FR3072184A1 - Methode de caracterisation electromagnetique d'un objet/ une antenne - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne une méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible (mesure de sa surface équivalente radar) ou d'une antenne (mesure de son diagramme de rayonnement), dans une bande de fréquence d'intérêt, en présence de multi-trajets parasites. Selon cette méthode, on acquiert (210) des réponses impulsionnelles de la cible/de l'antenne dans une pluralité de configurations spatiales distinctes au sein d'une chambre anéchoïque. Une réponse impulsionnelle synthétique est obtenue (230) en sélectionnant pour chaque instant, parmi les valeurs des réponses impulsionnelles acquises à cet instant, la valeur de plus faible module. La SER de la cible/le diagramme de rayonnement de l'antenne peuvent être alors obtenus (260) à partir d'une transformée de Fourier de la réponse synthétique (250).

Description

MÉTHODE DE CARACTÉRISATION ÉLECTROMAGNÉTIQUE D'UN OBJET/ UNE ANTENNE DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne de manière générale la caractérisation électromagnétique d'un objet, notamment la détermination de la surface équivalente radar d'une cible. Elle concerne également la caractérisation électromagnétique d'une antenne, notamment la mesure de son diagramme de rayonnement.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
La surface équivalente radar ou SER est une grandeur fondamentale caractéristique d'une cible. Elle est utilisée tant dans le domaine militaire que dans le domaine civil (par exemple pour le contrôle aérien) aux fins de discrimination d'un objet tel qu'un aéronef.
La mesure de SER d'un objet est classiquement réalisée dans une chambre anéchoïque électromagnétique, au moyen d'une seule antenne (opérant en émission et en réception) lorsqu'il s'agit de la mesure d'une SER monostatique ou bien d'un couple d'antennes (l'une opérant en émission et l'autre en réception) lorsqu'il s'agit de la mesure d'un SER bistatique.
De manière similaire, une antenne est caractérisée par son diagramme de rayonnement (en intensité et/ou en phase). Là encore, la mesure de ce diagramme est classiquement réalisée dans une chambre anéchoïque électromagnétique.
Une chambre anéchoïque pour la caractérisation électromagnétique de cibles ou d'antennes est constituée de parois (murs, plancher et plafond) métalliques recouvertes de matériaux absorbant les ondes électromagnétiques. La cible ou l'antenne à caractériser est généralement placée sur un positionneur rotatif faiblement échogène. La SER de la cible est alors obtenue en illuminant celle-ci au moyen d'une onde électromagnétique de fréquence déterminée et en mesurant l'intensité de l'onde rétrodiffusée par une antenne de mesure. De manière similaire, le diagramme de rayonnement d'une antenne peut être réalisé en illuminant l'antenne à caractériser au moyen d'une onde électromagnétique de fréquence déterminée et en mesurant l'intensité de l'onde captée par celle-ci (diagramme en réception). Alternativement, l'antenne à caractériser peut émettre une onde électromagnétique, la caractérisation étant alors réalisée par les mesures de puissance de l'onde captée par une antenne de mesure.
Dans certains cas, la mesure est effectuée dans une bande fréquentielle, ce qui permet, à partir de traitements à base de transformée de Fourier, de déterminer la réponse impulsionnelle de l'objet et/ou d'améliorer la qualité de la mesure.
Toutefois, en pratique, les parois de la chambre anéchoïque ainsi que le support de l'objet ne sont pas parfaitement absorbants, en particulier dans les basses fréquences (les revêtements diélectriques absorbants sont moins efficaces dans les basses fréquences). Il en résulte que l'onde captée par l'antenne de mesure (ou l'antenne à caractériser dans le cas d'un diagramme en réception) comprend outre le signal utile s'étant propagé en ligne directe, des signaux ayant subi au moins une réflexion (par exemple sur les parois de la chambre ou sur le support de la cible), encore appelés multitrajets.
Ainsi, un multi-trajet issu d'un point contributeur de l'objet présente une distance de propagation plus importante que le trajet en ligne directe issu de ce même point contributeur.
