Radar Ultra Large Bande : applications à la vision à travers les murs

UWB Radar : see through the walls

• Auteur / Autrice : Christophe Lièbe
• Direction : Jean-Marc Ogier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : La Rochelle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitement du signal

Communication ultra large bande

Mots clés libres

Détection à travers les murs

Vision à travers les murs

Résumé

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.

The work presented in this thesis are dedicated to the design and development of a radar system can detect and locate targets behind a wall, issue as part of a broader framework of 'vision through walls "(Through-The-Wall - TTW). The first chapter describes the state of the art techniques (centimetric waves to X) vision and detection through walls. These techniques are compared in terms of performance and mature technology Ultra Wide Band (UWB) appears as the most mature to date. Then are discussed the characteristics of UWB radar applications for TTW, followed by a census of all the centimeter-wave radar developed to date. The complexity of UWB signals propagating in an indoor environment has forced us to develop a simulator for UWB radar. It relies on a simulator previously developed CIS / Xlim Poitiers, dedicated to the propagation of narrowband signals. The heart of this simulator UWB is experimentally validated and tested for different configurations of radar TTW, taking into account different types of antennas and signals. Finally, we present the design of a UWB radar TTW on the tape 3 to 6 GHz operating in pulsed mode. Each block, the radar component is detailed. After having experimentally validated the concept of detecting a target in its environment, the problem of tracking targets is discussed. The choice made in implementing a mechanical scanning technique using a network antenna and original treatment of specific signals.