Etude et évaluation d'un système multi-radars monostatiques ultra large bande PDF Download
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Author: Ali Mroué Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 156
Book Description
L’étude présentée dans ce mémoire concerne le développement d’un système de détection et d’identification de cibles exploitant une technique multi-radar monostatique ultra large bande et dé- veloppé selon un axe. L’application visée porte sur le développement d’un système de détection et de discrimination d’objets chutant sur les voies ferroviaires. L’objectif principal de ce travail est d’étudier et d’évaluer les différents sous-ensembles radiofréquence et traitement du signal de ce dispositif et de les optimiser afin d’aboutir à la validation de la faisabilité du système complet. Un guide d’onde à fente, opérant dans la bande de fréquence optimale évaluée assure une couverture continue de rayonnement le long du quai. Il sert de support de propagation et est percé d’ouvertures constituant autant de radars monostatiques consécutifs. Après avoir caractérisé les différents objets susceptibles de chuter sur les voies ferroviaires par la méthode d’expansion de singularité (SEM), les coefficients naturels de réso- nance sont sauvegardés dans une bibliothèque afin de les utiliser dans le processus de discrimination. A l’issue de ce processus, que ce soit lors des simulations numériques ou lors d’essais expérimentaux, nous obtenons que les différentes familles d’objets détectés à proximité des radars monostatiques, dont les corps humains s’avèrent bien discriminés. En conclusion, ce travail a permis de mettre en œuvre un système original de détection et d’identification fondé sur l’utilisation de techniques avancées dans le domaine de la détection et de l’identification des objets. Il pourrait être étendu à d’autres domaines tels que la détection des liquides dans les valises des voyageurs voire la détection et l’identification d’intrusions dans des environnements complexes.
Author: Ali Mroué Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 156
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L’étude présentée dans ce mémoire concerne le développement d’un système de détection et d’identification de cibles exploitant une technique multi-radar monostatique ultra large bande et dé- veloppé selon un axe. L’application visée porte sur le développement d’un système de détection et de discrimination d’objets chutant sur les voies ferroviaires. L’objectif principal de ce travail est d’étudier et d’évaluer les différents sous-ensembles radiofréquence et traitement du signal de ce dispositif et de les optimiser afin d’aboutir à la validation de la faisabilité du système complet. Un guide d’onde à fente, opérant dans la bande de fréquence optimale évaluée assure une couverture continue de rayonnement le long du quai. Il sert de support de propagation et est percé d’ouvertures constituant autant de radars monostatiques consécutifs. Après avoir caractérisé les différents objets susceptibles de chuter sur les voies ferroviaires par la méthode d’expansion de singularité (SEM), les coefficients naturels de réso- nance sont sauvegardés dans une bibliothèque afin de les utiliser dans le processus de discrimination. A l’issue de ce processus, que ce soit lors des simulations numériques ou lors d’essais expérimentaux, nous obtenons que les différentes familles d’objets détectés à proximité des radars monostatiques, dont les corps humains s’avèrent bien discriminés. En conclusion, ce travail a permis de mettre en œuvre un système original de détection et d’identification fondé sur l’utilisation de techniques avancées dans le domaine de la détection et de l’identification des objets. Il pourrait être étendu à d’autres domaines tels que la détection des liquides dans les valises des voyageurs voire la détection et l’identification d’intrusions dans des environnements complexes.
Author: Ali Mroué Publisher: Omniscriptum ISBN: 9786131561825 Category : Languages : fr Pages : 184
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L' tude pr sent e dans ce livre concerne le d veloppement d'un syst me de d tection et d'identification de cibles exploitant une technique multi-radar monostatique ultra large bande. L'application vis e porte sur le d veloppement d'un syst me de d tection et de discrimination d'objets chutant sur les voies ferroviaires. L'objectif principal de ce travail est d' tudier et d' valuer les diff rents sous-ensembles radiofr quence et traitement du signal de ce dispositif et de les optimiser afin d'aboutir la validation de la faisabilit du syst me complet. Un guide d'onde fente, op rant dans la bande de fr quence optimale valu e assure une couverture continue de rayonnement le long du quai. Il sert de support de propagation et est perc d'ouvertures constituant autant de radars monostatiques cons cutifs. Apr s avoir caract ris les diff rents objets susceptibles de chuter sur les voies ferroviaires par la m thode d'expansion de singularit (SEM), les coefficients naturels de r sonance sont sauvegard s dans une biblioth que afin de les utiliser dans le processus de discrimination.