Une première méthode utilisée pour éliminer les multi-trajets lors de la caractérisation électromagnétique d'une cible ou d'une antenne est d'effectuer plusieurs mesures en modifiant à chaque fois la position et/ou l'orientation du couple antenne de mesure-objet dans la chambre anéchoïque. L'influence des multi-trajets peut alors être minimisée en calculant la moyenne de ces mesures.
Une seconde méthode utilisée pour éliminer les multi-trajets consiste à effectuer un fenêtrage temporel du signal reçu en tirant parti du fait que le signal utile, s'étant propagé en ligne directe, est reçu le premier. Toutefois, en pratique, la cible (ou l'antenne) possède une certaine extension spatiale et certains échos parasites peuvent être très proches voire se superposer au signal utile comme illustré en Fig. 1.
Sur cette figure, on a représenté une antenne 110 et une cible 120. Le signal émis par l'antenne 110 est réfléchi par le point contributeur Pr de la cible et revient en ligne directe à l'antenne de mesure. Il en va de même pour le point contributeur P2. Le signal réfléchi par ce point contributeur subit par ailleurs une réflexion sur la paroi de la chambre anéchoïque, 130. On voit dans la partie inférieure de la figure que le signal utile reçu du point Plt 140, se superpose à un écho parasite émanant du point P2,150.
On comprend ainsi que les échos parasites, notamment lorsqu'ils sont de forte intensité, peuvent masquer une grande partie du signal utile. Dès lors, le fenêtrage temporel est inopérant et le rapport signal sur bruit peut s'en trouver considérablement dégradé.
Un objet de la présente invention est par conséquent de proposer une méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible/d'une antenne qui ne présente pas les inconvénients précités, notamment qui permette de réduire de manière simple et efficace l'influence des multi-trajets, sans nécessiter pour autant d'effectuer un grand nombre de mesures.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
La présente invention est définie par une méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible, dans laquelle ladite cible est placée au sein d'une chambre anéchoïque et illuminée par une onde électromagnétique à une pluralité de fréquences au sein d'une bande de fréquence d'intérêt, dans laquelle on mesure un coefficient de rétrodiffusion de la cible auxdites fréquences à partir de l'onde reçue par une antenne de mesure auxdites fréquences, on effectue une transformée de Fourier inverse du coefficient de rétrodiffusion de la cible pour acquérir une réponse impulsionnelle de la cible pendant un intervalle de temps, l'acquisition de la réponse impulsionnelle étant répétée pour une pluralité de configurations spatiales distinctes d'au moins l'ensemble cible - antenne de mesure au sein de la chambre anéchoïque, de manière à acquérir une pluralité (Q) de réponses impulsionnelles de la cible correspondant chacune à une configuration spatiale distincte, et dans laquelle :
a) on construit une réponse synthétique de la cible en sélectionnant en chaque instant dudit intervalle la valeur de la réponse impulsionnelle de plus faible module parmi les valeurs desdites réponses impulsionnelles en cet instant, la réponse synthétique étant constituée des valeurs ainsi sélectionnées ;
b) on détermine la surface équivalente radar de la cible dans la bande de fréquence d'intérêt, à partir d'une transformée de Fourier de ladite réponse synthétique de la cible.
Avantageusement, le coefficient de rétrodiffusion de la cible à chaque fréquence f est normalisé au moyen d'une étape de calibration par :
?(/) = où s(J) et <?(/) sont les coefficients de rétrodiffusion mesurés à la fréquence f respectivement pour la cible et pour un étalon de calibration située à la même position dans la chambre anéchoïque dans de mêmes conditions d'incidence, où s0(J) et e0(J) sont les coefficients de rétrodiffusion mesurés à cette fréquence respectivement en absence de la cible et de l'étalon de calibration dans ces mêmes conditions d'incidence, e(/) étant le coefficient de rétrodiffusion théorique de l'étalon de calibration à la fréquence f et dans lesdites mêmes conditions d'incidence.
Avantageusement, préalablement à l'étape (a), les réponses impulsionnelles de la cible sont recalées temporellement pour compenser des retards de l'onde reçue par l'antenne de mesure dans les différentes configurations spatiales.
