Author: François Deudon Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 142
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La thèse a pour but la détection de cibles pour un radar large bande à basse fréquence de répétition (mode BFR). L’intérêt de ce type de radar est de pouvoir s'affranchir des ambiguïtés distance, au prix de nombreuses ambiguïtés vitesse qui empêchent de repérer les cibles présentes aux vitesses aveugles du fouillis. Toutefois, l’utilisation de formes d’onde large bande permet d’obtenir une résolution très fine (de l’ordre de la dizaine de centimètres) pour le radar considéré, d’où l’apparition d’un phénomène de migration de la cible d’une impulsion à l’autre. On veut tirer partie de ce phénomène pour s’affranchir du phénomène d’ambiguïté vitesse et ainsi disposer d’un radar air/sol ou air/air sans ambiguïté distance, auquel on associera des traitements spécifiques au signal large bande pour lever les ambiguïtés vitesse d’une part, et détecter des cibles dans les vitesses aveugles du fouillis d’autre part. Dans un premier temps, un modèle de cible pour le contexte large bande est présenté. Le modèle développé permet de définir le traitement adapté au cas d’une cible dans du bruit blanc. Celui-ci consiste en une simple sommation cohérente tenant compte de la migration distance. Une méthode de calcul rapide de ce traitement a été développée. Néanmoins ce filtrage fait apparaître des lobes secondaires élevés à toutes les ambiguïtés vitesse qui peuvent se révéler gênants pour la détection des mobiles dans un scénario multi-cibles ou corrompu par du fouillis de sol. Deux approches sont alors proposées pour s’affranchir de ce problème : d’une part, on propose un traitement consistant à supprimer les points réfléchissants qui ne migrent pas (ou peu) sur la durée du traitement. Ce traitement est nommé le Migrating Target Indicator (MiTI). D’autre part, une approche de type analyse spectrale consistant à traiter les données après un pré-filtrage du fouillis est également abordée. Ceci mène à la définition des estimateurs W-APES et W-Capon qui tiennent compte de la migration distance des cibles. Le problème majeur de ces techniques réside dans le fait que des lobes secondaires, certes moins élevés qu’après une sommation cohérente, subsistent et peuvent conduire à des fausses alarmes. Un traitement itératif iW-Capon pour résoudre ce problème a été proposé, en utilisant une démarche similaire à celle de l’algorithme CLEAN. Toutes les méthodes présentées ont finalement été testées sur des données réelles provenant du radar PARSAX de l’Université de Technologie de Delft (Pays-Bas).
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DE NOMBREUSES APPLICATIONS CIVILES OU MILITAIRES FONT USAGE DES RADARS A BANDE ULTRA LARGE (ULB) POUR LA DETECTION D'OBJETS ENFOUIS DANS LA VEGETATION OU ENTERRES DANS LE SOL. TOUTEFOIS, LES PREMIERES EXPERIMENTATIONS, IMPLIQUANT DE TELS SYSTEMES, ONT MONTRE QU'UN FORT NIVEAU DE FOUILLIS S'AJOUTE AU SIGNAL UTILE ET PERTURBE L'EXPLOITATION DES DONNEES. LA COMPREHENSION DE L'INTERACTION D'UNE IMPULSION ULTRA BREVE AVEC UNE SCENE ELECTROMAGNETIQUE COMPLEXE EST DONC CRUCIALE POUR SURMONTER CES EFFETS DEGRADANTS, LORS DU DIMENSIONNEMENT ET DE L'UTILISATION DES PLATES-FORMES RADARS. LE TRAVAIL PRESENTE CONSISTE A CONCEVOIR ET A DEVELOPPER DES LOGICIELS D'ANALYSE ELECTROMAGNETIQUE TEMPORELLE ET DE TRAITEMENT DU SIGNAL. CES OUTILS PERMETTENT AINSI DE MODELISER, D'INTERPRETER