Détection de navires par radars maritimes - Signaux et traitements

Les applications radars dans le domaine de la surveillance maritime ou côtière sont nombreuses. Elles consistent tout d'abord à mettre en œuvre la fonction de détection et de localisation associée, et parfois, une fonction d'aide à la classification des navires à partir de la signature radar. Ce second volet est dédié à la fonction de détection, fonction de base de la surveillance.

Les spécificités des radars de surveillance du domaine maritime et côtier sont principalement : les cibles d'intérêt et l'environnement dans lequel ces cibles sont perçues. Les cibles d'intérêt sont les différents types d'embarcations ou de navires. Leur principale caractéristique, vue d'un radar, est la SER (Surface équivalente radar). Après une définition précise de la notion de SER, l'article expose les mécanismes physiques contribuant à sa valeur moyenne et à ses modes de fluctuation, notamment les phénomènes spécifiques aux cibles marines, tels que la réflexion sur la mer et le masquage par les vagues. On indique également :

• les principes généraux du calcul de SER des cibles marines ;

• leurs valeurs usuelles pour différents types de navires ;

• les principaux modèles de fluctuation utilisés.

L'environnement spécifique pour les radars de surveillance maritime est le fouillis de mer. Les principales caractéristiques du fouillis de mer influant sur les performances et les choix de conception sont :

• le niveau moyen de réflectivité de la mer σ ₀  ;

• les caractéristiques statistiques du signal de fouillis ;

• les caractéristiques de son spectre Doppler.

Les phénomènes physiques influant sur ces caractéristiques sont présentés, ainsi que les modèles permettant de prédire leurs valeurs, en fonction du contexte d'observation et des caractéristiques de l'architecture du radar. On décrit ensuite les différents mécanismes mis en jeu dans le processus de détection. Sont abordées les notions :

• de détection optimale ;

• de filtre adapté ;

• d'intégration cohérente et incohérente ;

• de systèmes de régulation automatique de la fausse alarme (les systèmes à Taux de fausse alarme constant ou TFAC).

Les grands principes de dimensionnement d'un système radar de surveillance maritime sont exposés au travers d'exemples concrets. Pour chacun d'entre eux, on présente en particulier :

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