Thèse soutenue

Contribution a l'estimation frequentielle de signaux en anemometrie laser doppler

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Auteur / Autrice : Frédéric Galtier
Direction : Jean Paillé
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

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Un anemoclinometre doppler embarque peut fournir des mesures fiables et precises de la vitesse d'un avion et servir a apprehender le domaine de vol. Dans un tel systeme, deux faisceaux laser interferent au voisinage de l'avion. On cree ainsi un volume de mesure constitue de franges de lumiere claires et obscures equidistantes. Un aerosol le traversant reflechira ou non de la lumiere en accord avec l'alternance des franges. Le courant delivre par un photodetecteur consiste en une sinusoide a enveloppe gaussienne. L'enveloppe et la phase transportent toutes deux l'information vitesse. L'amplitude est representative de la particule. Au chapitre 1, en etudiant le systeme optique, on definit le modele original du signal a traiter. On montre les particularites du probleme. La seconde partie etudie la precision ultime des estimations possible avec un tel modele. On presente les bornes de rao-cramer sur les parametres estimes. Des formules approximees des bornes approfondissent l'influence des parametres. On developpe et presente alors l'estimateur par maximum de vraisemblance ainsi que sa version simplifiee. Le chapitre 3 s'occupe d'un estimateur de frequence fonde sur la phase de la correlation. Bien que plus simple que le mle, son analyse theorique en demontre l'efficacite statistique. On envisage egalement diverses autres techniques d'estimation spectrale plus classiques mais moins performantes. Notre but final est de reussir a deceler la presence effective d'une particule dans le volume de mesure afin d'en mesurer la vitesse. La quatrieme partie propose une methode de detection/estimation du signal utile. On en verifie les performances et analyse les avantages par rapport a d'autres techniques sous-optimales. Enfin, on valide les differentes methodes par leurs applications a des signaux reels issus d'un essai en vol. On detaille leurs performances en s'attachant a la precision de mesure atteinte et a la possibilite d'implantation en temps-reel.