Avantageusement, préalablement à l'étape (b), on corrige les discontinuités de phase de la réponse synthétique de la cible par des opérations d'interpolation autour desdites discontinuités de phase.
Préalablement à l'étape (b), on pourra effectuer en outre un fenêtrage temporel de la réponse synthétique de la cible.
Selon une première variante, l'onde électromagnétique d'illumination de la cible est émise par l'antenne de mesure, la surface équivalente radar de la cible déterminée à l'étape (b) étant sa SER monostatique.
Selon une seconde variante, l'onde électromagnétique d'illumination de la cible est émise par une antenne distincte de l'antenne de mesure, la surface équivalente radar de la cible déterminée à l'étape (b) étant sa SER bistatique.
La présente invention est également définie par une méthode de caractérisation électromagnétique d'une antenne, dans laquelle l'antenne à caractériser est placée au sein d'une chambre anéchoïque et illuminée par une onde électromagnétique, à une pluralité de fréquences au sein d'une bande de fréquence d'intérêt, dans laquelle on mesure auxdites fréquences l'amplitude complexe du signal reçu , on effectue une transformée de Fourier inverse de l'amplitude complexe pour acquérir une réponse impulsionnelle de l'antenne à caractériser pendant un intervalle de temps, l'acquisition de la réponse impulsionnelle étant répétée pour une pluralité de configurations spatiales distinctes d'au moins l'ensemble antenne d'émission - antenne à caractériser au sein de la chambre anéchoïque, de manière à acquérir une pluralité (Q) de réponses impulsionnelles de l'antenne à caractériser correspondant chacune à une configuration spatiale distincte, et dans laquelle :
a) on construit une réponse synthétique de l'antenne à caractériser en sélectionnant en chaque instant dudit intervalle la valeur de la réponse impulsionnelle de plus faible module parmi ladite pluralité de réponses temporelles en cet instant, la réponse synthétique étant constituée des valeurs ainsi sélectionnées ;
b) on détermine le diagramme de rayonnement en réception de l'antenne à caractériser dans la bande de fréquence d'intérêt, à partir d'une transformée de Fourier de ladite réponse synthétique de l'antenne.
La présente invention est enfin définie par une méthode de caractérisation électromagnétique d'une antenne dans laquelle l'antenne à caractériser est placée au sein d'une chambre anéchoïque et émet une onde électromagnétique à une pluralité de fréquences au sein d'une bande de fréquence d'intérêt, dans laquelle on mesure auxdites fréquences l'amplitude complexe du signal reçu par une antenne de mesure, on effectue une transformée de Fourier inverse de l'amplitude complexe pour acquérir une réponse impulsionnelle de l'antenne à caractériser pendant un intervalle de temps, l'acquisition de la réponse impulsionnelle étant répétée pour une pluralité de configurations spatiales distinctes d'au moins l'ensemble antenne à caractériser - antenne de mesure au sein de la chambre anéchoïque, de manière à acquérir une pluralité (Q) de réponses impulsionnelles de l'antenne à caractériser correspondant chacune à une configuration spatiale distincte, et dans laquelle :
a) on construit une réponse synthétique de l'antenne à caractériser en sélectionnant en chaque instant dudit intervalle la valeur de la réponse impulsionnelle de plus faible module parmi ladite pluralité de réponses impulsionnelles en cet instant, la réponse synthétique étant constituée des valeurs ainsi sélectionnées ;
b) on détermine un diagramme de rayonnement en émission de l'antenne à caractériser dans la bande de fréquence d'intérêt, à partir d'une transformée de Fourier de ladite réponse synthétique de l'antenne.
Avantageusement, préalablement à l'étape (a), les réponses impulsionnelles sont recalées temporellement pour compenser des retards de l'onde reçue dans les différentes configurations spatiales.
Avantageusement, préalablement à l'étape (b), on corrige les discontinuités de phase de la réponse synthétique de l'antenne à caractériser par des opérations d'interpolation de phase autour desdites discontinuités de phase.
