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Radars modernes

Lorsqu'on double la distance d'un objectif, le signal qu'il reçoit a une puissance divisée par 4, et le signal qu'il réfléchit est donc également quatre fois plus faible. Il en résulte que l'écho reçu par le radar est seize fois moins intense.

De la même façon, si, à partir d'un radar ayant une portée de 500 kilomètres et émettant 20 mégawatts, on veut réaliser un radar de 5 000 kilomètres de portée, il faudra, toutes choses égales par ailleurs, émettre une puissance dix mille fois plus élevée, égale à 200 000 mégawatts, ce qui est tout à fait inconcevable.

Si l'on veut se contenter de la même puissance à l'émission, il faudra réduire la puissance du bruit parasite dans le rapport 10 000, c'est-à-dire diminuer dans le même rapport la bande passante du récepteur radar, ce qui conduit à émettre des impulsions dix mille fois plus longues. Au lieu d'émettre des « bips » de l'ordre de 1 microseconde, on sera contraint de lancer des bips de quelque 10 millisecondes, dont le retard par rapport aux bips d'émission sera mesuré avec une erreur du même ordre, entraînant une erreur, inacceptable, de quelques milliers de kilomètres dans la mesure de distance. Il en résulte que le radar classique n'est pas normalement capable de portées aussi grandes.

Des raisonnements analogues conduisent à l'impossibilité pratique de mesures de distance très précises (à un mètre près) pour des radars de veille de portée moyenne (quelques centaines de kilomètres) et à l'impossibilité de résoudre d'autres besoins militaires ou civils.

Les chercheurs ont longuement réfléchi à ce problème depuis 1949 et l'ont résolu progressivement : le signal émis par un radar classique n'est pas riche en informations. C'est comme si l'on tentait d'établir une conversation en n'utilisant que le mot « bip », ou encore comme si l'on émettait une musique constituée uniquement, pendant toute la partition, de la même note, toujours de même durée, toujours séparée de la suivante par le même silence.

On peut songer à émettre un signal plus riche, modulé en fréquence (dont la tonalité change pendant l'émission, comme celle d'une mélodie complexe). Dans ce cas, on obtient deux résultats : le premier, c'est que le bruit parasite a fort peu de chances de ressembler à la « musique » émise et donc renvoyée par un objectif, et qu'une oreille exercée, qui connaît par cœur la mélodie émise, pourra la distinguer beaucoup plus facilement du bruit de fond ; le second résultat est que, même si la musique émise est très longue, une oreille exercée évaluera avec une précision excellente le retard entre cette musique et celle qui est reçue, l'erreur étant beaucoup plus faible que la durée de l'émission.

Il est donc possible d'imaginer, à condition de disposer d'une oreille exercée artificielle dans le récepteur du radar, que l'émission d'un signal long, pas trop puissant, modulé en fréquence de façon importante, puisse permettre à la fois (ou au choix) une bien meilleure sensibilité et une bien meilleure mesure de distance. Encore faut-il disposer d'émetteurs capables de lancer, à des niveaux de puissance élevés, un signal richement modulé en fréquence. Cela était difficile aux débuts du radar (au temps des magnétrons) ; grâce aux prodigieux développements des tubes capables d'émettre des ondes courtes et très courtes, cela ne l'est plus.

Quant à l'oreille exercée artificielle, on sait maintenant, après d'importantes recherches en mathématique et en physique, la réaliser de façon quasi parfaite à des prix parfois très faibles, et cela sous deux formes : le récepteur à corrélation et le filtre adapté (ou filtre à compression d'impulsion). En ce qui concerne la nature de la modulation de fréquence utilisée pour l'émission, elle consiste généralement soit en une modulation analogue à celle de la musique concrète (et les radars qui l'utilisent sont appelés radars codés), soit en une modulation régulière analogue à celle des pianistes quand ils « font des gammes » (les radars correspondants sont baptisés radars chirp, le mot anglais chirp désignant le gazouillis des oiseaux).

Lutte contre les échos parasites

Les objectifs intéressant le radar sont le plus souvent des cibles mobiles telles que des véhicules terrestres (automobiles) ou des objets volants. Ces objectifs (appelés cibles utiles) sont généralement détectés par le radar en même temps que tous les autres échos présents dans le champ de l'antenne et qu'on désigne par l'expression de cibles parasites (ou d'échos de clutter, d'un [...]

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Pour citer l’article

Michel-Henri CARPENTIER, « RADAR », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 janvier 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/radar/