Etude théorique de radars géologiques - Epublications - Université ...

More documents

Recommendations

Info

62 ● les sauts de fréquence. 1.3.a Modulation d'amplitude AMCW PARTIE II : RADAR GPR ETUDE D'ANTENNES Le radar émet une impulsion dont la forme se rapproche généralement d'une impulsion de Ricker (ondelette de Rayleigh), d'une sinogaussienne, de la dérivée d'une gaussienne ou de deux gaussiennes opposées et décalées dans le temps. Pour les applications géophysiques classiques, la durée de l'impulsion varie entre 0.5ns et 10ns mais des applications plus "exotiques" peuvent utiliser une impulsion qui dure jusqu'à 1µs. Par abus de langage, on cite la fréquence correspondant au maximum de puissance en omettant de préciser la largeur sprectrale de l'impulsion. Ainsi, lorsqu'on parle de fonctionnement à 1Ghz, on sous entend l'utilisation d'un pulse d'une durée d'environ 1ns, ce qui n'empêche pas le spectre de s'étendre bien endessous et bien audelà de 1GHz. La modulation d'amplitude fonctionne directement dans le domaine temporel ce qui minimise l'encombrement et le coût de cette technique. La rapidité de ces systèmes en font d'excellents outils pour les applications embarquées. Cependant, la difficulté de maîtriser la forme du signal réduit la résolution. En effet, deux façons de générer une impulsion existent. La première méthode module directement une porteuse par une porte ; la forme du signal est alors bien contrôlée mais sa puissance est limitée. Pour augmenter la puissance émise, il est préférable d'utiliser une méthode basée sur la décharge de capacités. Il ne s'agit donc plus d'une modulation d'amplitude à proprement parlé mais dans les deux cas le but est de générer une impulsion pour travailler dans le domaine temporel. Il est donc naturel de désigner les deux modes d'émission sous le nom de modulation d'amplitude. Un autre problème qui limite la résolution est l'acquisition de l'impulsion : celleci doit être réalisée à l'aide de capteurs ultrarapides tels les convertisseurs "flash". Leur faible dynamique (particulièrement sur 8bits) peut nécessiter l'utilisation d'amplificateurs très complexes à gain variable dans le temps afin de mesurer correctement les échos lointains de faible amplitude. Par ailleurs, pour que l'impulsion ne soit pas déformée par les antennes, elles sont nécessairement large bande avec un centre de phase constant selon la fréquence. 1.3.b Modulation de fréquence FMCW La fréquence d'émission est vobulée linéairement sur une large bande de fréquence Δf en un temps T ("chirp"). Si le radar reçoit le signal rétrodiffusé en même temps qu'il émet, le spectre du produit entre ces deux signaux présente des raies dont la fréquence est proportionnelle à la distance radarcible et inversement proportionnelle au temps de balayage... La résolution est inversement proportionnelle à la largeur spectrale. Les avantages de cette méthode également appelée compression d'impulsion sont nombreux :
Samuel BESSE : Étude Théorique de Radars Géologiques Analyses de sols, d'antennes et interprétation des signaux 63 ● Le rapport signal sur bruit est multiplié par le coefficient de compression TΔf. ● La puissance crête nécessaire est divisée par le rapport de compression. ● Les systèmes sont rapides. ● Il est possible d'avoir une très bonne résolution. Cependant, dans les applications GPR, le radar reçoit en même temps qu'il émet. Il en résulte que les principales limitations sont imposées par le couplage entre les antennes et par la nécessité d'une électronique très complexe. Le principe de la FMCW est mieux adapté à la reconnaissance d'avions [37] car le problème du couplage entre antennes disparaît : le signal rétrodiffusé par la cible est séparé temporellement de l'effet du couplage. La modulation dans le temps permet de recevoir la réponse de l'avion pour toutes les fréquences à des instants différents. Ainsi, la signature de l'objet se caractérise préférentiellement à l'aide d'un diagramme tempsfréquence (voir la boîte à outils "TimeFrequency ToolBox" sous interface Matlab [82]). Cette technique a fait ses preuves via les rouages de l'évolution : les chauvessouris utilisent une modulation de fréquence dans le domaine acoustique pour distinguer les insectes (figure 50). Figure 50 : Signal sonore d'une chauvesouris! Une analyse tempsfréquence permet de voir que les hautes fréquences sont émises en premier : chose impossible à voir sur une analyse spectrale [82].
Page 1:
N° d'ordre : 172004 JURY : UNIVE
Page 5 and 6:
Table des matières INTRODUCTION...
Page 7 and 8:
1.5.a Dipôle élémentaire posé s
Page 9:
3.4 Conclusions relatives au prob
Page 12 and 13: 12 INTRODUCTION Pour pouvoir sonder
Page 15 and 16: Samuel BESSE : Étude Théorique de
Page 57: Samuel BESSE : Étude Théorique de
Page 60 and 61: 60 1 Le radar GPR (Ground Penetra
Page 64 and 65: 64 1.3.c Radars à saut de fréquen
Page 66 and 67: 66 PARTIE II : RADAR GPR ETUDE D
Page 72 and 73: 72 cossin E =− K r ,t[ cosn²
Page 74 and 75: 74 ● dans le milieu 2 (typiquemen
Page 76 and 77: 76 2 Antenne WuKing PARTIE II :
Page 78 and 79: 78 2.2 Validation des paramètres
Page 80 and 81: 80 (a) (b) PARTIE II : RADAR GPR
Page 84 and 85: 84 2.4 Rendement, S11, T.O.S. PAR
Page 92 and 93: 92 2.5.b.ii Gain au nadir en foncti
Page 96 and 97: 96 plan E zénith =135° =225 ° na
Page 100 and 101: 100 PARTIE II : RADAR GPR ETUDE
Page 102 and 103: 102 Figure 93 : Gain maximum en fon
Page 112 and 113:
112 4 Antenne située près d'une
Page 114 and 115:
114 PARTIE II : RADAR GPR ETUDE
Page 116 and 117:
116 4.2.a.ii Rappel sur le formalis
Page 118 and 119:
Page 120 and 121:
120 4.3 Dipôle au dessus d'une i
Page 122 and 123:
122 ➢ Conclusions : PARTIE II : R
Page 124 and 125:
Page 127 and 128:
Samuel BESSE : Étude Théorique de
Page 129 and 130:
Page 131 and 132:
Page 133 and 134:
Page 135 and 136:
Page 137 and 138:
Page 139 and 140:
Page 141 and 142:
Page 143 and 144:
Page 145 and 146:
Page 147 and 148:
Page 149 and 150:
Page 151 and 152:
Page 153 and 154:
Page 155 and 156:
Page 157 and 158:
Page 159 and 160:
Page 161 and 162:
Page 163 and 164:
Page 165 and 166:
Page 167 and 168:
Page 169 and 170:
Page 171 and 172:
Page 173 and 174:
Page 175 and 176:
Page 177 and 178:
Page 179 and 180:
Page 181 and 182:
Page 183 and 184:
Page 185 and 186:
Page 187 and 188:
Page 189:
Page 192 and 193:
192 CONCLUSION surmonté le problè
Page 194 and 195:
194 ANNEXES ANNEXE 1 Calcul de l
Page 197 and 198:
Page 199 and 200:
Page 201 and 202:
Page 203 and 204:
Page 205 and 206:
"Les vacances, c'est tout un travai
show all

Etude théorique de radars géologiques - Epublications - Université ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?