Préalablement à l'étape (b), on pourra également effectuer un fenêtrage temporel de la réponse synthétique de l'antenne à caractériser.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, fait en référence aux figures jointes parmi lesquelles :
La Fig. 1, déjà décrite, représente une situation dans laquelle la présence de multi-trajets perturbe la caractérisation électromagnétique d'une cible ;
La Fig. 2 représente de manière schématique un ordinogramme de la méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible, selon un mode de réalisation de l'invention ;
La Fig. 3 illustre, sur un exemple, le traitement de la réponse impulsionnelle d'une cible, tel que mis en œuvre par la méthode de la Fig. 2.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Nous considérons dans la suite la caractérisation électromagnétique d'une cible ou d'une antenne dans une bande de fréquence d'intérêt. Par caractérisation électromagnétique d'une cible, nous entendons la mesure de sa surface équivalente radar, monostatique ou bistatique. Par caractérisation électromagnétique d'une antenne, nous entendons ici la mesure de son diagramme de rayonnement (intensité et/ou phase) en émission ou en réception. On comprendra en particulier que l'antenne de mesure sera identique à l'antenne d'illumination pour la mesure de la SER monostatique d'une cible et que ces antennes seront distinctes pour la mesure de la SER bistatique. Lorsqu'il s'agira d'une antenne à caractériser, celle-ci jouera tantôt le rôle d'une antenne d'illumination pour la détermination du diagramme de rayonnement en émission, ou le rôle d'une antenne de mesure pour la détermination du diagramme de rayonnement en réception.
Dans un but de simplification et sans préjudice de généralisation, l'invention sera essentiellement présentée dans le cas de la mesure de la SER monostatique d'une cible. On suppose que la cible à caractériser est placée dans une chambre anéchoïque et que la cible est passive.
La Fig. 2 représente de manière schématique un ordinogramme de la méthode de caractérisation électromagnétique de la cible selon un mode de réalisation de l'invention.
A l'étape 210, on illumine successivement la cible avec des signaux à différentes fréquences, uniformément distribuées dans une bande de fréquence d'intérêt. En d'autres termes, on illumine la cible en balayant la bande de fréquence d'intérêt avec un pas fréquentiel prédéterminé et l'on acquiert pour chaque fréquence ainsi balayée le signal renvoyé par la cible. Le temps d'acquisition à chaque fréquence est choisi sensiblement plus long que l'inverse du pas fréquentiel.
Alternativement, la cible peut être illuminée avec un signal large bande et l'on acquiert en parallèle le signal reçu aux différentes fréquences de la bande d'intérêt.
A chaque fréquence, on détermine à partir du signal transmis et du signal reçu, le coefficient (complexe) de rétrodiffusion de la cible. Avantageusement, le coefficient de rétrodiffusion de la cible est normalisé au moyen d'une opération de calibration. Plus précisément, si l'on note s(f) et e(f) les coefficients de rétrodiffusion mesurés pour la cible et pour un étalon (généralement une sphère) de calibration située à la même position et s0(f) et e0(f) les coefficients de rétrodiffusion mesurés à la même fréquence et dans des mêmes conditions d'incidence mais en chambre vide (c'est-à-dire en absence de la cible, resp. de l'étalon de calibration), le coefficient de rétrodiffusion normalisé est donné par :
?(/) =
5(/)-S0(/) e(f) ~e0(D ' (1) où e(/) est le coefficient de rétrodiffusion théorique de l'étalon à la fréquence f dans les mêmes conditions d'incidence précitées. L'homme du métier comprendra que l'opération de calibration permet de s'affranchir de la fonction de transfert du système de mesure.
On effectue ensuite la transformée de Fourier inverse (IFFT) du coefficient de rétrodiffusion, avantageusement normalisé par (1), pour obtenir la réponse impulsionnelle de la cible. On conçoit en effet que si la bande de fréquence d'intérêt est choisie suffisamment large, la réponse temporelle peut être assimilée à la réponse impulsionnelle.