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Dans le domaine du transport, des travaux de recherche considérables sont menés visant à assurer une sécurité maximale des usagers des transports et à réduire le nombre d’accidents de la route. L’utilisation de radars embarqués sur les véhicules constitue un des points d’entrée technologiques considérés. Ces radars fournissent une mesure de la distance et de la vitesse d’approche de l’obstacle fixe ou mobile ainsi que la direction d’arrivée des obstacles. Ils fournissent également le nombre d’objets dans le champ du capteur. Plus récemment, une fonction secondaire de communication a été suggérée pour ces dispositifs. Ce travail de thèse a été réalisé dans le cadre d’un projet national, en partie financé par l’Agence Nationale de la Recherche, programme « Télécommunications », intitulé « Communication inter VEhicules et LOcalisation relative précise (VELO) ». Ce projet vise à concevoir et à réaliser un capteur radar fonctionnant en gamme millimétrique, à 79 GHz. Pour ce capteur, trois fonctions sont visées : Détection et mesure de distance radiale des cibles ; Communication inter-véhicules ; Localisation relative précise des cibles. L’objectif final est de construire une ceinture de sécurité immatérielle à 360° autour du véhicule, avec une résolution de détection radiale des obstacles inférieure à 10 cm et une capacité de communication inter-véhicules. La technologie Ultra Large Bande (ULB) a été sélectionnée pour assurer les exigences de détection radar, de communication et de localisation relative précise. Des modèles de simulation nécessaires à l’évaluation globale des performances du système de localisation relative ont été mis en œuvre et développés sous MatlabTM et ADSTM. Différents paramètres ont été étudiés et évalués tels que : la forme d’onde, la fréquence d’échantillonnage, la longueur de la ligne de base, la technique de localisation fondée sur des mesures de temps de vol des signaux de type TOA, TDOA et DOA (Time Of Arrival, Time Différence Of Arrival, Direction Of Arrival). De premières expérimentations effectuées à 4 GHz ont permis de nous familiariser avec la technique de localisation utilisant des impulsions brèves. D’autres expérimentations en laboratoire ont ensuite été menées en gamme millimétrique. Nous avons employé un banc de mesure réalisé à l’aide de composants disponibles à 60 GHz en attendant de disposer des prototypes à 79 GHz réalisés par ailleurs dans le projet. Ces tests ont permis de valider l’approche choisie ainsi que les différents résultats de simulation exploitant un modèle de propagation à deux rayons direct et réfléchi sur la chaussée.
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Après avoir privilégié la puissance et le confort des véhicules, les constructeurs automobiles, au vu de l’augmentation du nombre d’accidents et de morts sur la route, sont maintenant attentifs à la sécurité. Ceci explique l’introduction de systèmes de sécurité intelligents, basés sur des capteurs chargés de la perception de l’environnement. Dans cette thèse, l’accent est mis sur l’aspect détection d’obstacles dans l’environnement proche du véhicule. Le capteur radar est un candidat idéal, car fonctionnant dans des conditions climatiques variées. La nouvelle technologie Ultra Large Bande (ULB) offre plusieurs avantages : détection d’obstacles performante, mesure de distances ou de positions avec une résolution remarquable, coût raisonnable. L’objectif de cette thèse est de concevoir un radar ULB pour détecter les obstacles à courte portée sur la route et en calculer la distance au véhicule avec une précision élevée. Dans cette optique, les formes d’ondes ULB sont étudiées et comparées avec comme critères l’adéquation à notre application et une réception simple, plus rapide et plus efficace. L’aspect multi-utilisateurs est abordé, pour minimiser les interférences. Les récepteurs adaptés au système sont étudiés et des algorithmes réduisant l’effet du bruit gaussien, basés sur les Statistiques d’Ordres Supérieurs (SOS), sont proposés et testés. Le radar permet également de reconnaître les obstacles détectés et d’éliminer ceux ne représentant pas de danger lors du suivi d’obstacles. Un prototype radar ULB est réalisé et validé et les Caractéristiques Opérationnelles du Récepteurs (COR) sont évaluées.
