RADARS ET TRANSPONDEURS

RADARS PRIMAIRES


Un peu d'histoire

L’histoire du radar est une branche de l'histoire de l'électronique qui devient un des fondements de la stratégie militaire du XXe siècle. L’idée de repérer un objet à distance, la télédétection, a commencé au début de ce siècle quand Christian Hülsmeyer applique les lois de l’électromagnétisme de Maxwell et utilise les ondes électromagnétiques découvertes par Hertz dans un précurseur du radar, le « Telemobiloskop » (Reichspatent Nr. 165546)1. Les années 1920 et 1930 verront plusieurs découvertes en électronique rendant possible le développement d’un système opérationnel, juste à temps pour la Seconde Guerre mondiale. Le radar a joué un rôle crucial dans le conflit, et a probablement eu une contribution plus importante pour la victoire des Alliés que la bombe atomique.
L’expérience acquise pendant le conflit par un grand nombre de chercheurs a permis d’élargir l’utilisation du radar à d’autres domaines que le militaire. On le retrouve directement ou indirectement aujourd’hui dans l’aviation civile, le contrôle maritime, la détection météorologique, les détecteurs de vitesse sur nos routes et, même en médecine.
Source : Wikipédia.

Le radar (RAdio Detection And Ranging) de contrôle aérien est un instrument qui a pour objet de détecter, suivre et guider les aéronefs dans leur espace de vol. On distingue deux principaux types : Le radar primaire PSR et le radar secondaire de surveillance SSR .

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Principe

Le radar primaire ou radar de veille PSR (Primary Surveillance Radar en anglais) fondé sur le principe de l’écholocation. Le signal hyperfréquence est émis en direction de la cible par l’antenne radar au sol. Une petite partie de l'énergie transmise est réfléchie par la cible dans la direction du radar. Cette énergie renvoyée par la cible jusqu'au radar est appelée ECHO, exactement comme lorsque l'on considère les ondes sonores. Le signal transmis par le radar est généré par un émetteur puissant puis passe par un duplexeur qui l’aiguille vers l’antenne émettrice.Chaque cible réfléchit le signal en le dispersant dans un grand nombre de directions ce qui se nomme la diffusion. L'écho ainsi réfléchi par la cible vers l’antenne sera aiguillé par le duplexeur vers un récepteur très sensible.
Le schéma ci-dessous illustre le principe de fonctionnement du radar primaire. Le signal transmis par le radar est généré par un émetteur puissant puis passe par un duplexeur qui l’aiguille vers l’antenne émettrice. Chaque cible réfléchit le signal en le dispersant dans un grand nombre de directions ce qui se nomme la diffusion. La rétrodiffusion est le terme désignant la partie du signal réfléchi diffusée dans la direction opposée à celle des ondes incidentes (émises). L'écho ainsi réfléchi par la cible vers l’antenne sera aiguillé par le duplexeur vers un récepteur très sensible.

OndesRadarPrimaire.png

Calcul de la distance

La mesure de la distance par un radar est possible du fait des propriétés de l'énergie électromagnétique. Cependant cette énergie circule normalement dans l'espace en ligne droite et à vitesse constante. Elle peut être soumise à des variations minimes dues aux conditions météorologiques et atmosphériques.
La distance de l'écho est la distance en ligne droite entre l'antenne du radar et la cible. La distance-sol est la distance horizontale entre l'antenne du radar et la cible, elle ne peut être déterminée que si l'on connait l'altitude de la cible, ou son angle de site. Le temps mesuré par le radar est le temps nécessaire à l'impulsion pour aller de l'antenne à la cible, puis de la cible vers l'antenne après réflexion

RadarPrimaireDistance.png

Chaque impulsion revenant au radar a parcouru deux fois la distance radar-cible. Donc en mesurant le temps t écoulé entre le départ et le retour de l'impulsion au radar, il est possible de déterminer la distance R. La formule permettant de calculer cette distance est la suivante:

                     `R=frac (C_0.t)\2 `     
`C_0` = vitesse de la lumière = `3.10^8` mètres/secondes
` t` = temps mesuré en secondes
`R`= distance en mètres

Azimut de la cible

La vitesse de rotation de l'antenne est généralement comprise entre 5 et 12 tr/min permettant un balayage de 360° autour de la station. Ce qui permet d'obtenir l'azimut de la cible par rapport à la station.
A noter que la portée est la distance oblique par rapport à l'antenne et non la distance horizontale.

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