L'étape d'acquisition 210 est répétée pour Qconfigurations spatiales distinctes du couple cible-antenne au sein de la chambre anéchoïque. Les configurations spatiales du couple cible-antenne de mesure peuvent différer de plusieurs manières.
Tout d'abord, l'attitude de l'antenne de mesure par rapport à la cible ainsi que la distance entre celles-ci peuvent être invariantes, l'ensemble cible-antenne de mesure faisant alors l'objet d'opérations de translation et/ou de rotation dans un référentiel attaché à la chambre anéchoïque.
Selon une deuxième variante, alternative ou cumulative avec la première variante, on pourra faire varier la distance entre la cible et l'antenne de mesure de sorte à modifier les conditions selon lesquelles les échos parasites perturbent le signal utile. Les variations de distance seront choisies faibles de sorte qu'il n'y aura pas lieu de compenser le module en fonction de la distance. Cette variante ne sera mise en œuvre que dans des conditions de champ lointain (ondes planes), c'est-à-dire au moyen d'un réflecteur (base compacte) convertissant les ondes sphériques émises par l'antenne en ondes planes.
Selon une troisième variante, alternative ou cumulative avec les précédentes, on pourra modifier l'attitude de l'antenne de mesure par rapport à la cible, par exemple en dépointant très légèrement l'antenne/cible, de manière à obtenir différentes configurations spatiales. On veillera toutefois à ne pas modifier sensiblement la partie de la cible illuminée par l'antenne, autrement dit conserver les mêmes points contributeurs.
Dans les trois variantes précédentes, la position et/ou l'orientation de l'antenne de mesure peu(ven)t être modifiée(s) pour obtenir les configurations spatiales requises. Alternativement, pour des raisons d'efficacité et de gain de temps, on pourra recourir à une pluralité d'antennes de mesure disposées selon les positions et/ou les orientations requises. Dans le cas d'une mesure de SER bistatique, on pourra de manière similaire recourir à une pluralité d'antennes d'illumination et/ou d'antennes de mesure.
On acquiert ainsi, pour chaque configuration spatiale, une réponse impulsionnelle de la cible sous la forme d'une séquence de valeurs complexes.
On désignera dans la suite par 5 (/.), i = l,...,N la séquence temporelle de valeurs complexes acquises pour la qlème configuration spatiale, q = 1,..., Q .
A l'étape 220, on effectue optionnellement un recalage temporel des Q réponses impulsionnelles obtenues à l'étape 210. Par exemple, si les réponses impulsionnelles ont été acquises pour des distances différentes de la cible, ou bien si la position de la cible et/ou de l'antenne n'est connue qu'avec un intervalle d'incertitude donné, il est possible de compenser les différences de temps de propagation aller-retour antenne-cible par un décalage temporel. Ce recalage vise à aligner les fronts montants des parties utiles des réponses impulsionnelles obtenues à l'étape 210. A cette fin, on pourra déterminer dans chacune des réponses impulsionnelles l'instant le plus précoce pour lequel le gradient du module franchit un seuil prédéterminé.
A l'étape 230, on construit une réponse synthétique S {ti ), z = 1,..., N, de la cible à partir des réponses impulsionnelles (S = 1,...,7V], q = l,...,Q, ayant éventuellement fait l'objet d'un recalage temporel à l'étape 220. Cette réponse synthétique est obtenue en sélectionnant à chaque instant t{ l'échantillon S (/,) dont le module est le moins élevé. Plus précisément :
(2)
La réponse synthétique 5(/),z =1,...,N présente une forte réjection des multitrajets, même pour un nombre de configurations Q relativement faible. L'efficacité de la réjection est basée sur la constatation que les trajets conduisent quasi-systématiquement à une augmentation du module de la réponse temporelle de la cible. Plus précisément, la superposition d'un signal utile issu d'un premier point contributeur de la cible, s'étant propagé en ligne directe, avec un écho parasite, issu d'un second point contributeur et ayant subi au moins une réflexion, a une probabilité négligeable de réduire le module du signal utile. En effet, pour que la présence de l'écho parasite réduise le module du signal utile, il faudrait à la fois que la longueur du multi-trajet précité soit égale à la longueur du trajet direct (du premier contributeur) et que le signal de l'écho parasite soit en opposition de phase avec celui du signal utile. Or, lorsque la cible est purement passive, sa surface n'introduit pas de modulation spatiale de la phase du signal réfléchi. Il en résulte que la réalisation de cette double condition est hautement improbable. La présence d'un écho parasite se traduit quasiment toujours par une augmentation du module de la réponse impulsionnelle. Dès lors, le fait de choisir l'échantillon de réponse temporelle présentant le plus faible module (ou la plus faible intensité) permet de réduire de manière significative l'influence des multi-trajets.
