Ce que l'émetteur doit faire
L'émetteur (Éléments du système radar) génère les impulsions radiofréquences. Il y a deux conceptions fondamentalement différentes pour cela, et la différence détermine ce que le radar peut faire:
- A oscillateur de puissance génère l'impulsion elle-même, directement à haute puissance. Simple et bon marché, mais chaque impulsion commence par une phase aléatoire.
- Une chaîne d'amplificateur (maître oscillateur – amplificateur de puissance) fait d'abord un signal faible, extrêmement stable, puis l'amplifie. Chaque impulsion a une phase connue par rapport à une référence.
Cette phase connue s'appelle cohérence, et sans cohérence il n'y a pas de traitement Doppler: pour mesurer un petit déplacement de phase de l'impulsion à l'impulsion (radar Pulse-Doppler et indicateur de la cible mobile), le radar doit savoir avec quelle phase chaque impulsion reste.
Magnétron: l'oscillateur classique
Les magnétron est le tube qui a rendu le radar pratique pendant la Seconde Guerre mondiale. Les électrons tournent dans un champ magnétique fort au-delà d'un anneau de cavités résonnantes et donc génèrent directement un micro-ondes puissant. Le magnétron est compact, robuste et bon marché — il est toujours dans presque tous les radars de navigation maritime (et dans le four micro-ondes dans votre cuisine).
Ses inconvénients découlent du fait qu'il s'agit d'un oscillateur: chaque impulsion commence par une phase aléatoire, et la fréquence dérive légèrement avec la température et l'usure. Un radar magnétron est donc non-cohérent. Avec un truc qu'il peut encore faire MTI: le radar mesure la phase de chaque impulsion transmise et verrouille un oscillateur de référence local. Ça s'appelle pseudo-cohérent ou cohérente sur réception — assez bon pour simple MTI, mais trop grossier pour le pouls-Doppler de haute qualité.
Chaîne d'amplificateurs cohérente
Un radar cohérent construit son signal de transmission à partir de deux oscillateurs stables. Les STALO (stable local oscillator) fournit une fréquence élevée et stable; COHO (oscillateur cohérent) une référence inférieure. Leur somme est amplifiée dans l'impulsion de transmission. A la réception, le radar mélange l'écho avec le même STALO retour à la fréquence intermédiaire (Le récepteur: de l'écho à la représentation) et le compare avec le COHO: n'importe quel changement de phase est alors Doppler, pas de chance.
Pour l'amplificateur final il y a quatre familles:
| Amplificateur | Caractéristiques | Utilisation typique |
|---|---|---|
| Klystron | très haute puissance et gain élevé, mais bande étroite (quelques pour cent) | grands radars au sol, illuminateurs |
| Tube à ondes mobiles (TWT) | très large bande (jusqu'à une octave et plus), moins de puissance de crête | radars aériens, PESA (PESA — Tableau électronique passif) et surtout des jammers |
| Amplificateur de champ croisé (CFA) | compact et efficace, gain modéré | radars navals, y compris l'étape finale AN/SPY-1 |
| État solide (GaAs, GaN) | faible puissance de pointe par transistor, très fiable; impulsions longues avec compression d'impulsion | T/R modules des AESA (AESA — Array à balayage électronique actif), radars de surveillance modernes |
Les émetteurs à l'état solide ne délivrent pas d'impulsions mégawatt. Ils compensent avec de longues impulsions et un cycle de travail élevé (Puissance maximale et puissance moyenne du radar d'impulsions): la même puissance moyenne, répartie dans le temps, et encore une résolution de portée fine par compression d'impulsion.
Chaque émetteur laisse empreinte digitale. Un magnétron se donne à travers des sauts de petite fréquence de l'impulsion à l'impulsion; un transmetteur de tube à travers la montée caractéristique et le temps de chute de son impulsion et par modulation involontaire sur l'impulsion (UMOP). À ce niveau ESM peut reconnaître non seulement un type radar, mais parfois un ensemble individuel: Identification spécifique de l'émetteur (SEI). Et parce que les jammers doivent être large bande, TWT est également le tube de cheval de travail du EW monde.
Radartutorial.eu décrit chaque tube avec des sections transversales et le principe de fonctionnement: émetteurs radar.