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Ce mémoire présente la conception et la réalisation d'un démonstrateur radar Ultra Large Bande (ULB) impulsionnel optoélectronique. Les applications visées sont la détection de cibles diverses (humains, véhicules, armes, mines,...) dissimulées dans différents milieux (végétation, sol, bâtiments) à courte et moyenne portée. Cette étude menée en collaboration avec la Délégation Générale pour l'Armement (DGA) aboutit à la mise en oeuvre du banc nommé RUGBI (Radar Ultra Grande Bande Instantanée). L’objectif de ce projet est de repousser les limites actuelles de portée, de résolution et d’acquisition des radars Ultra Large Bande (ULB) purement électroniques. En effet, l’utilisation de photoconducteurs éclairés par un faisceau laser ultrarapide, permet de générer des impulsions électromagnétiques courtes à fort niveau de tension sans gigue, autorisant ainsi le concept multisources. La conception du radar fait appel à un état de l'art des matériels hyperfréquences (générateurs, numériseurs, antennes,...) susceptibles de répondre aux besoins du système. Des choix ou de nouvelles conceptions sont réalisés. L'assemblage du système complet, son positionnement dans le local de test, la réalisation du réseau d'antenne ULB sont détaillés. Des programmes de pilotage des bancs sont réalisés sous le logiciel Labview. Enfin des expérimentations permettent de caractériser et de valider le fonctionnement de ce radar. Le rayonnement et le fonctionnement en mode radar sont étudiés.
Author: L. Astanin Publisher: ISBN: Category : Radar systems Languages : en Pages : 238
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This book presents some novel approaches to radar system analysis now being investigated. It is shown how systematic application of numerical procedures can provide new results in the evaluation of UWB radar target responses. The authors do not try to cover all of the possible solutions to the problem of multidimensional representation of target responses, rather they aim to give a general understanding of the techniques of confluent analysis, computer holography and adaptive synthesis of antenna apertures. The methods have great potential for solving conventional radar problems in target detection and recognition.
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Ce mémoire présente la conception d’une antenne Ultra Large Bande pour le régime impulsionnel (bande passante 300MHz- 3GHz) ainsi que la conception d’un Radar de type réseau d’antennes permettant un dépointage du faisceau dans le domaine temporel. Cette étude menée en collaboration avec la DGA (Délégation Général pour l’Armement) a pour objectif de réaliser un prototype d’un Radar de taille réduite par rapport aux fréquences travail. L’étude s’attarde sur les techniques de miniaturisation des antennes et plus particulièrement celles appliquées aux antennes à ondes progressives. Une fois l’antenne élémentaire conçue, une deuxième phase d’étude porte sur l’optimisation du réseau de ces antennes élémentaires. L’étude se termine par les tests et mesures du Radar réalisé, le Radar est alimenté à l’aide d’un générateur à base de photocommutateurs réalisés par l’équipe photonique du laboratoire XLIM. Les performances sont alors comparées aux résultats de simulation du rayonnement de ce type de Radar.
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La technique ultra large bande (UWB) par impulsions consiste à émettre des impulsions de courte durée et de faible énergie offrant ainsi la possibilité de transmettre de l'information à de hauts débits et à faible coût. Dans cette thèse nous nous sommes intéressés aux systèmes ultra large bande à accès multiple par répartition de codes de saut temporel (TH-UWB) dans un contexte asynchrone et dans un environnement de propagation à trajets multiples. Un récepteur rake a été mis en place. Nous avons calculé de manière analytique la variance de l'interférence multi-utilisateur (MUI) en sortie de ce récepteur. Ceci nous a permis d'identifier les paires dites optimales qui minimisent cette variance. Nous avons constaté qu'utiliser ces paires permet d'améliorer significativement le taux d'erreur binaire du système. Une démarche similaire a été appliquée aux systèmes DS-UWB et DS-CDMA, en effet ces systèmes s'expriment analytiquement de manière identique au système TH-UWB. Ainsi nous avons pu caractériser les paires optimales. Nous avons ensuite comparé les performances de ces différents systèmes lorsque la variance de la MUI est minimale. La variance de l'interférence entre symboles et entre trames (ISI / IFI) a été calculée analytiquement. Ceci nous a permis de dimensionner le récepteur rake et le temps de garde intelligemment. Nous avons également observé, en absence d'ISI / IFI et de bruit, un seuil sur la probabilité d'erreur. En modifiant légèrement le récepteur, nous avons éliminé ce seuil. Enfin nous avons établi les bornes de Cramer-Rao relatives à l'estimation des paramètres du canal (amplitudes et retards) en supposant que les trajets pouvaient se chevaucher.