L'homme du métier comprendra que la réponse synthétique S(/, ), i = l,...,N de la cible est composée des meilleures portions, au sens du plus fort taux de réjection des multi-trajets, de toutes les réponses impulsionnelles, acquises dans les Q configurations spatiales. Des contributeurs utiles de la cible peuvent par conséquent apparaître alors qu'ils auraient été masqués voire n'auraient pas été identifiés comme appartenant à la cible, si les méthodes de caractérisation de l'état de la technique avaient été seulement appliquées.
Il convient de noter que l'expression (2) peut conduire à des discontinuités de phase dans la réponse synthétique (signal complexe). En présence de telles discontinuités, on pourra effectuer en 240 un post-traitement du signal synthétique de manière à rétablir la continuité de la phase, par exemple au moyen d'une correction de phase et/ou d'une interpolation de la phase autour de la discontinuité de phase.
Optionnellement, la réponse synthétique pourra faire ensuite l'objet d'un fenêtrage temporel en 250 afin d'éliminer les échos parasites lointains (autrement dit ceux ne se superposant pas avec le signal utile), c'est-à-dire arrivant avec plus d'un retard prédéterminé par rapport au début du signal utile.
Enfin, à l'étape 260, la surface équivalente radar est déterminée dans la bande d'intérêt en effectuant une transformée de Fourier du signal synthétique obtenu à l'étape 230, éventuellement corrigée en 240 et temporellement fenêtrée en 250.
Pour ce faire, on calcule, pour chaque fréquence f de la FFT, la SER de la cible à la fréquence f au moyen de : * σ(/) =101og|i(/)|2 (3) où s(f) est la valeur prise par la transformée de Fourier du signal synthétique à la fréquence f.
La Fig. 3 illustre le traitement de la réponse impulsionnelle d'une cible dans la méthode de caractérisation de la Fig. 2.
Dans la partie supérieure de la figure, on a représenté le module d'une première et d'une seconde réponses impulsionnelles de la cible,[Sj|,|S21, acquises au moyen de l'antenne de mesure. On a distingué en 310 le signal utile présent dans ces réponses et en 320, 330 les échos parasites respectivement présents dans la première et dans la seconde configuration spatiale. L'écart entre ces échos parasites a été représenté par des doubles flèches. Dans la partie basse de la figure, on a représenté le module du signal synthétique, tel que défini par l'expression (2). On remarque que la contribution des multi-trajets y est réduite par rapport aux réponses temporelles mesurées. La méthode de moyennage des réponses temporelles connue de l'art antérieur aurait conduit au mieux à une courbe intermédiaire entre les courbes 320 et 330 et donc à un taux de réjection inférieur des multi-trajets. En outre, en prenant à chaque instant le minimum du module des échos parasites, on arrive à mieux déterminer l'instant tK auquel se termine le signal utile et donc le fenêtrage temporel est plus efficace. Dans le cas présent, la fenêtre temporelle pour éliminer les échos parasites lointains a été représentée en 350.
Bien que l'invention ait été présentée dans le cas de la détermination de la SER monostatique d'une cible, l'homme du métier comprendra sans peine qu'elle s'applique également au cas de la détermination d'une SER bistatique, à ceci près que les configurations spatiales à prendre en considération pour l'acquisition des réponses temporelles sont celles de l'ensemble antenne d'illumination - cible - antenne de mesure en lieu et place de celles du couple antenne de mesure -cible.