ET D'EXPLOITER DES DONNEES REELLES OU SIMULEES. TOUT D'ABORD, NOUS PROPOSONS UNE ANALYSE ELECTROMAGNETIQUE TEMPORELLE D'OBJETS ENFOUIS DANS DES SOLS DISPERSIFS ET CONDUCTEURS, PAR UN OUTIL BASE SUR UNE ADAPTATION DE LA METHODE TEMPORELLE DES DIFFERENCES FINIES (FDTD) AU CAS DE LA DIFFRACTION RADAR ULB. LES INFLUENCES DE DIVERS PARAMETRES DES SOLS (HUMIDITE, DENSITE, NATURE) SUR LA SIGNATURE RADAR DES OBJETS ENFOUIS SONT MISES EN EVIDENCE SUR DES SIGNAUX SIMULES. ENSUITE, L'IDENTIFICATION DES OBJETS PAR L'ETUDE DE LEURS RESONANCES NATURELLES EST ANALYSEE EN DETAIL. FONDE SUR LA METHODE DU DEVELOPPEMENT EN SINGULARITES (SEM), LE PRINCIPE CONSISTE A EXTRAIRE, D'UNE PARTIE DU SIGNAL RECU, LES FREQUENCES DE RESONANCE PROPRES AUX OBJETS. DEUX METHODES D'EXTRACTION, PRONY ET MATRIX PENCIL, ONT ETE IMPLANTEES, PUIS VALIDEES SUR DES SIGNAUX SIMULES ET ENFIN TESTEES SUR DES SIGNAUX REELS PROVENANT DE SYSTEMES OPERATIONNELS. ENFIN, NOUS DETAILLONS LA CONCEPTION ET LE DEVELOPPEMENT ORIGINAUX DE NOTRE SIMULATEUR ELECTROMAGNETIQUE DE FOUILLIS ULB, GENERE PAR UNE SURFACE RUGUEUSE DIELECTRIQUE. BASEE SUR L'APPROXIMATION DE KIRCHHOFF, CETTE TECHNIQUE CALCULE LA REPONSE TEMPORELLE DE LA SCENE. LA RUGOSITE ET LES ANTENNES ULB FONT L'OBJET DE TRAITEMENTS PARTICULIERS ET NOVATEURS. LA CONFRONTATION DES SIMULATIONS A DES MESURES REELLES ISSUES D'EQUIPEMENTS TRES RECENTS CONCLUT CETTE ETUDE DE FACON ENCOURAGEANTE.
Author: Marc Oudin Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 168
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Cette thèse est consacrée à l'étude d'algorithmes de filtrage spatial ou spatio-temporel dans deux contextes d'application différents. Dans une première partie de la thèse, nous nous intéressons à des algorithmes de traitement d'antenne sur signaux large bande. Puis, dans une seconde partie, nous considérons le problème du filtrage de signaux radar bande étroite en configuration radar terrestre à antenne tournante. Dans la première partie de ce document, notre contribution a porté principalement sur les points suivants : dans le cadre de l'étude de robustesse de la formation de faisceaux bande étroite par rapport à la largeur de bande, le calcul en statistiques exactes d'expressions explicites de la perte en performance en termes de SINR en présence de signaux non strictement bande étroite et la relation entre cette perte et le critère couramment utilisé dans la littérature pour définir un environnement bande étroite. la démonstration d'une extension du théorème de Szegö aux valeurs propres généralisées de matrices Hermitiennes bloc Toeplitz et multi-niveaux Toeplitz bloc Toeplitz générées par des séquences d'éléments absolument sommables et l'application des résultats à l'étude de performance asymptotique au sens du nombre de retards, en statistiques exactes, du filtrage spatio-temporel large bande maximisant le SINR. Dans la deuxième partie de ce document, notre contribution a porté principalement sur les points suivants : la proposition d'algorithmes de filtrage spatial non stationnaire basés sur un calcul de filtres variant dans le temps, pour l'antibrouillage en contexte radar à antenne tournante, et l'étude de performance théorique et par simulations de ces algorithmes. la proposition d'algorithmes de filtrage spatio-temporel, pour la rejection conjointe des brouilleurs et du fouillis en contexte radar à antenne tournante, et leur étude de performance théorique et/ou par simulations.