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Le travail présenté dans cette thèse concerne l'amélioration des performances d'un démonstrateur radar ultra large bande (ULB) pour la détection de mines dans le sol. Un générateur d'impulsions haute tension (HT) ultra brèves et d'un dispositif d'adaptation d'impédances (Balun) destiné à être inséré entre le générateur 50 et des antennes bifilaires 200 sont particulièrement détaillés. Le premier chapitre présente les caractéristiques principales des radars ULB et une synthèse bibliographique des outils expérimentaux nécessaires pour l'ULB. Le second chapitre est consacré au générateur d'impulsions HT ultra brèves base sur la technologie d'un commutateur à gaz pressurisé (hydrogène). Le principe de fonctionnement et les caractérisations d'atténuateurs réalisés pour ces expériences sont également reportés. Après divers paramétrages, le temps de montée des impulsions peut être réduit à 90 ps, la durée a mi-hauteur minimale est de 600 ps, la tension de sortie et la fréquence de répétition peuvent atteindre respectivement 30 kv et 2,5 khz. Une simulation du dispositif est comparée aux résultats pratiques de commutation. Dans le chapitre 3, nous avons regroupé les études du Balun et d'un amplificateur de tension pouvant alimenter le générateur car ces deux dispositifs sont deux transformateurs à lignes de transmission (TLT). Le principal défaut des TLT réside dans les pertes dues aux lignes secondaires. Nous avons solutionné ce problème par l'utilisation de ferrites dont nous explicitons le fonctionnement. Cette étude débouche sur la réalisation d'un TLT 10 étages de gain 10 et d'un Balun dont la bande passante est comprise entre 30 khz et 3 ghz. Une simulation de l'ensemble des résultats expérimentaux vient compléter l'interprétation des phénomènes. Enfin, dans le chapitre 4, les résultats d'essais réalisés en chambre anéchoïde portant sur l'ensemble du système d'émission ainsi que des perspectives relatives à l'évolution de l'ensemble sont présentés.
Author: Philippe Delmote Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 229
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La première partie de cette thèse porte sur l'étude, le dessin et la réalisation d'antennes ultra large bande (ULB). Ces dernières, appelées « Libellule », sont dédiées à des applications métrologie impulsionnelle et RADAR dans le domaine temporel. Les deux aériens réalisés équipent le dispositif PULSAR destiné à la détection de mines enfouies. Une seconde étude a été menée dans le but de créer un démonstrateur RADAR optoélectronique. L'objectif est de synchroniser parfaitement quatre antennes d'émission afin de réaliser la sommation des champs rayonnés dans l'axe. Quatre antennes, dérivées de la géométrie « Libellule » ont été conçues et réalisées dans le cadre de cette étude. La dernière partie de ce manuscrit aborde le thème des communications ULB. Deux antennes dédiées à un fonctionnement dans la bande 3.1 - 10.6 GHz sont présentées ; cette dernière étude a abouti à la réalisation d'un prototype qui a été testé et validé.
Author: Ali Mroué
Author: Ali Mroué
Author: Ali Mroué
Author: Nizar Obeid
Author: Laïla Sakkila
Author: Jean-Christophe Diot
Author: L. Astanin
Author: Adrien Godard
Author: Anne-Laure Deleuze
Author: Laurent Pécastaing
Author: Philippe Delmote