Enfin, la présente invention s'applique également à la caractérisation électromagnétique d'une antenne dans une bande de fréquence d'intérêt. Lorsqu'il s'agira de mesurer son diagramme de rayonnement en réception, l'antenne à caractériser sera illuminée par une onde émise par une antenne d'émission, et l'amplitude complexe du signal reçu par l'antenne à caractériser sera acquise pour différentes configurations spatiales du couple antenne d'émission - antenne à caractériser au sein de la chambre anéchoïque. La réponse impulsionnelle relative à une configuration spatiale sera obtenue 5 à partir d'une transformée de Fourier inverse de l'amplitude complexe du signal reçu, dans la configuration spatiale en question, aux différentes fréquences de la bande d'intérêt.
Inversement, lorsqu'il s'agira de mesurer son diagramme de rayonnement en émission, le signal émis par l'antenne à caractériser sera acquis par une antenne de 10 mesure à une pluralité de fréquences dans une bande d'intérêt, ce pour différentes configurations spatiales du couple antenne à caractériser-antenne de mesure au sein de la chambre anéchoïque.

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS
    1. Méthode de caractérisation électromagnétique d’une cible, dans laquelle ladite cible est placée au sein d'une chambre anéchoïque et illuminée par une onde électromagnétique à une pluralité de fréquences au sein d'une bande de fréquence d'intérêt, dans laquelle on mesure un coefficient de rétrodiffusion de la cible auxdites fréquences à partir de l'onde reçue par une antenne de mesure auxdites fréquences, on effectue une transformée de Fourier inverse du coefficient de rétrodiffusion de la cible pour acquérir une réponse impulsionnelle de la cible (210) pendant un intervalle de temps, l'acquisition de la réponse impulsionnelle étant répétée (215) pour une pluralité de configurations spatiales distinctes d'au moins l'ensemble cible - antenne de mesure au sein de la chambre anéchoïque, de manière à acquérir une pluralité (Q) de réponses impulsionnelles de la cible correspondant chacune à une configuration spatiale distincte, caractérisée en ce que :
    a) on construit (230) une réponse synthétique de la cible en sélectionnant en chaque instant dudit intervalle la valeur de la réponse impulsionnelle de plus faible module parmi les valeurs desdites réponses impulsionnelles en cet instant, la réponse synthétique étant constituée des valeurs ainsi sélectionnées ;
    b) on détermine (260) la surface équivalente radar de la cible dans la bande de fréquence d'intérêt, à partir d'une transformée de Fourier (250) de ladite réponse synthétique de la cible.
  2. 2. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible selon la revendication 1, caractérisée en ce que le coefficient de rétrodiffusion de la cible à chaque fréquence f est normalisé au moyen d'une étape de calibration par :
    *(/) = £(/)-£.(/)-(/) «(/)-2.(/) où s(f) et e(f) sont les coefficients de rétrodiffusion mesurés à la fréquence f respectivement pour la cible et pour un étalon de calibration située à la même position dans la chambre anéchoïque dans de mêmes conditions d'incidence, où s0(f) et e0(f) sont les coefficients de rétrodiffusion mesurés à cette fréquence respectivement en absence de la cible et de l'étalon de calibration dans ces mêmes conditions d'incidence, ë(f) étant le coefficient de rétrodiffusion théorique de l'étalon de calibration à la fréquence f et dans lesdites mêmes conditions d'incidence.
  3. 3. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que, préalablement à l'étape (a), les réponses impulsionnelles de la cible sont recalées temporellement pour compenser des retards de l'onde reçue par l'antenne de mesure dans les différentes configurations spatiales.
  4. 4. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, préalablement à l'étape (b), on corrige les discontinuités de phase de la réponse synthétique de la cible par des opérations d'interpolation autour desdites discontinuités de phase.
  5. 5. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, préalablement à l'étape (b), on effectue un fenêtrage temporel de la réponse synthétique de la cible.
  6. 6. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'onde électromagnétique d'illumination de la cible est émise par l'antenne de mesure, la surface équivalente radar de la cible déterminée à l'étape (b) étant sa SER monostatique.
