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A.U. 2010-2011 Radar

2ème année GTR TD N°1

EXERCICE N°I(RADAR COTAL)

Le radar COTAL est un radar de poursuite automatique à impulsions fonctionnant en bande S (ancien code), c’est à dire en limite des bandes UHF et SHF. Il émet sur une fréquence porteuse de 3 GHz des impulsions de durée 1 microseconde et de fréquence de récurrence 400 Hz avec une puissance crête de 800 kW. Le temps de désionisation des tubes T.R (protection du récepteur) défini pour une transmission à mi-puissance est de l’ordre de 15 microsecondes. L’antenne utilise un réflecteur parabolique de diamètre 2,5 m. 1. Calculer la puissance moyenne d’émission et la gamme de distances aveugles (en tenant

compte ou non du temps de désionisation). 2. Déterminer la forme du faisceau d’antenne et son ouverture à mi-puissance. 3. Sachant que la surface effective d’antenne est de l’ordre de la demi surface géométrique

de l’ouverture du réflecteur parabolique, évaluer la valeur maximale du gain de l’antenne. 4. Calculer la puissance que capterait une antenne de réception de gain de 25 dB placée à

une distance de 100 km dans l’axe du faisceau d’émission. 5. On remplace l’antenne de réception par un obstacle de SER moyenne 10m2. En négligeant

l’ensemble des pertes qui affectent la transmission, calculer la puissance disponible en sortie de l’antenne de réception du radar.

EXERCICE N°II (RADAR CONARD)

Le radar CONARD est un radar de surveillance à impulsions fonctionnant au voisinage de la borne inférieure de la bande UHF. Il émet sur une fréquence porteuse de 432 MHz des impulsions de durée 300 micro-secondes (sans compression d’impulsion) et de fréquence de récurrence 150 Hz, avec une puissance moyenne de 15 kW. L’antenne d’émission (poids de l’ordre de 34 tonnes) utilise un réflecteur de hauteur 5m et de largeur 25m. 1. Calculer la puissance de crête d’émission et la gamme de distances aveugles (sans prendre

en compte le temps de désionisation des tubes TR). 2. Déterminer la forme du faisceau d’antenne et son ouverture à mi-puissance. 3. On suppose que le gain maximum de l’aérien est de l’ordre de 1500. Calculer la puissance

que capterait une antenne de réception de gain 25 dB placée à une distance de 100 km dans la direction du rayonnement maximal.

4. On remplace l’antenne de réception par un obstacle de SER moyenne 10m2. Calculer la puissance moyenne disponible en sortie de l’antenne de réception du radar.

Comparer ces résultats avec ceux qui ont été obtenus dans l’exercice précédent.

Université Sidi Mohamed Ben Abdellah Ecole Nationale des Sciences Appliquées de Fès

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EXERCICE N°III (DETECTION)

Un radar émet des impulsions brèves de durée 2 micro-secondes avec une puissance crête de 10 MW, sur une longueur d’onde de 10 cm. Il capte une cible de SER 1m2 située à une distance de 500 km. Les gains de l’aérien à l’émission et à la réception sont identiques et de l’ordre de 45 dB. Le facteur total de pertes L est estimé à 8dB. 1. En effectuant un bilan énergétique en dB(méthode très utilisée par les radaristes), calculer

l’énergie correspondant à une impulsion reçue. En déduire la puissance associée. 2. Le récepteur est caractérisé par un gain en puissance G, un facteur de bruit F=4 dB et une

bande de 5MHz. Calculer à 17°C la puissance de bruit en sortie. En déduire la valeur du rapport signal/bruit 3. A quelle distance faudrait t’il placer la cible du radar pour obtenir un rapport signal/bruit

de 14 dB ? En admettant que la cible soit non fluctuante et que l’on désire une probabilité de fausse alarme de 10-5, préciser la valeur de la probabilité de détection susceptible d’être obtenue dans ces conditions.

EXERCICE N°IV (BROUILLEURS)

Un radar émet des impulsions de durée avec une puissance crête Pt sur une longueur d’onde. 1. Une cible de SER est détectée à la distance R, dans une direction D où les gains d’aérien à

l’émission et à la réception sont respectivement Gt et Gr. Donner l’expression de l’énergie correspondant à une impulsion émise, reçue par le récepteur, en supposant que sa bande est f=1/r, et que le facteur de pertes total est L.

2. On suppose qu’il existe dans des directions i et à des distances Ri, des brouilleurs qui émettent vers la radar des signaux de densités spectrales bBi(f) à l’aide d’antennes de gains Gbi. On désigne par Gri les valeurs du gain de l’antenne de réception du radar dans les directions Di. En introduisant pour chaque brouilleur un facteur de pertes L’i, établir l’expression du rapport signal/bruit au niveau du récepteur.