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Bases du brouilleur de signal

Les discussions sur le brouillage des signaux étaient autrefois largement confinées aux forums de guerre électronique. Mais avec la montée en puissance de la technologie des véhicules autonomes, le brouillage est devenu un sujet courant. Il est maintenant utile de connaître quelques notions de base sur les configurations de test nécessaires pour évaluer la résistance aux techniques de brouillage et sur les principes de propagation du signal. Un grand nombre des avancées sophistiquées en matière de brouillage de signaux sont dues au travail au radar. Il est donc utile de commencer par passer en revue quelques principes fondamentaux du radar.

radar de compression

L'idée du radar, bien sûr, est qu'une cible reflète une partie de l'énergie d'un signal transmis. L'énergie renvoyée est reçue et traitée pour détecter la cible et extraire son emplacement et sa vitesse relative. Le sens d'arrivée du signal renvoyé peut également révéler la position angulaire de la cible si le faisceau d'antenne d'origine est suffisamment étroit. Et s'il existe un mouvement relatif entre la cible et le radar, le décalage de la fréquence porteuse de l'onde réfléchie (c'est-à-dire l'effet Doppler) est une mesure de la vitesse radiale relative de la cible qui peut être utilisée pour distinguer les cibles en mouvement des objets stationnaires.

Les émetteurs radar typiques émettent des signaux sous forme d'impulsions. Et les impulsions ont généralement un faible rapport cyclique où le rapport cyclique est le rapport de la durée d'impulsion sur une période d'impulsion. De plus, la résolution du radar (et d'ailleurs du lidar) est limitée par la largeur des impulsions. Par exemple, une impulsion de 1 μsec s'étend sur 150 m dans l’espace. Par conséquent, un radar émettant des impulsions de 1 μsec ne peut pas résoudre des distances inférieures à 150 m.

Cela dit, la modulation par modulation de fréquence est une méthode utilisée pour améliorer la résolution en distance d'un signal radar à moins de 1 / (largeur d'impulsion). Un piaulement est un signal dont la fréquence augmente ou diminue avec le temps. Il existe plusieurs types de sifflements - linéaire, non linéaire, exponentiel, etc. Certains systèmes émettent également une impulsion comprimée dans le but de réduire la puissance de l'émetteur et la possibilité d'interception. Dans l’ensemble, le sujet devient rapidement complexe. Ainsi, un radar à modulation de fréquence comprend des étages qui modulent l'impulsion émise, la transmettent, reçoivent l'écho, puis mettent en corrélation le signal reçu avec l'impulsion émise.

Il y a une ambiguïté potentielle lorsque l'énergie revient d'une cible éloignée après que le radar a déjà émis une seconde impulsion. C'est ce qu'on appelle un écho pour la deuxième fois. Pour mesurer des objets lointains sans ambiguïté, le radar doit attendre le retour de leurs impulsions. Cependant, l’objet le plus rapide que le radar peut mesurer sans ambiguïté est déterminé par la fréquence des impulsions émises, c’est-à-dire la fréquence de répétition des impulsions. Pour mesurer la vitesse des objets rapides, la PRF doit être élevée, ce qui crée un compromis entre la distance radar et la détection de la vitesse.

Un point à noter est qu'un brouilleur de radar a souvent un avantage de portée par rapport au radar qu'il cible. C’est parce que les signaux émis par le brouilleur au radar indiquent tous une perte de trajet 1 / R2, tandis que le retour radar voit une perte 1 / R4 car il rebondit en arrière de la cible.

En gardant ces points à l’esprit, considérons les différents types de méthodes de brouillage radar telles que définies dans la guerre électronique. Les brouilleurs de barrage tentent de submerger le récepteur radar avec un signal brouilleur dans la bande de fréquence reçue. Les brouilleurs de bruit modulent le signal de brouillage avec un bruit de phase ou AM. Les brouilleurs trompeurs utilisent un répéteur ou une mémoire pour produire une réplique d'un retour radar avec les modifications appropriées en termes de temps ou de fréquence. Les brouilleurs à répétition modifient et retransmettent les signaux radar reçus, de sorte que l'écho généré relaie une position imprécise. De la même manière, un brouilleur de transpondeur est un répéteur qui reproduit une réplique stockée du signal après avoir été déclenché par la réception du signal radar.

Un mode connexe est le brouillage établi où un récepteur mesure la fréquence du radar de menace et ajuste un oscillateur pour la retransmettre. Idem pour un brouilleur en balayage, qui balaie un oscillateur sur une bande de fréquences utilisée par le récepteur radar. Enfin, il existe quelques termes de guerre électronique qui s'appliquent aux manœuvres militaires. Un brouilleur à distance est généralement un aéronef qui reste à l'écart des armes hostiles lorsqu'il bloque le radar des avions et des avions en attaque, tandis qu'un brouilleur à répétition fait la même chose tout en étant suffisamment proche pour faire feu de manière hostile.

Les techniques anti-brouillage tentent souvent de contrecarrer ces efforts en prenant des mesures incluant la variation des modèles de synchronisation des impulsions radar. Mais les propriétés de synchronisation peuvent également varier en fonction du mode radar (recherche, acquisition, suivi). De plus, le réglage de la synchronisation des impulsions permet au radar d’évaluer la plage et les vitesses sans ambiguïté de la cible. Tant dans le développement radar que dans l’anti-brouillage, l’accent est mis sur la simulation de la configuration du radar ou de l’anti-brouillage avec des instruments de test avant de s’engager dans une conception matérielle ou logicielle.

Une approche fréquente consiste à synthétiser les formes d'onde complexes de modulation d'impulsions et de pulsation sur un outil tel que Matlab, puis à transmettre les informations à un générateur de formes d'onde arbitraires pour créer la forme d'onde. Il existe également des progiciels spécialisés pour la création de formes d'onde, tels que Signal Studio de Keysight Technologies.

Dans les configurations de test, le générateur de formes d'onde est généralement utilisé pour ajouter des effets réels au flux de signaux, tels que la gigue et la vobulation, une modification du taux de répétition des impulsions et de la fréquence centrale. Le logiciel de création d’impulsions peut également ajouter des effets résultant de diagrammes d’antenne et de qualités de rayonnement spécifiques.

De plus, les instruments de test modernes intègrent souvent de multiples fonctions facilitant la création d'un signal radar basé sur un instrument de table. Par exemple, il est possible de trouver des analyseurs de signaux haut de gamme intégrant une analyse à spectre balayé, une analyse FFT, un analyseur de signaux vectoriels RF et en bande de base et un analyseur de facteur de bruit.

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