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LE BUT DE CETTE THESE EST DE DEVELOPPER UNE METHODE D'IMAGERIE DE CIBLES OBSERVEES PAR UN RADAR ULTRA LARGE BANDE (ULB). ELLE S'INSCRIT DANS LE CADRE D'UN PROJET DONT L'OBJECTIF EST DE REALISER UN DEMONSTRATEUR SAR ULTRA LARGE BANDE. CE TYPE DE RADAR PERMET DE GENERER UNE IMPULSION TRES COURTE COUVRANT UN SPECTRE CONTINU RICHE EN INFORMATIONS (DE 100 MHZ A 1,5 GHZ). SES APPLICATIONS POTENTIELLES COUVRENT L'HYPER-RESOLUTION, L'ANTI-FURTIVITE ET LA DETECTION D'OBJETS ENFOUIS. NOTRE TRAVAIL A PORTE A LA FOIS SUR LA DEFINITION D'ALGORITHMES DEDIES AUX SIGNAUX ULTRA LARGE BANDE ET SUR DES EXPERIMENTATIONS SAR ET HOLOGRAPHIQUES. LA PREMIERE PARTIE DU TRAVAIL CONSISTE A METTRE EN EVIDENCE QUE LES TRAITEMENTS D'IMAGERIE RADAR NE SONT VALABLES QUE DANS UNE BANDE DE FREQUENCE TRES ETROITE. PAR EXEMPLE, LE TRAITEMENT DOPPLER N'EST PLUS DU TOUT MAITRISE SUR UNE TRES LARGE BANDE. SUITE A UN ETAT DE L'ART SUR LES SIGNAUX ULB, NOUS DEVELOPPONS DANS UN DEUXIEME TEMPS DES ALGORITHMES SIMPLES DE RECONSTRUCTION D'IMAGES ULB BASES SUR LA SOMMATION TEMPORELLE ET LA COMPRESSION D'IMPULSION. ILS SONT COMPARES AUX ALGORITHMES BANDE ETROITE. NOUS PROPOSONS AUSSI UNE METHODE POUR EXTRAIRE LES INTERFERENCES RADIOELECTRIQUES QUE L'ON RISQUE DE RENCONTRER DANS UN SCENARIO OPERATIONNEL. LA TROISIEME PARTIE TRAITE DE LA MISE EN OEUVRE DES TRAITEMENTS AU MOYEN D'EXPERIMENTATIONS. NOUS DECRIVONS LES MOYENS DE MESURES ET LES SIMULATIONS FDTD PREALABLES. DE LA, DES RESULTATS ISSUS DE CAMPAGNES DE MESURES SONT PRESENTES ET EXPLOITES. ILS MONTRENT LA CAPACITE DES ALGORITHMES ULB A RECONSTRUIRE DES IMAGES DE CIBLES CANONIQUES ET MILITAIRES AVEC UNE RESOLUTION FINE. NOUS PRESENTONS AUSSI DES METHODES D'ANALYSE TEMPS-FREQUENCE ET LA SEM. ENFIN, DANS UN BUT D'AIDE A LA CONCEPTION DE LA FUTURE PLATE-FORME SAR ULB, NOUS AVONS SPECIFIE SES DIFFERENTES COMPOSANTES.
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Les travaux présentés dans ce mémoire de thèse sont dédiés au dimensionnement et à la mise au point d’un système radar capable de détecter et localiser des cibles derrière un mur, problématique s’inscrivant dans un cadre plus général de « vision à travers les murs » (Through-The-Wall – TTW). Le premier chapitre dresse un état de l’art des différentes techniques (des ondes centimétriques aux X) de vision et de détection à travers les murs. Ces techniques sont comparées en terme de performance et de maturité, la technologie Ultra Large Bande (ULB) y apparaît comme la plus mature à ce jour. Ensuite sont abordées les spécificités des radars ULB pour les applications TTW, suivies d’un recensement de l’ensemble des radars en ondes centimétriques développés à ce jour. La complexité des signaux ULB se propageant dans un environnement indoor nous a obligé a développer un simulateur de radar ULB. Il s’appuie sur un simulateur préalablement développé au SIC/Xlim de Poitiers, dédié à la propagation de signaux en bande étroite. Le cœur de ce simulateur ULB est validé expérimentalement, puis testé pour différentes configurations de radar TTW, prenant en compte différents types d’antennes et de signaux émis. Enfin, nous présentons la conception d’un radar ULB TTW sur la bande 3 - 6 GHz fonctionnant en mode impulsionnel. Chaque bloc composant le radar est détaillé. Apres avoir validé expérimentalement le concept de détection d’une cible dans son environnement, la problématique de la localisation des cibles est abordée. Le choix retenu met en oeuvre une technique de balayage mécanique utilisant un réseau d’antennes original et des traitements de signaux spécifiques.
