Étude d'un radar cohérent fonctionnant en mode pulsé : application à la surveillance maritime.

Design on new concepts of architecture for a coherent radar functioning in pulsed mode : application to the maritime surveillance.

• Auteur / Autrice : Geoffroy Mangini
• Direction : Luca Varani, Annick Penarier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance le 08/03/2013
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'électronique et des systèmes (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Luca Varani, Annick Penarier, Smaïl Tedjini, Paul-Alain Rolland, Philippe Nouvel, Pierre Potet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Smaïl Tedjini, Paul-Alain Rolland

Mots clés

Mots clés contrôlés

Terrorisme maritime

Marine marchande -- Mesures de sécurité

Navigation -- Mesures de sécurité

Traitement du signal

Radar

Mots clés libres

Radar

Doppler

Maritime

Etat solide

Radar

Doppler

Maritime

Solid State

Résumé

Le secteur maritime présente un besoin de surveillance et de sauvegarde qui concerne la sécurité des vies en mer, la protection de l'environnement ou encore la lutte contre le trafic illégal et le terrorisme. Parmi les moyens développés pour assurer cette fonction connue sous le nom de Vessel Traffic Service (VTS), le radar est une solution incontournable de localisation de cible en temps réel,détectant tous les obstacles aux alentours même dans les conditions de visibilité limitées. Cependant la détection de petites cibles dans le fouillis de mer reste très limitée pour un radar classique. Le radar cohérent est moyen d'améliorer cette détection de par son architecture tout état solide, permettant de conserver l'information de la phase du signal de l'émission à la réception. L'objet de cette thèse est de concevoir une architecture suivant ce modèle en bande X, à partir de composants disponibles à bas coût du domaine des télécommunications. La réalisation d'un prototype permet dans un premier temps de valider l'architecture par la mise en place de mesures caractérisant les éléments de la chaîne, puis après assemblage, de valider le système complet. La caractérisation des performances de détection se font en émission-réception, en présence de cibles exploitables. Ainsi, le radar est exposé à de différentes cibles (voitures, avions et bateaux) dans le but d'extraire et d'exploiter leur information Doppler. La validation du fonctionnement du prototype doit laisser envisager l'industrialisation de ce radar. Ainsi la miniaturisation de ce système se concrétise par le développement de cartes électroniques embarquées, assurant les fonctions allant du pilotage et du traitement, jusqu'aux composants liés à l'émission et la réception. La réalisation de ce module se ponctue également par une phase de tests dans des conditions opérationnelles en milieu maritime.

Maritime sector needs are oriented to surveillance and security which concern human safety, environmental protection or fight against illegal traffic and terrorism. Among the technologies developed to perform this function known as the Vessel Traffic Service (VTS), the radar remains a major solution enabling real-time target localization, and detecting all surrounding obstacles even in limited vision conditions. However, conventional radars are unable to detect small targets in the presence of strong clutter. The coherent radar presents a solution to improve the detection thanks to his solid state architecture, conserving the phase information of the signal from emission to reception. The purpose of this thesis is to design a new architecture according to this model, working in X band, and using low cost available components from telecommunications. The realization of a prototype helps to check the architecture by implementing measures to characterize channel components, and the global system check after assembly. The characterization of detection performances can be realized with emission-reception, in presence of workable targets. Thus, the radar is exposed to several kinds of targets, as car, plane, and boats to extract their Doppler information. The validation of the prototype let to consider an industrial version. For this, the miniaturization of the system is realized by the development of embedded electronic cards, providing several functions from control and processing, to X-band components used in emission and reception. The implementation of this module is also punctuated by a testing phase in maritime operational conditions.