  7. 7. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une cible selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'onde électromagnétique d'illumination de la cible est émise par une antenne distincte de l'antenne de mesure, la surface équivalente radar de la cible déterminée à l'étape (b) étant sa SER bistatique.
  8. 8. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une antenne, dans laquelle l'antenne à caractériser est placée au sein d'une chambre anéchoïque et illuminée par une onde électromagnétique, à une pluralité de fréquences au sein d'une bande de fréquence d'intérêt, dans laquelle on mesure auxdites fréquences l'amplitude complexe du signal reçu , on effectue une transformée de Fourier inverse de l'amplitude complexe pour acquérir une réponse impulsionnelle de l'antenne à caractériser pendant un intervalle de temps, l'acquisition de la réponse impulsionnelle étant répétée pour une pluralité de configurations spatiales distinctes d'au moins l'ensemble antenne d'émission - antenne à caractériser au sein de la chambre anéchoïque, de manière à acquérir une pluralité (Q) de réponses impulsionnelles de l'antenne à caractériser correspondant chacune à une configuration spatiale distincte, caractérisée en ce que :
    a) on construit une réponse synthétique de l'antenne à caractériser en sélectionnant en chaque instant dudit intervalle la valeur de la réponse impulsionnelle de plus faible module parmi ladite pluralité de réponses temporelles en cet instant, la réponse synthétique étant constituée des valeurs ainsi sélectionnées ;
    b) on détermine le diagramme de rayonnement en réception de l'antenne à caractériser dans la bande de fréquence d'intérêt, à partir d'une transformée de Fourier de ladite réponse synthétique de l'antenne.
  9. 9. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une antenne dans laquelle l'antenne à caractériser est placée au sein d'une chambre anéchoïque et émet une onde électromagnétique à une pluralité de fréquences au sein d'une bande de fréquence d'intérêt, dans laquelle on mesure auxdites fréquences l'amplitude complexe du signal reçu par une antenne de mesure, on effectue une transformée de Fourier inverse de l'amplitude complexe pour acquérir une réponse impulsionnelle de l'antenne à caractériser pendant un intervalle de temps, l'acquisition de la réponse impulsionnelle étant répétée pour une pluralité de configurations spatiales distinctes d'au moins l'ensemble antenne à caractériser - antenne de mesure au sein de la chambre anéchoïque, de manière à acquérir une pluralité (g) de réponses impulsionnelles de l'antenne à caractériser correspondant chacune à une configuration spatiale distincte caractérisée en ce que :
    a) on construit une réponse synthétique de l'antenne à caractériser en sélectionnant en chaque instant dudit intervalle la valeur de la réponse impulsionnelle de plus faible module parmi ladite pluralité de réponses impulsionnelles en cet instant, la réponse synthétique étant constituée des valeurs ainsi sélectionnées ;
    b) on détermine un diagramme de rayonnement en émission de l'antenne à caractériser dans la bande de fréquence d'intérêt, à partir d'une transformée de Fourier de ladite réponse synthétique de l'antenne.
  10. 10. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une antenne selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que, préalablement à l'étape (a), les réponses impulsionnelles sont recalées temporellement pour compenser des retards de l'onde reçue dans les différentes configurations spatiales.
  11. 11. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une antenne selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que, préalablement à l'étape (b), on corrige les discontinuités de phase de la réponse synthétique de l'antenne à caractériser par des opérations d'interpolation de phase autour desdites discontinuités de phase.
  12. 12. Méthode de caractérisation électromagnétique d'une antenne selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisée en ce que, préalablement à l'étape (b), on effectue un fenêtrage temporel de la réponse synthétique de l'antenne à caractériser.
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LARSSON C ET AL: "Measuring the extinction cross section", 3RD EUROPEAN CONFERENCE ON ANTENNAS AND PROPAGATION. EUCAP 2009 , 23-27 MARCH 2009 - BERLIN, GERMANY, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 23 March 2009 (2009-03-23), pages 3633 - 3636, XP031470552, ISBN: 978-1-4244-4753-4 *

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