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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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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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: 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: YANN.. LE HELLOCO Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 266
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DANS UN CONTEXTE DE COURSE PERMANENTE A L'ACCROISSEMENT DES PERFORMANCES DES SYSTEMES RADAR, LES PROGRES TECHNOLOGIQUES ONT ENGENDRE UNE EXPLOITATION ACCRUE DE LA POLARISATION DES ONDES. UN NOUVEAU DOMAINE DE LA SCIENCE CONTEMPORAINE, LA POLARIMETRIE RADAR, A AINSI VU LE JOUR. NOUS PRESENTONS DE MANIERE APPROFONDIE LES FONDEMENTS THEORIQUES DE LA POLARIMETRIE, EN INCLUANT LE CAS DES ONDES PARTIELLEMENT POLARISEES ET DES CIBLES DISTRIBUEES. EN OUTRE, LES METHODES CLASSIQUES DE RESOLUTION DU PROBLEME DIRECT DE LA DIFFRACTION SONT PRESENTEES ET RELIEES A LA DETERMINATION DES CARACTERISTIQUES POLARIMETRIQUES D'UNE SCENE. NOUS DEVELOPPONS ALORS LES APPORTS DE LA POLARIMETRIE DANS LES DOMAINES DE LA DETECTION ET DE L'IMAGERIE SAR. A LA SUITE D'UNE PRESENTATION ORIGINALE DE LA NOTION DE FILTRAGE POLARIMETRIQUE, NOUS MONTRONS COMBIEN LES PERFORMANCES DES RECEPTEURS PEUVENT ETRE ACCRUES, EN PRESENCE D'UN ENVIRONNEMENT HOSTILE. DANS LE DOMAINE DE L'IMAGERIE, LA POLARIMETRIE PERMET UN ACCROISSEMENT DE LA QUALITE DES IMAGES (REDUCTION DE L'EFFET DE GRANULARITE, AMELIORATION DES CONTRASTES) ET LE DEVELOPPEMENT D'ALGORITHMES DE CLASSIFICATION ET DE RECONNAISSANCE DES CIBLES, BASES SUR DIFFERENTS THEOREMES DE DECOMPOSITION. EN METTANT L'ACCENT SUR LA THEORIE PHENOMENOLOGIQUE DES CIBLES RADAR, NOUS PROPOSONS UNE ETUDE CRITIQUE DE LA SENSIBILITE DES PARAMETRES DE HUYNEN. FINALEMENT, NOUS ETUDIONS L'INFLUENCE DES PHENOMENES DE PROPAGATION SUR L'EMPLOI DES OUTILS POLARIMETRIQUES. NOUS PROPOSONS UN NOUVEAU FORMALISME DE REPRESENTATION DES MILIEUX DE PROPAGATION, DEDIE AUX SITUATIONS RADAR. NOUS L'APPLIQUONS A L'ETUDE DU COMPORTEMENT POLARIMETRIQUE DE L'IONOSPHERE ET DE LA TROPOSPHERE, PUIS A L'ANALYSE DE L'INFLUENCE DE CES MILIEUX SUR LES APPLICATIONS RADAR. CETTE ETUDE TROUVE DIVERSES APPLICATIONS DANS LES DOMAINES DE L'IMAGERIE SAR ET DE LA RADARMETEOROLOGIE, AVEC COMME PERSPECTIVES L'EXTENSION A DES MILIEUX DE PROPAGATION COMPLEXES (GLACE, SOUS-SOL), LE DEVELOPPEMENT D'ALGORITHMES DE PREDICTION ET DE CORRECTION DES ALTERATIONS ET L'APPLICATION A L'IMAGERIE INTERFEROMETRIQUE ET/OU ULTRA LARGE BANDE
Author: François Deudon
Author: YVES.. LOSTANLEN
Author: Marc Oudin
Author: BRUNO.. JUHEL
Author: Christophe Lièbe
Author: Ali Mroué
Author: Adrien Godard
Author: Jean-Christophe Diot
Author: Ali Mroué
Author: YANN.. LE HELLOCO