dépasser la puissance moyenne du magnétron (rapport période répétition / pulse > 1000)

[antek]

Est-il possible d'avoir une fréquence de récurrence inférieure à la fréquence porteuse ?

? ? ? oui, toujours . . .

[jiherve]

Bonjour
Merci à Fabang j'ai appris quelque chose.
JR

[Mathieu17]

Bonsoir à tous, je profite de cette discussion pour poser mes questions:

1) Comme vous l'avez dis, plus la longueur 𝜏 d'une impulsion est faible et meilleure est la précision en distance Δd=c.𝜏/2 , et plus la période de répétition To des impulsions est grande, meilleure est la portée du radar d=c.To/2 . Mais je ne sais pas par quelles relations montrer la proportionnalité entre la fréquence du signal F et la précision en distance Δd, et la proportionnalité inverse entre F et la portée du radar (ce dernier avec l'équation radar peut-être?). Pouvez-vous me donner les relations ou comment expliquer cette proportionnalité s'il-vous-plaît?

2) Ensuite j'ai remarqué l'évocation de la compression d'impulsions. Je sais que celle-ci permet d'avoir à la fois une bonne portée et une bonne précision en réduisant la longueur d'impulsions tout en gardant l'énergie d'une grande impulsion. Je m'intéresse à la compression d'impulsions à modulation de fréquence linéaire (5ème titre orange): https://www.radartutorial.eu/08.tran...ulsion.fr.html
En fait je ne comprend pas le résultat de la somme de deux signaux de fréquences différentes (on voit que l'amplitude augmente et que le signal prend une forme complexe?), et les blocs lignes à délai. Aussi, le graph montrant le signal de sorti montre un signal compressé (donc ok) et avec une sorte de superposition des 5 fréquences (les étages ont-ils une signification?).

Je sais que mes questions sont longues, mais si vous avez les réponses à mes questions mon oral sera sans lacune.
Merci à vous!